电脑全自动恒应力压力试验机的主要组成部分

电脑全自动恒应力压力试验机的主要组成部分

电脑全自动恒应力压力试验机是用于建材（如混凝土、石材、砖块）、金属材料等抗压性能测试的核心设备，其 “全自动" 和 “恒应力" 特性依赖于多系统协同工作。其主要组成部分可按功能划分为加载系统、力值测量系统、控制系统、试样夹持定位系统、数据采集处理系统、A全保护系统及辅助系统。

一、核心加载系统（力的产生与传递）

加载系统是试验机的 “动力源"，负责向试样施加稳定、可控的压力，是实现 “恒应力" 的基础。主要包括：

1、加载框架

1.1作用：承受试验过程中的全部压力，保证结构稳定无变形（需符合刚度要求，避免框架形变影响力值精度）。1.2常见形式：门式框架（双柱 / 四柱）或柱式框架，材质多为高强度合金钢材（如 45# 钢、Q345 钢），经调质处理增强抗压强度。1.3关键部件：上横梁（固定）、下工作台（可升降，适配不同高度试样）、立柱（连接横梁与工作台，通过螺母预紧保证刚性）。

2、驱动装置

2.1作用：提供加载动力，因 “恒应力" 需力值输出连续且稳定，主流采用液压驱动（少数小量程设备用电动伺服驱动）。2.2组成：（1）液压泵：多为变量柱塞泵（可根据力值需求调节供油流量，避免能源浪费），输出高压油；（2）电机：驱动液压泵运转，需配备调速器（适配不同加载速率）；（3）溢流阀：限制系统Z高压力，防止过载损坏。

3、执行元件（加载油缸）

3.1作用：将液压能转化为机械能，直接向试样施加压力。3.2结构：单作用活塞式油缸（通常固定于上横梁，活塞向下施压），内壁经精密珩磨（降低摩擦系数，保证加载平稳），配备防尘密封圈（防止杂质进入影响寿命）。

二、力值测量系统（力的J准反馈）

恒应力控制的核心是 “实时测力 - 动态调整"，力值测量系统需确保力值数据准确、无延迟，是闭环控制的 “感知器"。主要包括：

1、力传感器

1.1作用：将压力信号转化为电信号（应变信号），是力值测量的核心元件。1.2类型：主流采用轮辐式力传感器（量程覆盖广、抗偏载能力强）或柱式力传感器（小量程高精度），精度等级需符合国标（如 0.5 级，即误差≤±0.5%）。1.3安装位置：通常串联在油缸与上横梁之间（或工作台下方），直接测量施加于试样的力值，避免中间环节误差。

2、信号调理模块

2.1作用：处理传感器输出的微弱应变信号（通常为 mV 级），避免干扰影响精度。2.2功能：包括信号放大（将 mV 信号放大至 V 级）、滤波（过滤电网干扰、机械振动干扰）、温度补偿（抵消环境温度对传感器的影响，保证低温 / 高温环境下精度）。

三、全自动控制系统（力的闭环控制）

控制系统是试验机的 “大脑"，通过电脑软件与硬件协同，实现 “设定参数 - 实时测力 - 自动调整加载速率" 的闭环控制，满足 “全自动" 和 “恒应力" 要求。主要包括：

1、硬件控制单元

1.1核心控制器：多为PLC（可编程逻辑控制器） 或Z用测控卡（如 PCI/UsB 接口的数据采集卡），负责接收力传感器信号、输出指令至驱动系统。1.2伺服阀 / 比例阀：液压系统的 “调节阀"，根据控制器指令调节油缸供油流量 / 压力，实现力值的动态调整（如当力值接近设定恒应力时，减小供油流量，避免超调）。1.3位移传感器（可选）：部分设备配备光栅位移传感器（安装于油缸或工作台），辅助监测试样压缩位移，用于计算弹性模量等参数。

2、电脑控制软件

2.1作用：实现人机交互，完成试验参数设置、实时监控、数据处理等全流程自动化。2.2核心功能：（1）参数设置：设定恒应力速率（如 0.5MPa/s、1MPa/s，需符合试验标准，如混凝土试验国标 GB/T 50081）、试验终止条件（如力值下降至峰值 80%、试样W全破坏）；（2）实时监控：动态显示力值 - 时间曲线、应力 - 位移曲线，直观观察试验过程；（3）自动控制：根据力值反馈，自动调节伺服阀开度，维持力值按设定速率增长（恒应力阶段误差≤±2%）；（4）权限管理：支持不同用户（操作员、管理员）权限设置，防止参数误改。

四、试样夹持与定位系统（保证试验准确性）

试样的夹持与对中直接影响试验结果（如偏心加载会导致力值偏差、试样提前破坏），该系统需确保试样受力均匀。主要包括：

1、抗压夹具

1.1作用：固定试样，传递压力，适配不同规格试样（如混凝土试块常用 150mm×150mm×150mm、石材常用 100mm×100mm）。1.2结构：上下压板（材质为高强度合金钢，表面经淬火处理，硬度≥HRC55，保证N磨性），部分压板配备球面调心装置（自动调整压板角度，确保试样上下表面均匀受力，抵消试样自身不平整的影响）。

2、试样定位装置

2.1作用：保证试样中心与加载轴线重合（对中性误差≤1%）。2.2形式：工作台表面刻有定位线（如十字线）、可调节定位挡块（适配不同尺寸试样），部分G端设备配备自动对中系统（通过位移传感器检测试样位置，自动调整工作台）。

五、数据采集与处理系统（试验结果输出）

该系统负责记录试验数据、自动分析结果，并生成符合标准的报告，是试验结果应用的核心。主要包括：

1、数据采集卡

1.1作用：将调理后的力值信号（及位移信号）转化为数字信号，传输至电脑。1.2关键参数：采样频率（通常≥100Hz，保证实时性，避免错过力值峰值）、分辨率（≥16 位，确保数据精度）。

2、数据处理与报告模块

2.1自动计算：根据试验数据计算试样的抗压强度（力值 / 试样受压面积）、峰值力、破坏时间等参数；2.2数据存储：试验数据自动存档（格式如 Excel、PDF），支持按试样编号、日期查询；2.3报告生成：按标准格式（如 GB、ISO、ASTM）生成试验报告，可包含曲线、参数、试样信息，支持打印或导出。

六、A全保护系统（设备与人员防护）

高压试验存在试样崩裂、设备过载风险，A全保护系统是B备环节，主要包括：

1、过载保护

当力值超过量程的 110%（或设定过载阈值）时，控制器自动切断液压泵电源，停止加载；同时溢流阀泄压，防止油缸过载。

2、限位保护

上下限位开关：当工作台或油缸位移超过设定范围（如防止压板直接接触损坏），设备自动停机。

3、防护装置

3.1A全防护罩：多为透明有机玻璃材质（抗冲击），包围试样区域，防止试样破坏时碎片飞溅伤人；3.2紧急停止按钮：设备正面、侧面均设置急停按钮，遇紧急情况可立即切断总电源。

七、辅助系统（保障设备稳定运行）

1、液压油站

组成：油箱（储存液压油，容量根据油缸大小而定，通常 20-50L）、滤油器（三级过滤，防止杂质进入伺服阀，保证液压油清洁度≥NAS 8 级）、油温计（监测油温，正常工作温度 30-55℃）。

2、冷却系统

作用：当液压系统长时间工作导致油温过高（＞60℃）时，通过风冷 / 水冷散热器降低油温，避免油液粘度下降影响加载稳定性。

3、供电与接地系统

3.1供电：需稳定的单相 / 三相交流电（如 AC 380V±10%，50Hz），配备稳压电源（防止电压波动影响控制器精度）；3.2接地：设备接地电阻≤4Ω，防止漏电伤人，同时减少电磁干扰。

八、总结

电脑全自动恒应力压力试验机的各组成部分形成 “加载 - 测量 - 控制 - 反馈 - 保护" 的闭环系统，其中加载系统提供动力、力值测量系统保证精度、控制系统实现全自动恒应力控制，三者共同决定设备的核心性能。要想了解更多产品详细内容，可随时联系河北天棋星子检测设备有限公司工作人员。