微机控制恒加载抗折抗压试验机的主要组成部分
微机控制恒加载抗折抗压试验机是用于建筑材料(如混凝土、水泥、石材等)抗折强度、抗压强度测试的Z用设备,其核心特点是微机自动控制和恒定加载速率,确保测试精度与规范性。该设备的组成需围绕 “加载执行 - 精度控制 - 数据处理 - A全保障" 四大核心功能展开,具体可分为以下 5 大系统,各系统包含关键组件及作用如下:
一、主机加载系统(核心受力与动力单元)
主机加载系统是实现 “抗折"“抗压" 加载动作的基础,需提供稳定、可控的加载力,同时保证机械结构的刚性与稳定性,避免自身变形影响测试精度。
组件 | 具体构成 | 核心作用 |
1、刚性主机架 | 立柱、上横梁、下横梁、工作台 | 整体为高强度钢材焊接 / 锻造结构,承受加载过程中的Z大力(可达数千 kN),确保无明显变形,为测试提供稳定基准。 |
2、加载动力单元 | 液压泵站(油泵、电机)、高压油缸 | 多数机型采用液压驱动(恒加载稳定性优于机械驱动): - 液压泵站提供高压油源; - 油缸(多为下置式 / 上置式)推动横梁或工作台移动,实现对试件的加压。 |
3、加载执行机构 | 加载横梁(可移动)、传动丝杠 | 油缸驱动加载横梁沿立柱上下移动,通过丝杠微调横梁位置,J准控制加载初始间隙,确保加载力均匀作用于试件。 |
二、Z用夹具系统(适配抗折 / 抗压测试)
因 “抗折" 与 “抗压" 测试的受力形式不同,需通过可更换的Z用夹具实现两种测试功能,确保试件受力符合国家标准(如 GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》)。
主要组件及功能:
1、抗压夹具
1.1核心构成:上抗压压板、下抗压压板(材质多为高强度合金钢,表面经硬化处理)、定心装置。1.2作用:用于抗压测试(如混凝土立方体试块),上下压板平行度需符合高精度要求(≤0.02mm/m),确保加载力垂直作用于试件端面,避免偏心加载导致误差。
2、抗折夹具
2.1核心构成:三点弯曲支座(固定支撑点)、加载压头(活动加载点)、间距调节机构。2.2作用:用于抗折测试(如混凝土棱柱体试块、水泥胶砂试块),通过 “两点支撑 + 一点加载" 的三点弯曲结构,模拟试件受弯破坏过程,支座间距可根据试件长度(如 100mm、150mm)调节。
三、测控系统(实现 “恒加载" 与精度控制)
测控系统是设备的 “大脑",负责接收指令、实时监测加载力 / 位移、反馈调节加载速率,核心目标是实现恒定加载速率(如抗压测试加载速率 0.3~1.0MPa/s),确保测试数据符合标准要求。
主要组件及功能:
组件 | 具体构成 | 核心作用 |
1. 传感器单元 | (1)力传感器:安装于加载横梁或油缸端,高精度(精度等级 0.1% FS~0.05% FS),实时采集加载力值; (2)位移传感器(如 LVDT):安装于横梁或试件旁,监测试件变形或横梁位移,辅助判断加载稳定性。 | 为控制与数据处理提供 “实时反馈信号",是恒加载精度的基础。 |
2. 控制单元 | Z用测控卡(或 PLC)、伺服控制器 | 接收微机指令与传感器信号,通过闭环控制算法(PID 调节)控制液压泵站的出油量 / 压力,实时修正加载速率,确保力值按设定速率平稳上升(无超调、无波动)。 |
3. 微机操作单元 | 工业计算机(或嵌入式触摸屏) | 运行测试软件,实现 “参数设置(加载速率、试件尺寸、试验类型)- 启动 / 停止控制 - 实时状态监控",是人机交互的核心。 |
四、数据采集与处理系统
该系统负责将传感器采集的 “力 - 时间"“力 - 位移" 信号转化为可分析的测试数据,并生成规范报告,避免人工记录误差。
主要组件及功能:
1、数据采集卡
高精度 A/D 转换器,将传感器输出的模拟信号(电压 / 电流)转化为数字信号,采样频率高(≥100Hz),确保捕捉加载过程中的力值变化细节(如试件破坏瞬间的力值骤降)。
2、测试软件
核心功能:
2.1实时显示:动态绘制 “力 - 时间曲线"“力 - 位移曲线",直观观察加载过程;2.2数据计算:自动计算抗折强度(Rf = 1.5FL/bh²,F 为破坏荷载,L 为支座间距,b、h 为试件截面尺寸)、抗压强度(Rc = F/A,A 为试件受压面积);2.3报告生成:自动生成测试报告(含试件信息、测试参数、强度结果、曲线图谱),支持导出 Excel/PDF 格式,便于存档。
3、存储与显示设备
硬盘(存储测试数据与报告)、显示器(实时显示测试界面与曲线),部分机型支持 U 盘导出数据。
五、A全与辅助系统
保障设备运行A全、试件破坏时人员A全,同时延长设备使用寿命,是测试过程的 “防护屏障"。
主要组件及功能:
1、A全保护装置
过载保护:当加载力超过设定量程的 110%~120% 时,控制单元自动停机,避免传感器或主机损坏;
- 急停按钮:紧急情况下手动切断电源与液压系统,强制停机;
- 防护罩(或防护网):试件破坏时(如混凝土试块破碎飞溅),防止碎片伤人,多为透明有机玻璃材质,不影响观察。
2、液压辅助装置
油温控制器:液压油温度过高会影响粘度与压力稳定性,通过油温传感器与冷却风扇,将油温控制在 20~50℃;
- 油液过滤系统:内置滤芯,过滤液压油中的杂质,避免堵塞油缸或阀门,延长液压系统寿命。
3、其他辅助组件
试件定位工装:辅助试件快速对准压板中心,避免偏心加载;
- 电源稳压模块:稳定输入电压,防止电压波动影响控制单元与传感器精度。
六、总结:各系统的协同工作流程
1、装夹试件:根据测试类型(抗折 / 抗压)安装对应夹具,放置试件并定位;
2、参数设置:通过微机软件设定加载速率、试件尺寸、试验编号;
3、启动加载:微机发送指令,控制单元通过闭环算法驱动液压系统加压,传感器实时反馈力值与位移;
4、数据处理:软件采集信号,绘制曲线并自动计算强度;
5、试验结束:试件破坏后设备自动停机,软件生成报告,防护罩防止碎片飞溅。
各系统紧密配合,Z终实现 “高精度、自动化、规范化" 的抗折抗压测试,广泛应用于建材检测机构、建筑施工单位、科研院所等场景。要想了解更多产品组成部分,可随时联系河北天棋星子检测设备有限公司工作人员。