高强度螺栓拉力试验机的主要组成部分

高强度螺栓拉力试验机的主要组成部分

高强度螺栓拉力试验机是用于检测高强度螺栓抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率等力学性能的核心设备，其组成部分围绕 “J准加载、稳定夹持、J确测量、智能控制" 四大核心功能设计，主要可分为 7 大系统，各系统分工明确且协同工作，确保测试数据的准确性和可靠性。

一、加载系统：提供可控拉力的核心动力源

加载系统是试验机的 “动力心脏"，负责向高强度螺栓施加持续、均匀且可调节的拉力，根据加载方式不同，常见结构如下：

1、核心部件：

1.1驱动单元：主流为电液伺服驱动（大吨位测试，如 1000kN 以上）或伺服电机 - 滚珠丝杠驱动（中小吨位，精度更高）；1.2执行元件：液压驱动对应 “液压缸 + 活塞"，电机驱动对应 “滚珠丝杠 + 移动横梁"；1.3动力辅助：液压系统含 “液压泵、溢流阀、换向阀"（控制油压和流量），电机系统含 “伺服驱动器"（调节电机转速和扭矩）。

2、关键作用：按测试标准（如 GB/T 1231、ISO 898-1）要求，实现 “匀速加载、分级加载、恒定载荷保持" 等模式，避免拉力骤变导致螺栓受力不均。

二、夹持系统：固定螺栓、确保力线对中

夹持系统需将高强度螺栓牢固固定，同时保证 “拉力中心线与螺栓轴线重合"（力线对中偏差≤1%），否则会导致测试数据偏差（如抗拉强度虚高）。根据螺栓结构（全螺纹、半螺纹、带头部），分为上下两组夹具：

1、核心部件：

1.1上夹具：固定在试验机 “固定横梁" 上，多为楔形夹具或对夹式夹具，通过 “液压 / 手动夹紧" 确保螺栓头部不打滑；1.2下夹具：连接在 “移动横梁" 或 “加载油缸" 上，针对全螺纹螺栓，常配螺纹套夹具（内螺纹与螺栓规格匹配，如 M16、M24），或 “V 型块 + 压板"（防止螺栓径向偏移）；1.3对中调节机构：部分G端机型含 “球面调心座"，可微调夹具角度，补偿螺栓安装时的微小偏斜，保证力线对中。

2、关键要求：夹具材质需为高强度合金钢（如 40CrNiMoA），表面硬度≥HRC 55，避免夹具变形或磨损影响夹持稳定性。

三、测量系统：J准采集力值与变形数据

测量系统是 “数据传感器"，负责实时采集螺栓承受的拉力值和轴向变形量，是计算力学性能指标的基础，核心为两类高精度传感器：

补充说明：引伸计需直接夹持在螺栓的 “Y效螺纹段"，避免夹持在头部或非受力区，确保变形数据真实反映螺栓本身的拉伸状态。

四、控制系统：实现自动化测试与A全保护

控制系统是试验机的 “大脑"，通过软件和硬件协同，控制加载过程、采集数据、触发A全保护，核心分为 “硬件控制单元" 和 “软件控制平台"：

1、硬件控制单元：

1.1PLC（可编程逻辑控制器） 或 Z用控制板卡：接收传感器信号，向加载系统发送指令（如调节加载速度）；1.2人机交互界面：触摸屏或工业电脑，用于设置测试参数（如加载速度 5mm/min、目标载荷 800kN）、启动 / 停止测试。

2、软件控制平台：

2.1功能：实时绘制 “力 - 位移曲线"“力 - 时间曲线"，自动识别屈服点、计算抗拉强度 / 延伸率；2.2数据管理：支持数据存储（Excel / 数据库）、报告生成（含测试标准、螺栓规格、数据结果）、历史数据查询。

3、A全控制：内置 “过载保护"（拉力超过量程 110% 时自动停机）、“过位移保护"（移动横梁超出A全行程时断电）、“急停按钮"（紧急情况下切断动力源）。

五、机架结构：提供稳定的受力框架

机架是试验机的 “骨架"，需承受测试过程中的Z大拉力（如 2000kN），且自身变形极小（刚度≥5×10^5 N/mm），否则会导致加载精度下降。

1、核心结构：

1.1框架类型：主流为 “门式框架"（上下固定横梁 + 两侧立柱），少数大吨位机型为 “拉杆式框架"；1.2材质：立柱和横梁采用高强度合金结构钢（如 Q345D 或 45# 钢调质处理），部分G端机型采用 “整体锻造框架"（减少拼接间隙，提升刚度）；1.3连接方式：立柱与横梁通过 “高强度螺栓 + 螺母" 紧固，或采用 “焊接 + 时效处理"（X除焊接应力，防止后期变形）。

2、关键要求：机架出厂前需进行 “预压处理"（施加额定载荷 120% 的压力，保持 12 小时），确保框架进入 “弹性稳定区"，避免测试时因机架变形影响数据。

六、数据采集与处理系统：将信号转化为Y效数据

该系统是 “信号转换器"，负责将力值传感器、引伸计输出的 “模拟信号"（如电压信号 0-10V）转化为 “数字信号"，并进行滤波、修正，Z终S成可读取的测试数据。

核心部件：

1、数据采集卡（DAQ）：采样频率≥1000Hz（确保捕捉瞬间屈服点），分辨率≥16 位（保证数据精度）；

2、信号调理模块：含 “放大器"（放大微弱信号）、“滤波器"（过滤环境干扰，如电网波动、机械振动）；

3、数据修正软件：内置 “传感器校准曲线"（每台设备出厂前需经国家计量机构校准，输入校准系数），修正温度漂移（环境温度变化导致的传感器误差）。

七、辅助与A全系统：保障设备运行与人员A全

除核心功能外，辅助系统确保试验机长期稳定运行，A全系统保护操作人员和设备：

1、辅助系统：

1.1润滑系统：对滚珠丝杠、导轨等运动部件定期加注润滑油（电动润滑泵自动定时供油），减少磨损；1.2冷却系统：液压驱动机型需 “液压油冷却器"（风冷或水冷），防止液压油温度过高（超过 60℃会降低油液粘度，影响加载精度）；1.3防尘罩：覆盖移动横梁和导轨，防止灰尘、杂质进入，影响运动精度。

2、A全系统：

2.1A全防护罩：透明亚克力或钢板材质，包围测试区域，防止螺栓断裂时碎片飞溅；2.2漏电保护：电源回路含漏电保护器，避免电机、液压泵漏电引发A全事故。

八、总结

高强度螺栓拉力试验机的各组成部分紧密关联：加载系统提供动力→夹持系统固定试件→测量系统采集数据→控制系统协调过程→机架保证稳定→数据系统处理结果→辅助系统保障运行。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。