电脑全自动万能材料试验机的主要组成部分

电脑全自动万能材料试验机的主要组成部分

电脑全自动W能材料试验机是集机械结构、精密驱动、传感测量、自动控制及数据处理于一体的智能化测试设备，主要用于金属、非金属、复合材料等的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离等力学性能测试。其核心组成部分可分为机械结构系统、驱动与加载系统、测量传感系统、控制与数据处理系统、夹具及附件系统五大类，各部分协同实现 “全自动" 测试流程（参数设置→自动加载→数据采集→分析报告）。以下是各组成部分的详细说明：

一、机械结构系统

机械结构是设备的基础承载与传动框架，为测试提供刚性支撑和J确运动导向，直接影响测试精度和稳定性。核心组件包括：

1、机架（主机架）

1.1作用：提供整体刚性支撑，承受测试过程中的Z大载荷，确保在高力值测试时无变形或微量变形（变形过大会影响测量精度）。1.2结构：多为门式框架（双立柱或四柱）或单臂式结构，材质通常为高强度铸铁或合金钢材，经时效处理X除内应力，保证长期使用的稳定性。

2、横梁（固定横梁与移动横梁）

2.1固定横梁：位于机架顶部或底部，用于安装固定端夹具，位置固定（部分设备可微调），作为测试力的固定支撑点。2.2移动横梁：沿立柱上下移动，安装移动端夹具，通过驱动系统带动其运动实现加载（如拉伸时移动横梁远离固定横梁，压缩时靠近）。2.3特点：横梁与立柱 / 导轨精密配合，确保移动时无偏摆，保证加载轴线与试样轴线一致（同轴度是测试精度的关键）。

3、导轨与丝杠（传动导向机构）

3.1导轨：通常为高精度线性导轨或圆柱导轨，安装在立柱内侧，引导移动横梁做直线运动，减少运动摩擦并保证移动精度（如 ±0.01mm/m）。3.2丝杠：核心传动部件，连接移动横梁与驱动系统（电机或液压油缸），将旋Z运动（电机驱动）或液压能（液压驱动）转化为横梁的直线运动。伺服电机驱动机型多采用滚珠丝杠（高精度、低摩擦、长寿命）；液压驱动机型则通过油缸活塞杆直接带动横梁。

二、驱动与加载系统

驱动与加载系统是设备的 “动力源"，负责按设定程序提供稳定、可控的测试力或位移，实现 “全自动加载"。根据驱动方式不同，分为伺服电机驱动系统和液压驱动系统两类：

1、伺服电机驱动系统（主流全自动机型）

1.1核心组件：伺服电机（如交流伺服电机）、减速器（如行星减速器）、伺服驱动器。1.2工作原理：电脑软件发送控制信号→伺服驱动器驱动伺服电机旋转→减速器减速增扭后带动滚珠丝杠转动→丝杠转化旋Z运动为移动横梁的直线运动→实现加载。1.3特点：响应速度快（加载速率控制精度高，可达 0.001mm/min~500mm/min）、力值与位移控制J准（闭环控制）、噪音低，适合中小力值（如≤1000kN）及高精度测试。

2、液压驱动系统（多用于大力值测试）

2.1核心组件：液压泵（如变量柱塞泵）、液压油缸、比例溢流阀 / 伺服阀、油箱及管路。2.2工作原理：液压泵提供压力油→通过伺服阀 / 比例阀J确控制进入油缸的油量和压力→油缸活塞杆伸缩带动移动横梁运动→实现加载。2.3特点：输出力大（可达数万千牛），适合高负荷测试（如金属材料拉伸、混凝土压缩），但响应速度略低于伺服电机驱动。

三、测量传感系统

测量传感系统是 “数据采集" 的核心，将测试过程中的力值、位移、变形等物理量转化为电信号，为控制和分析提供依据，直接决定测试数据的准确性。主要包括：

1、力传感器（测力装置）

1.1作用：实时测量测试过程中的拉力、压力或剪切力，是力值数据的核心来源。1.2类型：多为应变片式力传感器（通过应变片电阻变化感知力值），按量程分为不同规格（如 1kN、10kN、100kN、500kN 等），需与测试力值匹配（通常测试力不超过传感器量程的 80%）。1.3安装位置：通常固定在移动横梁或固定横梁上，直接承受试样传递的力。

2、位移测量系统

2.1作用：测量移动横梁的位移（反映试样整体变形或横梁移动距离）或试样的局部变形。2.2核心组件：（1）位移传感器：如光电编码器（与丝杠 / 电机轴连接，通过旋转角度计算位移）、光栅尺（安装在导轨旁，通过光栅条纹计数测量横梁J对位移，精度更高，可达 0.001mm）。（2）引伸计：高精度变形测量工具，直接夹持在试样标距段，用于测量试样的微小伸长或收缩（如拉伸时的屈服变形、断裂伸长率），精度可达 ±0.5% FS，是材料塑性指标测试的关键（如延伸率、断面收缩率）。

3、信号调理模块

作用：将传感器输出的微弱电信号（如 mV 级）进行放大、滤波、线性化处理，转化为控制系统可识别的标准信号（如 0~10V 或 4~20mA），减少干扰确保信号稳定。

四、控制与数据处理系统

这是 “电脑全自动" 的核心，实现测试过程的自动控制、数据实时采集、分析与报告生成，是设备智能化的体现。主要包括：

1、控制柜（电气控制系统）

1.1核心组件：主控制器（PLC 或Z用运动控制器）、伺服驱动器（驱动电机或液压阀）、继电器、电源模块、信号采集卡等。1.2作用：接收电脑软件的指令，控制驱动系统按设定速率加载 / 卸载；同时接收传感器信号，实现力值、位移的闭环反馈控制（如 “力控"“位移控"“应变控" 模式）。

2、电脑及测试软件

2.1电脑：作为人机交互界面和数据处理中心，通常为工业级计算机（抗干扰、稳定性强），安装测试软件并连接控制柜。2.2测试软件：核心功能包括：（1）参数设置（试样规格、测试速率、控制模式、停机条件等）。（2）实时监控（力 - 位移曲线、力 - 时间曲线等动态显示）。（3）自动控制（按程序完成加载、保载、卸载等动作，无需人工干预）。（4）数据处理（自动计算抗拉强度、屈服强度、弹性模量等力学指标）。（5）报告生成（自动生成测试报告，支持数据存储、导出与打印）。

五、夹具及附件系统

夹具是连接设备与试样的关键，需根据测试类型（拉伸、压缩、弯曲等）和试样材质（金属、塑料、织物等）配置，确保试样可靠夹持且受力均匀。主要包括：

1、通用夹具

1.1拉伸夹具：用于夹持试样进行拉伸测试，常见类型有楔形夹具（金属棒材 / 板材）、平口夹具（塑料、橡胶）、螺纹夹具（标准螺栓 / 螺母）等，夹口多为可更换的N磨材料（如合金工具钢）。1.2压缩夹具：用于压缩测试，如圆柱试样压缩夹具（混凝土、金属）、平板压缩夹具（板材、泡沫），底部通常有定位装置保证试样居中。1.3弯曲夹具：用于三点弯曲或四点弯曲测试（如金属板材、管材、混凝土试块），包括支座和压头，间距可调节以适应不同试样长度。1.4Z用夹具：如剪切夹具（测剪切强度）、剥离夹具（测胶粘剂剥离力）、扭转夹具（测扭转性能）等。

2、辅助附件

试样划线器（标记拉伸试样标距）、游标卡尺（测量试样尺寸）、防护罩（测试时防止试样断裂飞溅）、校准块（传感器校准用）等。

六、A全保护系统

为保障设备和操作人员A全，设备需配备多重A全装置：

1、机械限位：移动横梁上下J限位置安装限位开关，防止横梁超程碰撞。

2、过载保护：当力值超过设定A全值（如传感器量程的 110%）时，系统自动停机并报警，避免传感器或机械结构损坏。

3、急停装置：机身和控制柜配备急停按钮，按下后立即切断动力源，强制停机。

4、防护罩：拉伸 / 冲击测试时，试样断裂可能飞溅，防护罩可隔离危险区域。

七、总结

电脑全自动W能材料试验机的各组成部分分工明确：机械结构系统提供刚性支撑和J准传动，驱动系统提供动力加载，测量传感系统采集核心数据，控制与软件系统实现全自动控制和智能分析，夹具附件适配不同测试需求，A全系统保障操作A全。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。