万能试验机 原理

电液伺服万能试验机工作原理及检验应用分析

线材质量检验以及质量数据分析，对于线材企业来说是必不可少的。它是提高线材质量的重要手段。文章结合实际，介绍了电液伺服万能试验机的工作原理，及其在线材力学性能检验中的应用，供参考。

标签：电液伺服万能试验机；工作原理；拉伸试验；弯曲试验

1.万能试验机的优点

试验空间合理，安装调整方便；采用高精度负荷传感器和高精度光电编码器测活塞位移，准确度高；试验方案简单灵活，易得到理想的试验结果；选用优质液压元件，确保系统长期、稳定运行；具有超载、限位、超温、超电压等多种保护功能，安全可靠；负荷全程不分档，性能更为优越[1]。

2.试验机的工作原理

电液伺服万能试验机是机电一体化产品，主要由机械部分、液压动力单元、测控系统、计算机数据处理系统、试验结果输出等部分组成。

2.1机械部分

机械部分主要由主机、试样夹持装置、防护装置、温度控制装置等部分组成。主机是试验机的基础，包括一些基础结构件、传动部分、液压执行元件。基础结构件包括底座、主油缸、试台、上下横梁、光杠等。传动部分用于调整试验空间，包括丝杠螺母副、链条传动部分、减速机等。液压执行元件包括主油缸和小活塞组件，主油缸是试验力的来源，小活塞组件提供拉伸试验时的初始夹紧功能[2]。

主机的工作原理是：底座的两侧孔内分别装两根丝杠，丝杠可在底座内转动，但不能轴向移动，传动螺母固定在下横梁上，底座上装有减速机，减速机通过链轮驱动丝杠转动，进而使下横梁上下移动，目的是调整试验空间。底座中央的孔内装有主油缸组件，活塞上端固定负荷传感器，负荷传感器上端安装试台，试台的4个角上装有4根光杠，光杠的顶端支撑着横梁。

如下页图1、图2所示，下横梁和底座组成一个框架。试台、光杠、上横梁组成另一个框架。在试台与下横梁之间装压缩夹具。在上下横梁上装拉伸夹具，拉伸夹具的原理是两个对称斜面构成楔形夹紧，小活塞组件提供初始夹紧力。主油缸注入高压油时，通过负荷传感器驱动试台、光杠、上横梁组成的框架向上运动。无论是拉伸试验还是压缩试验，两个框架通过试样传递作用力，此作用力即是试验力，此力也相等地作用在负荷传感器上，负荷传感器变形产生电信号并把电信号输入到测控系统。试台和底座之间还装有位移传感器，测量主油缸的位移量，位移传感器产生的电信号也输入到测控系统。为了提高测量的准确度，增加下横梁传动的平稳性和减小丝杠螺母副的间隙。主油缸活塞与负荷传感器之间还

万能试验机操作及拉压示范实验报告

万能试验机操作

1. 准备工作

安装试验机，接通电源，检查电源线路是否安装稳定，电机是否正常运转，检查所有紧固螺栓、销钉、软管夹等是否固定可靠，并清理好周围环境。

2. 试验准备

准备试验样品，按照试验要求遵循试验方法进行挑选、切割和制备。安装试验机上夹具并调整到合适的位置，根据试验要求选择合适的传感器并安装调试。在试验机控制面板上按照路线进行线路连接，并且通过试验机控制系统进行设置试验参数、试验过程和记录数据等操作。

3. 试验过程

将试验样品放入夹具中，调整合适的夹紧力，然后启动试验机，按照试验程序要求开始试验，并即时记录数据。在等载试验中，不断增加试验荷载，并注意观察试验过程中的变化趋势，包括荷载下降、试验样品变形等。在等变形试验中，保持荷载的恒定，并即时记录荷载值的变化。在等速度试验中，保持速度和荷载的恒定。

4. 试验结束

试验完成后，稳定停止电机并收起夹具，关闭控制系统和试验机电源，并及时清理工作现场和试验机、传感器等设备。

拉压示范实验报告

实验名称：拉压试验

实验目的：熟悉并掌握万能试验机的基本操作和试验方法，了解不同材料在拉、压加载过程中的性能差异，并通过试验数据比较加深对不同材料的认识。

实验原理：在万能试验机上进行拉、压试验过程中，首先通过调整力传感器和位移传感器的连接，以保证采集实验数据的准确性。然后按照实验需求，过程设定测试参数和过程，并以一定的容器装载待测试样品，开始采集数据，并在不同的时间点记录相应的数据信息，最后将数据进行整理和分析。

实验装置：万能试验机、计算机、实验材料（如钢、铝、铁等）。

实验步骤：

1. 设置检测参数：根据待检测材料不同特性设置实验参数。

2. 夹紧样品：将待检测材料夹紧在拉压样品夹紧器中，确保安装牢固且不会影响并进行测试。

3. 将传感器连接到计算机上，并根据材料需求选择相应的数据标准。

4. 启动实验：按照设定好的程序需要启动实验并开始进行拉压测试。

电子万能试验机

电子万能试验机是采纳各类传感器进行力和变形检测，通过微机掌控的新型机械式试验机，采纳了传感技术、自动化检测和微机掌控等先进的测控技术，不仅可以完成拉伸、压缩、弯曲、剪切等常规试验，还能进行材料的断裂性能讨论以及完成载荷或变形循环、恒加载速率、恒变形速率、蠕变、松弛和应变疲乏等一系列静、动态力学性能试验。

目录电子万能试验机工作原理电子万能试验机应用范围电子万能试验机特点电子万能试验机功能电子万能试验机系统配置电子万能试验机保养程序电子万能试验机与液压万能试验机的区分

电子万能试验机工作原理

在测试系统接通电源后，微机按试验前设定的数值发出横梁移动指令，该指令通过伺服掌控系统掌控主机内部的伺服电机转动，经过皮带、齿轮等减速机构后驱动左、右丝杠转动，由活动横梁内与之啮合的螺母带动横梁上升或下降。装上试样后，试验机可通过载荷、应变、位移传感器获得相应的信号，该信号放大后通过A/D进行数据采集和转换，并将数据传递给微机。微机一方面对数据进行处理，以图形及数值形式在微机显示器上反映出来；另一方面将处理后的信号与初始设定值进行比较，调整横梁移动更改输出量，并将调整后的输出量传递给伺服掌控系统，从而可达到恒速率、恒应变、恒应力等高要求的掌控需要。

电子万能试验机应用范围

—2037VB62，广泛应用于各种金属、非金属及复合材料，如木材、塑料型材、电线电缆、纸张、薄膜、橡胶、医药、食品包装材料、织物等进行拉伸性能指标的测试。同时可依据用户供给的国内、国际标准定做各种试验数据处理软件和试验辅具。数字显示—2037VB62适合于只求力值、抗拉强度、抗压强度等相关数据的用户，如需求取较为多而杂参数，微机掌控—2037VB62是更好的选择。

电子万能试验机特点 —2037VB62重要采纳伺服电机作为动力源，丝杠、丝母作为执行部件，实现试验机移动横梁的速度掌控。—2037VB62，不用油源，所以更清洁，使用维护更便利；它的试验速度范围可进行调整，试验速度可达0.001mm/min～1000mm/min，速比可达100万倍之多，试验行程可按需要而定，更快捷；测力精度高，有些甚至能达到0.2[[%]]；体积小、重量轻、空间大、便利加配相应装置来做各项材料力学试验，真正做到了一机多用。目前国内的主流试验机厂家生产的—2037VB62，均可以做到载荷掌控、应变掌控、位移掌控所谓的三闭环掌控。

实验一 拉伸实验

拉伸实验是检验材料机械性能的最基本的实验。

一、实验目的

1．了解试验设备——万能材料试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用时的注意事项。

2．测定低碳钢的屈服极限(流动极限)σs,强度极限σb、伸长率、断面收缩率。

3．测定铸铁的强度极限b。

4．观察以上两种材料在拉伸过程中的各种现象，并利用自动绘图装置绘制拉伸图 （P一L曲线）。

5．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸时的机械性质。

二、实验设备和量具

1．量具：游标卡尺、钢尺、分规。

2．设备：万能材料试验机。

图1-1 液压式万能材料试验机外形图

下面将万能材料试验机的构造、工作原理及操作规程介绍如下：

在材料力学实验中，最常用的机器是万能材料试验机。它可以做拉伸、压缩、剪切、弯曲等试验，故习惯上称它为万能材料试验机，简称为全能机。全能机有多种类型。这里仅对常用的两种类型介绍如下：

1）WE——10型液压摆式万能材料试验机 WE—10型液压摆式万能材料试验机的外形如图1—1，它的构造原理示意图如图

图1-2 液压摆式万能材料试验机原理示意图

（1）加力部分 在试验机的底座上，装有两根固定立柱2，立柱支承着固定横梁3及工作油缸4。当开动油泵电动机后，电动机带动油泵5，将油箱里的油，经送油阀23送至工作油缸4，推动其工作活塞6，使上横梁7、活动立柱8和活动平台9向上移动。如将拉伸样装于上夹头10和下夹头11内，当活动平台向上移动时，因下夹头不动，而上夹头随着平台向上移动，则试样受到拉伸；如将试样装于平台的承压座12内，平台上升时，则试样受到压缩。

做拉伸实验时，为了适应不同长度的试样，可开动下夹头的电动机使之带动蜗杆、蜗杆带动蜗轮、蜗轮再带动丝杆，可控制下夹头上、下移动，调整适当的拉伸空间。

（2）测力部分 装在试验机上的试样受力后，它受力大小，可在测力盘上直接读出。试样受了载荷的作用，工作油缸内的油就具有一定的压力。这压力的大小与试样所受载荷的大小成比例。而测力油管将工作油缸与测力油缸14联通，则测力油缸就受到与工作油缸相等的油压。此油压推动测力活塞15，带动测力拉杆，使摆杆21和摆锤16绕支点转动。试样受力愈大，摆的转角也愈大。摆杆转动时，它上面的推杆便推动水平齿条17，从而使齿轮带动测力指针旋转，这样便可从测力度盘上读出试样受力的大小。摆锤的重量可以调换，一般试验机可以更换三种锤重，故测力度盘上也相应有三种刻度，这三种刻度对应着机器的三种不同的量程。WE—10型万能试验机有0～20KN、0～60KN、0～