試驗(yàn)機(jī)之液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)微機(jī)控制電液伺服升級(jí)改造

一、簡(jiǎn)介
濟(jì)南金力試驗(yàn)儀器有限公司（濟(jì)南金力試驗(yàn)機(jī)廠）生產(chǎn)的MaxTest型微機(jī)控制電液伺服系統(tǒng)為通用伺服油源系統(tǒng)，適用于油缸密封形式為間隙密封的*機(jī)主機(jī)（包括油缸上置的A型機(jī)）；油缸為雙向缸的臥式拉力機(jī)及單拉；帶中壓的Y500;各試驗(yàn)機(jī)廠家生產(chǎn)的壓力試驗(yàn)機(jī)（含壓剪試驗(yàn)機(jī)附帶轉(zhuǎn)角）；定制升級(jí)版可滿足動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)需求，該系統(tǒng)具有低噪音，大流量，供油平穩(wěn)，閉環(huán)系能好，功耗低，并且配散熱系統(tǒng)，滿足客戶長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試的需要，整機(jī)試驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理符合GB228.1-2010《室溫材料 金屬拉伸試驗(yàn)方法》的要求。
注：濟(jì)南金力試驗(yàn)儀器有限公司（濟(jì)南金力試驗(yàn)機(jī)廠）為GB/T228.1-2010金屬室溫拉伸試驗(yàn)方法的協(xié)助推廣單位）。

二、必要性
在GB/T 228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》中引言部分明確指出：
“本版標(biāo)準(zhǔn)提供了兩種試驗(yàn)速率的控制方法。*種方法A為應(yīng)變速率（包括橫梁位移速率），第二種方法B為應(yīng)力速率。方法A旨在減小測(cè)定應(yīng)變速率敏感參數(shù)時(shí)試驗(yàn)速率的變化和減小試驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量不確定度。本部分將來(lái)將推薦使用應(yīng)變速率的控制模式進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。”
其中明確指出：該方法將來(lái)將推薦使用應(yīng)變速率的控制模式進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。
在我們的實(shí)際測(cè)試工作中，都會(huì)遇到不同試驗(yàn)者、不同實(shí)驗(yàn)室、不同試驗(yàn)機(jī)對(duì)同種材料的測(cè)試而數(shù)據(jù)會(huì)有所所差異。這可能是：由于不同操作者選擇的拉伸速率不同、使用試驗(yàn)機(jī)的軟件數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)不同、使用的試驗(yàn)機(jī)拉力系統(tǒng)柔度不同等多方面因素所造成。這是我們所有測(cè)試工作者所不希望的。
為保證我們測(cè)試數(shù)據(jù)的一致性，必須嚴(yán)格執(zhí)行GB/T 228.1-2010標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)不僅提出了方法A應(yīng)變速率控制模式、方法B應(yīng)力速率控制模式，而且提出了對(duì)方法A中根據(jù)平行長(zhǎng)度估計(jì)的應(yīng)變速率 Lc對(duì)試驗(yàn)機(jī)的柔度修正方法，以及對(duì)計(jì)算機(jī)控制拉伸試驗(yàn)機(jī)使用的建議。這對(duì)我們獲得準(zhǔn)確一致的力學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)是極為重要的。
在當(dāng)前計(jì)算機(jī)普及的時(shí)代，保證嚴(yán)格執(zhí)行GB/T 228.1-2010標(biāo)準(zhǔn)是可行的。但是對(duì)于當(dāng)前正在服役的較老款式*試驗(yàn)機(jī)(機(jī)械度盤顯示、微機(jī)屏顯式、數(shù)顯式)，由于歷史因素，那些試驗(yàn)機(jī)只能由人工控制試驗(yàn)機(jī)的加載速率，尚不能滿足GB/T 228.1-2010標(biāo)準(zhǔn)。但是，可以通過(guò)試驗(yàn)機(jī)技術(shù)改造的方式（通過(guò)更換油源，增加能進(jìn)行伺服控制的伺服閥及壓差閥，升級(jí)為電液伺服*試驗(yàn)機(jī)），煥發(fā)老式試驗(yàn)機(jī)的青春，滿足GB/T228.1-2010標(biāo)準(zhǔn)要求，繼續(xù)為社會(huì)服務(wù)。
GB/T 228.1-2010標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：
試驗(yàn)測(cè)定的性能結(jié)果數(shù)值應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行修約.如未規(guī)定具體要求，應(yīng)按照如下要求迸行修約
—— 強(qiáng)度性能值修約至1MPa
—— 屈服點(diǎn)延伸率修約至0.1%，其他延伸率和斷后伸長(zhǎng)率修約至0.5%
—— 斷面收縮率修約至1%
說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的精度要求提高了，較老款式*試驗(yàn)機(jī)的力值測(cè)量精度一般在*大量程/10000，通過(guò)升級(jí)測(cè)控系統(tǒng)，力值測(cè)量精度可以達(dá)到*大量程/100000，大大提高了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
改造的目的是為了使試驗(yàn)機(jī)具備應(yīng)變速率、應(yīng)力速率控制的能力，從而準(zhǔn)確、高效的取得材料的屈服強(qiáng)度（ReH， ReL， Rp ）。

三、主要性能技術(shù)指標(biāo)
1、系統(tǒng)*高壓力：30Mpa；
2、有效控制范圍：0.12-30 Mpa；
3、試驗(yàn)力示值精度： ±1%（視主機(jī)及傳感器精度）；
4、位移測(cè)量分辨力：0.005mm；
5、變形測(cè)量：標(biāo)準(zhǔn)配置標(biāo)距50mm，*大變形量10mm.
6、變形測(cè)量精度: ±0.5%
7、恒力、恒變形、恒位移控制范圍: 0.4%-100%FS；
8、恒力、恒變形、恒位移控制精度:
設(shè)定值<10%FS時(shí),設(shè)定值的±1.0%以內(nèi)；
設(shè)定值≥10%FS時(shí),設(shè)定值的±0.5%以內(nèi)；
9、變形速率控制精度: 速率<0.05%FS時(shí)為±2.0%設(shè)定值內(nèi)；
速率≥0.05%FS時(shí)為±0.5%設(shè)定值內(nèi)；
10、活塞*大移動(dòng)速度：100mm/min；（根據(jù)實(shí)際情況定）；
11、夾緊：液壓夾緊(選配)；
12、外形尺寸：油源：1400×700×850mm；
13、油源重量:200 kg。

四、控制系統(tǒng)功能特點(diǎn)
1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有集成度高、性能穩(wěn)定、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。可以對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，對(duì)試驗(yàn)特性曲線實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，試驗(yàn)數(shù)據(jù)文件能以Access常用數(shù)據(jù)庫(kù)或SQLserve大型數(shù)據(jù)庫(kù)的方式保存，方便實(shí)現(xiàn)客戶的資源共享及網(wǎng)絡(luò)管理，以及用戶的再分析。對(duì)于用戶自定義的各種Word報(bào)表，該軟件可輕松實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)，解決了不同用戶或同一用戶在不同時(shí)期對(duì)試驗(yàn)報(bào)表有不同需要的難題。該軟件可處理試驗(yàn)力、位移、時(shí)間的原始數(shù)據(jù)及由此派生的曲線。
2、操作系統(tǒng)Windows7/XP平臺(tái)下，全中文操作界面。系統(tǒng)集數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析于一體；
3、保護(hù)功能:該機(jī)具有軟件和機(jī)械兩種限位保護(hù)方式,超過(guò)*大負(fù)荷自動(dòng)停機(jī)的比例可動(dòng)態(tài)設(shè)定;具有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載等多種保護(hù)功能。
4、對(duì)于負(fù)荷通道可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)示，直觀方便。
5、批量試驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)曲線的分層次顯示，曲線自動(dòng)跟隨。
6、該軟件可實(shí)現(xiàn)用戶自定義的速度設(shè)定，速度的計(jì)算機(jī)調(diào)整。還可實(shí)現(xiàn)高精度的速度標(biāo)定，隨時(shí)調(diào)整速度檔位和編碼。
7、具有試驗(yàn)力、位移、應(yīng)力、應(yīng)變等多種全數(shù)字閉環(huán)/開(kāi)環(huán)控制功能，各控制模式可自由平滑切換；
8、具備功能完整的試驗(yàn)過(guò)程“編程”功能，可編程步數(shù)達(dá)200 步，并可根據(jù)需要任意擴(kuò)展，完成任意復(fù)雜、任意控制模式切換的試驗(yàn)過(guò)程編輯。同時(shí)提供數(shù)據(jù)分析功能，滿足試驗(yàn)人員進(jìn)行試驗(yàn)分析及進(jìn)行特殊試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理；
9、監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過(guò)程：對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中的試驗(yàn)力、位移、曲線等多種參數(shù)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示。
10、軟件權(quán)限分級(jí)管理功能：為了提高軟件及數(shù)據(jù)的安全性，該軟件可以通過(guò)設(shè)置不同的密碼保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)分權(quán)限管理功能。
11、結(jié)果再現(xiàn)功能：試驗(yàn)操作完成并存盤后，可根據(jù)用戶需要在以后任意時(shí)間打開(kāi)并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行再分析。
12、可根據(jù)用戶需要選擇負(fù)荷～時(shí)間、負(fù)荷～位移、位移～時(shí)間等曲線來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)及數(shù)據(jù)顯示、存儲(chǔ)、分析及打印。
13、曲線逐點(diǎn)遍歷功能：可通過(guò)鼠標(biāo)在曲線上點(diǎn)擊力與變形值，以求得每一點(diǎn)的各種參量。
14、結(jié)果對(duì)比功能：可以同時(shí)觀察多個(gè)試驗(yàn)曲線，并可通過(guò)多個(gè)曲線的疊加、局部放大來(lái)實(shí)現(xiàn)待分析樣品特性的比對(duì)。
15、力接口：力通道接口及試驗(yàn)軟件可根據(jù)用戶需要配備各種傳感器，并能進(jìn)行標(biāo)定、修改參數(shù)及正常試驗(yàn)。
16、數(shù)據(jù)采樣頻率：可根據(jù)用戶試驗(yàn)要求選擇高速采樣頻率。

五、系統(tǒng)配置清單（常規(guī)）
1、 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 皖南電機(jī)
2 、伺服控制用油源 琴臺(tái)式
1）、電液伺服閥 自制
2）、高壓泵 意大利馬祖奇泵
3）、專用伺服閥組 自制
3、STC8800雙通道程控放大器 分辨力1/100000
4、高精度液壓傳感器 寧波鎮(zhèn)海
5、引伸計(jì)YYU50-10 北京鋼鐵研究院
6、拉線式位移測(cè)量系統(tǒng)
7、全套附具包括：常用O型圈組合墊、管接頭、連接高壓油管等
8、MaxTest專用控制軟件
9、聯(lián)想商用品牌機(jī)
10、惠普A4噴墨打印機(jī)
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