液压万能材料试验机的自动化改造液压万能材料试验机的自动化改造 现代制造技术与装备2009第5期总第192期 液压万能材料试验机的自动化改造 王庭俊?周建华 (1.扬州大学机械工程学院,扬州225009;2.扬州工业职业技采学院,扬州225127) 摘要:液压式万能材料试验机虽然价格实惠公道,经久耐用,但存在着精度低,加载速度 无法精确控制,自.动 化程度低.因此就需要对液压万能材料试验机进行自动化改造,通过加装相关传感器, 电液比例阀,通过计算机控 制实现了拉伸试验的自动化改造. 关键词i液压万能试验机计算机改造自动化 材料试验机作为...
液压万能材料试验机的自动化改造 现代制造技术与装备2009第5期总第192期 液压万能材料试验机的自动化改造 王庭俊?周建华 (1.扬州大学机械工程学院,扬州225009;2.扬州工业职业技采学院,扬州225127) 摘要:液压式万能材料试验机虽然价格实惠公道,经久耐用,但存在着精度低,加载速度 无法精确控制,自.动 化程度低.因此就需要对液压万能材料试验机进行自动化改造,通过加装相关传感器, 电液比例阀,通过计算机控 制实现了拉伸试验的自动化改造. 关键词i液压万能试验机计算机改造自动化 材料试验机作为一种单独的产品,诞生于二百多年前 的西欧.液压万能材料试验机是测定材料机械性能的常 用设备之一,也有近百年的历史了,可对各种金属,非金 属材料来拉伸,压缩,弯曲等试验,测定材料的强度,塑 性等指标. 随着科学技术的进步和自动化水平的逐步的提升,对材 料机械性能实验的要求慢慢的升高,特别是在实验的精度, 实时显示,以及数据处理等方面都有了更高的要求,智能 化要求己成为主注趋势,出现了机一电一液三者相结 合的新型实验设备.但受到新型材料拉伸试验机的价格 因素的影响,部分企业和事业单位和大专院校还不能及时更 新为较为先进的材料拉伸试验机,特别是一些小企业, 仍然在使用老式的液压万能材料试验机.此类试验机虽 然有些落后,体积也比较庞大,但其操作便捷,油压系统 耐用,常规使用的寿命较长.这就使许多试验机使用者希望在原 设备基础上进行升级改造,可以大幅度节约投资所需成本,在测 试精度方面也能得到满足,同时也让参与改造者提高自 身的技术水平. 1目前试验机存在的主体问题 (1)测量精度低.该系统通过油泵输出油液进入工作 油缸对试样施加载荷,同时进入测力油缸,带动联动摆 锤,用推杆推动测力读盘指针,由读数盘指针读取数据. 由于中间均为机械传递,因此有相当的误差;另外读数盘 最小精度为格,且由人工读取数据,导致测量精度低. (2)无法定量控制加载速率.试样加载速率控制是操 作者按经验调节节流阀的开度,从而控制进入工作油缸 的进油量来实现,这种控制方式与操作者的经验有关,无 法实现定量控制. (3)缺乏实时性,曲线绘制单一.目前试验机只能粗 略绘制载荷——变形曲线,不能定量实时测出各时刻 应力和应变数值,也无法直接得到应力——应变曲线)自动化程度差,效率低.试验数据处理手段大部 分仍需要靠人工,实验报告也需要手工完成,既费时又费 力.[. 随着科技的进步,人们需要现代化的测试手段,对设 备的功能要求越来越高,希望能减轻劳动力,显然液压万 能材料试验机与现代机电液一体化设备的发展趋势已不 相适应,它的测试手段已远远跟不上现代测试技术要求, 测试结果的精确度也得不到保证,必须自动化升级改造. 2改造
比较及选用 试验机的改造方案很多,每种方案有各自的优缺点, 常用的改造方案如下. (1)应用单片机系统改造液压万能材料试验机,其主 要优点是结构简单,体积小,成本低,便于实现嵌入系统. 但电路系统复杂,系统的稳定性不高,数据的处理速度 慢,没办法实现实时控制.目前试验机领域的关键问题是加 载时必须保持恒定的应力速率或恒定的应变速率,采用 这种方法显然是达不到这种效果. (2)采用由速度控制器控制电机,从而控制压力施加 负荷,并具有速度电流反馈,是一种传统的控制方式.比 如采用位置式控制器计算步进电机驱动步数,以获得良 好的应力速率,应变速率,位移速率控制以及定荷,定应 变,定位移控制试验结果.但液压万能材料试验机是一种 典型的非线性时变系统,难以建立精确的数学模型,运用 常规控制器很难达到理想的控制效果.在实际现场中,由 于受到参数整定方法繁杂的困扰,应用常规控制器往往 整定不良,性能欠佳,对运行工况的适应性差. (3)采用微机和传感器技术对旧式的材料试验机及监 测等设备做技术改造,在应力应变速率控制问题上采用 电液比例阀或电液伺服阀实现高精度控制,测量控制管理系统 采用计算机卡式
,采用光电隔离集成电路.具有抗干 扰能力强,质量放心可靠,稳定性高等优点,而且点击鼠标即可 完成,使用起来更便捷.还可以绘制多种试验曲线,具有曲线数据 存储及曲线放大功能,适合试验机向着高自动化水平,操 作简便,可靠性高,稳定性好方向发展的要求. 选择何种改造方案,要结合具体的实际情况,选择最 佳的改造方案,以满足用户的需要.综合考虑,我们选用 第三种方案,即在液压万能试验机上安装负荷,变形和位 移传感器,增加电液阀控制加载速度,使设备由原来传统 的机械式负荷测量系统升级为较先进的电子测力,测变 形系统【21. 液压万能试验机计算机自动测试原理如图1所示. 工艺与装备 液—画姻一翥男 卡 能—厦孙辩 — 伍亟王==卜试 蓑—厦 图1材料试验机改造原理图 3机械部分和硬件组成 该系统的改造除保留了原有的手动加载部分,另增加 了一条支路,用电液比例阀来控制试验机的加载速率.这 样既可以手动操作又可以选择自动化控制.在进油管处 增加高精度压力传感器,用来检测系统的压力并且用了 位移测量系统及计算机采集处理等技术,实现数据的自 动采集,分析和处理.在数据采集上,采集速度快,测量精 度高;在数据分析上,考虑得更加周全;在数据处理上,具 有智能交互,图文并茂的特点,能以数值显示,图
,曲线 等多种方式表现实验数据,并可根据教学要求对实验数 据进行各种分析与处理.让试验机在信号检测,数据处理 方面更接近现代试验机发展水平,适应目前国内外的试 验机发展面向智能化,准确化,操作简单便捷,稳定可靠发展 的趋势. 因此,升级改造后的液压式万能试验机由以下几大部 分构成. (1)主机部分.主要由油缸,工作活塞,底座,工作台, 立柱,上下移动横梁,试样夹持以及活动横粱等组成,主 要功能是由试样夹持机构夹紧和固定试样,对试样进行 加载. (2)液压控制部分.主要由油箱,高压油泵,送油阀, 回油阀,电液比例阀,截止阀,测力油缸活塞,主机的工作 油缸,工作活塞等组成,基本功能是控制试件的夹紧及试 件的加载. (3)检测部分.主要由负荷传感器(压力传感器),电 子引伸计,光电编码器(位移传感器)等组成,基本功能是 检测试验对象所受的试验力,变形及横梁运动的位移. (4)数据采集处理和控制部分.主要由数据采集,处 理,控制电路,计算机软硬件系统,打印机,手动控制器件 等组成,基本功能是完成整个系统的控制,各种参数的设 置,显示,试验过程及试验结果的
,试验数据的处理, 存储,试验结果的输出等功能. (5)电气部分.其基本组成有各类继电器,交流接触 器,开关按钮等,基本功能是油泵电机的开关,控制横梁 升降机构的动作以及各种限位,过载保护等. (6)附件.主要由拉伸,压缩试验夹具,弯曲试验附件 及其他特殊试验附件(各种嵌口,夹头)等组成.其基本功 能是通过更换夹具,完成各种特定的试验. 相关机械部分及硬件联接如图2所示. 4控制软件的结构设计 软件性能的好坏直接影响到操作的简便性和数据的 负荷 传感器 电液比例控制器 图2机械部分和硬件组成示意图 可靠性等,甚至影响到能否成功改造.本改造系统的配套 软件主要结构功能如图3所示,该测试软件主要由数据 采集,图形输出,数据输出,报告打印,比例控制(伺服控 制)等五个模块组成. 数据采集模块的基本功能是设置初始化参数,如采集 时间间隔,采集总时间等,还包括传感器调零,标定等;图 形输出模块是指在采集过程中,根据采集数据所绘出的 图形输出到屏幕上,或者事后把处理的数据图形从打印 机输出;数据输出模块主要是把材料性能的关键点数据 和所采集的数据中的某一时间段内的数据从打印机上打 印出来,或者手工修改,增减某些数据并存盘;报告打印 模块是指实验做好以后,把材料的关键性能数据,原始图 形以固定格式的实验报告形式打印输出;比例伺服控制 模块主要是对比例压力流量复合阀来控制,包括对D/A 卡的初始化,设置等【6】. 5改造后的功能及结论 (1)使用先进的数字比例压力流量复合阀作为控制元 件,实现了加载力值和加载速度的微机自动控制.具有加 载力值可控,低速大负荷测试效果好,测试稳定性很高可靠 的特点. (2)计算机屏幕显示数据,包括变形,加载速率,变形 速率,材料特性点(上下屈服点,最大点,断裂点),弹性模 量,断面收缩率等,实验结果可以整理成报表,方便直观, 实时性好. (3)支持打印机及绘图仪对实验结果的打印和实验曲 线的绘制,屏幕所见即报表所得;可进行成批实验报告及 检验报告的打印和存储,永久性的保留实验报告.【7】 (4)改造中保留原有的手动加载部分,这样既可手动 操作又可以自动控制,方便灵活,有利于教学. 试验机改造的成功与否,关键是看最终的测试数据精 度是不是达到要求,试验曲线绘制是否准确.改造后经过具 体的数据和曲线图验证,说明了改造是成功的,无论是从 测试精度还是测试手段来看,都比以往更加准确可靠,说 现代制造技术与装备2009第5期总第192期 明改造是成功的. 参考文献 【1】杨莉华.WE一60液压万能材料试验机的数字化改造[D】.中国 知网,2007,10:13. [2】杨莉华.WE一60液压万能材料试验机的数字化改造[D].中国 知网,2007,10:20. [3]杨泽勇,何广平.材料试验机测控系统关键技术的研究与实 现….计算机测量与控制,2005,13(11):1210—1213. 【4】何芝仙,桂长林.万能材料试验机技术改造问题探讨….合肥 工业大学(自然科学版),2004,27(1):8O,82. [5】陈玉坤.用计算机对液压式万能试验机的改造….制造业自 动化,2001,23(6):46,48. [6】李建永,王彤,赵辉等.液压万能材料试验机的CAT改造. 液压气动与密封,2009,2:57,59. [7】张志军,曹露春.液压万能材料试验机的技术改造….试验技 术与试验机,2007,3:62,63,67 AutomationReformationofHydraulicUniversal TestingMachine WANGTingjun一legeofMechanicalEngineeringYangzhouUniversity, Yangzhou225009;2.YangzhouPolytechnicInstitute,Yangzhou,Jiangsu 225127) Abstract:Hydraulicuniversaltestingmachinealthoughcheap. durable,butthereisaprecisionlowloadingspeedcannotbeprecise controloflowdegreeofautomation.Hencetheneedforhydraulicuni- versa]testingmachinetoautomatethetransformation,throughthein- stallationoftherelevantsensors,electro-hydraulicproportionalvalve, achievedthroughcomputer-controlledautomationofthetensiletest. Keywords:hydraulic,universaltestingmachine,computer,trans- formation,automation (上接第38页) 2.2.4合理地选择焊接方法和规范 选用线能量较低的焊接方法,可以有很大效果预防焊接变 形.例如CO气体保护焊代替手工电弧焊,不但效率高, 而且能减少焊接变形.如果在焊接时,没有条件采用线能 量较低的焊接方法,又不能降低规范,则可以直接采取水 冷法来限制和缩小热场分布,达到减少变形的目的. 2.2.5选择合理的焊接顺序 将腹板两边相邻的焊缝沿同一方向分段,对称,倒退 焊,使沿焊缝长度方向上的温度比较均匀,将会收到满意 的效果. 3矫正焊接变形的方法 3.1机械矫正法 利用外力使H梁产生与焊接变形方向相反的塑性变 形,使两者相互抵消.一般会用的办法为碾压翼板两侧矫 正板产生的角变形.除压力外,还可用锤击法来延展焊缝 及其周围压缩塑性变形区域的金属,达到消除焊接变形 的目的. 3.2火焰加热矫正法 利用火焰局部加热时产生的压缩塑性变形,使较长的 金属冷却后收缩,来达到矫正变形的目的.矫正应遵循如 下两个原则:(1)矫正位置要正确.须分析构件变形的原 因及构件的内在联系,搞清各部件相互间的制约关系. (2)矫正顺序要正确.先矫正主要变形,后矫正次要变形, 多种矫正方法并用时要注意几种方法的先后顺序. 具体矫正方法是:(1)挠曲变形的矫正:采用三角形加 热,对水平板进行矫正,加热位置选在水平板外凸的一侧, 如图4中1处.(2)角变形的矫正:在梁背面的两道焊缝的 对应位置作线状加热,加热宽度应小于焊角宽度,加热深 度不应超过板厚,冷却后角变形即可消失,如图4中2处. 4结束语 本文所采取的
均是笔者在实际生产中经过实践 证明的.希望能对以后的工程项目施工提供一定的参考. 2 图4H梁变形矫正示意图 参考文献 [1】田锡唐.焊接结构[Ml-lt京:机械工业出版社.1991. [2】林海青,单光圣.焊接H型钢焊接变形的控制与矫正[J】济 南:山东冶金.2002. [3]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册(第3卷)[M]~I5京: 机械工业出版社.2001. DiscussiononWeldingDeformationPreventionand Correcti0n0fSteelH-beams JIANGShengzhen,LIShuchao,WEIXuncheng (HeavyMechanicalEquipmentCompanyofJinanIron&Steel GroupCo.,Ltd.,Jinan250101) Abstract:Methodssuchasaddingshrinkagebeforehand,re— versibledeformationwelding,wo~ingoutreasonableweldingprocess etc.aleputforwardtocontroldeformationscausedbywelding,andVal— iousmethodsofcorrectingcurvydeformationsandangulardeformations aleintroduced. Keywords:weldedH-shapedsteel,deformationscausedby welding,prevention,correcting
本文档为【液压万能材料试验机的自动化改造】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑， 图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件，我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关联的内容(国旗、国徽、党徽..)目的是配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
新农村建设需着力解决普通农民致富难问题——陕西省丹凤县岩屋沟村农民致富愿望及实现情况的社会学分析
鄂教版语文八上《我羡慕你，大海的勇敢的船夫》《帆》《蓝海》word教案及练习
新农村建设需着力解决普通农民致富难问题——陕西省丹凤县岩屋沟村农民致富愿望及实现情况的社会学分析
鄂教版语文八上《我羡慕你，大海的勇敢的船夫》《帆》《蓝海》word教案及练习
1996年9月计算机等级二级考试试卷基础知识和FOXBASE语言程序设计
四年级上册美术课件-第6课 最受尊敬的人 ▏人教版 （2014秋） (共20张PPT)
