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微機控制恒加載抗折抗壓試驗機的主要組成部分
微機控制恒加載抗折抗壓試驗機是用于建筑材料(如混凝土、水泥、石材等)抗折強度、抗壓強度測試的Z用設(shè)備,其核心特點是微機自動控制和恒定加載速率,確保測試精度與規(guī)范性。該設(shè)備的組成需圍繞 “加載執(zhí)行 - 精度控制 - 數(shù)據(jù)處理 - A全保障" 四大核心功能展開,具體可分為以下 5 大系統(tǒng),各系統(tǒng)包含關(guān)鍵組件及作用如下:
一、主機加載系統(tǒng)(核心受力與動力單元)
主機加載系統(tǒng)是實現(xiàn) “抗折"“抗壓" 加載動作的基礎(chǔ),需提供穩(wěn)定、可控的加載力,同時保證機械結(jié)構(gòu)的剛性與穩(wěn)定性,避免自身變形影響測試精度。
組件 | 具體構(gòu)成 | 核心作用 |
1、剛性主機架 | 立柱、上橫梁、下橫梁、工作臺 | 整體為高強度鋼材焊接 / 鍛造結(jié)構(gòu),承受加載過程中的Z大力(可達(dá)數(shù)千 kN),確保無明顯變形,為測試提供穩(wěn)定基準(zhǔn)。 |
2、加載動力單元 | 液壓泵站(油泵、電機)、高壓油缸 | 多數(shù)機型采用液壓驅(qū)動(恒加載穩(wěn)定性優(yōu)于機械驅(qū)動): - 液壓泵站提供高壓油源; - 油缸(多為下置式 / 上置式)推動橫梁或工作臺移動,實現(xiàn)對試件的加壓。 |
3、加載執(zhí)行機構(gòu) | 加載橫梁(可移動)、傳動絲杠 | 油缸驅(qū)動加載橫梁沿立柱上下移動,通過絲杠微調(diào)橫梁位置,J準(zhǔn)控制加載初始間隙,確保加載力均勻作用于試件。 |
二、Z用夾具系統(tǒng)(適配抗折 / 抗壓測試)
因 “抗折" 與 “抗壓" 測試的受力形式不同,需通過可更換的Z用夾具實現(xiàn)兩種測試功能,確保試件受力符合國家標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 50081-2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》)。
主要組件及功能:
1、抗壓夾具
1.1核心構(gòu)成:上抗壓壓板、下抗壓壓板(材質(zhì)多為高強度合金鋼,表面經(jīng)硬化處理)、定心裝置。1.2作用:用于抗壓測試(如混凝土立方體試塊),上下壓板平行度需符合高精度要求(≤0.02mm/m),確保加載力垂直作用于試件端面,避免偏心加載導(dǎo)致誤差。
2、抗折夾具
2.1核心構(gòu)成:三點彎曲支座(固定支撐點)、加載壓頭(活動加載點)、間距調(diào)節(jié)機構(gòu)。2.2作用:用于抗折測試(如混凝土棱柱體試塊、水泥膠砂試塊),通過 “兩點支撐 + 一點加載" 的三點彎曲結(jié)構(gòu),模擬試件受彎破壞過程,支座間距可根據(jù)試件長度(如 100mm、150mm)調(diào)節(jié)。
三、測控系統(tǒng)(實現(xiàn) “恒加載" 與精度控制)
測控系統(tǒng)是設(shè)備的 “大腦",負(fù)責(zé)接收指令、實時監(jiān)測加載力 / 位移、反饋調(diào)節(jié)加載速率,核心目標(biāo)是實現(xiàn)恒定加載速率(如抗壓測試加載速率 0.3~1.0MPa/s),確保測試數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
主要組件及功能:
組件 | 具體構(gòu)成 | 核心作用 |
1. 傳感器單元 | (1)力傳感器:安裝于加載橫梁或油缸端,高精度(精度等級 0.1% FS~0.05% FS),實時采集加載力值; (2)位移傳感器(如 LVDT):安裝于橫梁或試件旁,監(jiān)測試件變形或橫梁位移,輔助判斷加載穩(wěn)定性。 | 為控制與數(shù)據(jù)處理提供 “實時反饋信號",是恒加載精度的基礎(chǔ)。 |
2. 控制單元 | Z用測控卡(或 PLC)、伺服控制器 | 接收微機指令與傳感器信號,通過閉環(huán)控制算法(PID 調(diào)節(jié))控制液壓泵站的出油量 / 壓力,實時修正加載速率,確保力值按設(shè)定速率平穩(wěn)上升(無超調(diào)、無波動)。 |
3. 微機操作單元 | 工業(yè)計算機(或嵌入式觸摸屏) | 運行測試軟件,實現(xiàn) “參數(shù)設(shè)置(加載速率、試件尺寸、試驗類型)- 啟動 / 停止控制 - 實時狀態(tài)監(jiān)控",是人機交互的核心。 |
四、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)
該系統(tǒng)負(fù)責(zé)將傳感器采集的 “力 - 時間"“力 - 位移" 信號轉(zhuǎn)化為可分析的測試數(shù)據(jù),并生成規(guī)范報告,避免人工記錄誤差。
主要組件及功能:
1、數(shù)據(jù)采集卡
高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器,將傳感器輸出的模擬信號(電壓 / 電流)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,采樣頻率高(≥100Hz),確保捕捉加載過程中的力值變化細(xì)節(jié)(如試件破壞瞬間的力值驟降)。
2、測試軟件
核心功能:
2.1實時顯示:動態(tài)繪制 “力 - 時間曲線"“力 - 位移曲線",直觀觀察加載過程;2.2數(shù)據(jù)計算:自動計算抗折強度(Rf = 1.5FL/bh2,F(xiàn) 為破壞荷載,L 為支座間距,b、h 為試件截面尺寸)、抗壓強度(Rc = F/A,A 為試件受壓面積);2.3報告生成:自動生成測試報告(含試件信息、測試參數(shù)、強度結(jié)果、曲線圖譜),支持導(dǎo)出 Excel/PDF 格式,便于存檔。
3、存儲與顯示設(shè)備
硬盤(存儲測試數(shù)據(jù)與報告)、顯示器(實時顯示測試界面與曲線),部分機型支持 U 盤導(dǎo)出數(shù)據(jù)。
五、A全與輔助系統(tǒng)
保障設(shè)備運行A全、試件破壞時人員A全,同時延長設(shè)備使用壽命,是測試過程的 “防護屏障"。
主要組件及功能:
1、A全保護裝置
過載保護:當(dāng)加載力超過設(shè)定量程的 110%~120% 時,控制單元自動停機,避免傳感器或主機損壞;
- 急停按鈕:緊急情況下手動切斷電源與液壓系統(tǒng),強制停機;
- 防護罩(或防護網(wǎng)):試件破壞時(如混凝土試塊破碎飛濺),防止碎片傷人,多為透明有機玻璃材質(zhì),不影響觀察。
2、液壓輔助裝置
油溫控制器:液壓油溫度過高會影響粘度與壓力穩(wěn)定性,通過油溫傳感器與冷卻風(fēng)扇,將油溫控制在 20~50℃;
- 油液過濾系統(tǒng):內(nèi)置濾芯,過濾液壓油中的雜質(zhì),避免堵塞油缸或閥門,延長液壓系統(tǒng)壽命。
3、其他輔助組件
試件定位工裝:輔助試件快速對準(zhǔn)壓板中心,避免偏心加載;
- 電源穩(wěn)壓模塊:穩(wěn)定輸入電壓,防止電壓波動影響控制單元與傳感器精度。
六、總結(jié):各系統(tǒng)的協(xié)同工作流程
1、裝夾試件:根據(jù)測試類型(抗折 / 抗壓)安裝對應(yīng)夾具,放置試件并定位;
2、參數(shù)設(shè)置:通過微機軟件設(shè)定加載速率、試件尺寸、試驗編號;
3、啟動加載:微機發(fā)送指令,控制單元通過閉環(huán)算法驅(qū)動液壓系統(tǒng)加壓,傳感器實時反饋力值與位移;
4、數(shù)據(jù)處理:軟件采集信號,繪制曲線并自動計算強度;
5、試驗結(jié)束:試件破壞后設(shè)備自動停機,軟件生成報告,防護罩防止碎片飛濺。
各系統(tǒng)緊密配合,Z終實現(xiàn) “高精度、自動化、規(guī)范化" 的抗折抗壓測試,廣泛應(yīng)用于建材檢測機構(gòu)、建筑施工單位、科研院所等場景。要想了解更多產(chǎn)品組成部分,可隨時聯(lián)系河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司工作人員。