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微機(jī)控制恒加載抗折抗壓試驗(yàn)機(jī)的主要組成部分
微機(jī)控制恒加載抗折抗壓試驗(yàn)機(jī)是用于建筑材料(如混凝土、水泥、石材等)抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度測(cè)試的Z用設(shè)備,其核心特點(diǎn)是微機(jī)自動(dòng)控制和恒定加載速率,確保測(cè)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(jī)加載系統(tǒng)(核心受力與動(dòng)力單元)
主機(jī)加載系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn) “抗折"“抗壓" 加載動(dòng)作的基礎(chǔ),需提供穩(wěn)定、可控的加載力,同時(shí)保證機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛性與穩(wěn)定性,避免自身變形影響測(cè)試精度。
組件 | 具體構(gòu)成 | 核心作用 |
1、剛性主機(jī)架 | 立柱、上橫梁、下橫梁、工作臺(tái) | 整體為高強(qiáng)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(cè)試提供穩(wěn)定基準(zhǔn)。 |
2、加載動(dòng)力單元 | 液壓泵站(油泵、電機(jī))、高壓油缸 | 多數(shù)機(jī)型采用液壓驅(qū)動(dòng)(恒加載穩(wěn)定性優(yōu)于機(jī)械驅(qū)動(dòng)): - 液壓泵站提供高壓油源; - 油缸(多為下置式 / 上置式)推動(dòng)橫梁或工作臺(tái)移動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的加壓。 |
3、加載執(zhí)行機(jī)構(gòu) | 加載橫梁(可移動(dòng))、傳動(dòng)絲杠 | 油缸驅(qū)動(dòng)加載橫梁沿立柱上下移動(dòng),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(cè)試)
因 “抗折" 與 “抗壓" 測(cè)試的受力形式不同,需通過可更換的Z用夾具實(shí)現(xiàn)兩種測(cè)試功能,確保試件受力符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 50081-2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)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(qiáng)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(cè)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(diǎn)彎曲支座(固定支撐點(diǎn))、加載壓頭(活動(dòng)加載點(diǎn))、間距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。2.2作用:用于抗折測(cè)試(如混凝土棱柱體試塊、水泥膠砂試塊),通過 “兩點(diǎn)支撐 + 一點(diǎn)加載" 的三點(diǎn)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(zhǎng)度(如 100mm、150mm)調(diào)節(jié)。
三、測(cè)控系統(tǒng)(實(shí)現(xiàn) “恒加載" 與精度控制)
測(cè)控系統(tǒng)是設(shè)備的 “大腦",負(fù)責(zé)接收指令、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加載力 / 位移、反饋調(diào)節(jié)加載速率,核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)恒定加載速率(如抗壓測(cè)試加載速率 0.3~1.0MPa/s),確保測(cè)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(jí) 0.1% FS~0.05% FS),實(shí)時(shí)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(cè)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(shí)時(shí)反饋信號(hào)",是恒加載精度的基礎(chǔ)。 |
2. 控制單元 | Z用測(cè)控卡(或 PLC)、伺服控制器 | 接收微機(jī)指令與傳感器信號(hào),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(shí)時(shí)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(dòng))。 |
3. 微機(jī)操作單元 | 工業(yè)計(jì)算機(jī)(或嵌入式觸摸屏) | 運(yùn)行測(cè)試軟件,實(shí)現(xiàn) “參數(shù)設(shè)置(加載速率、試件尺寸、試驗(yàn)類型)- 啟動(dòng) / 停止控制 - 實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控",是人機(jī)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(shí)間"“力 - 位移" 信號(hào)轉(zhuǎn)化為可分析的測(cè)試數(shù)據(jù),并生成規(guī)范報(bào)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(hào)(電壓 / 電流)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),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(cè)試軟件
核心功能:
2.1實(shí)時(shí)顯示:動(dòng)態(tài)繪制 “力 - 時(shí)間曲線"“力 - 位移曲線",直觀觀察加載過程;2.2數(shù)據(jù)計(jì)算:自動(dòng)計(jì)算抗折強(qiáng)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(qiáng)度(Rc = F/A,A 為試件受壓面積);2.3報(bào)告生成:自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告(含試件信息、測(cè)試參數(shù)、強(qiáng)度結(jié)果、曲線圖譜),支持導(dǎo)出 Excel/PDF 格式,便于存檔。
3、存儲(chǔ)與顯示設(shè)備
硬盤(存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)與報(bào)告)、顯示器(實(shí)時(shí)顯示測(cè)試界面與曲線),部分機(jī)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(yùn)行A全、試件破壞時(shí)人員A全,同時(shí)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,是測(cè)試過程的 “防護(hù)屏障"。
主要組件及功能:
1、A全保護(hù)裝置
過載保護(hù):當(dāng)加載力超過設(shè)定量程的 110%~120% 時(shí),控制單元自動(dòng)停機(jī),避免傳感器或主機(jī)損壞;
- 急停按鈕:緊急情況下手動(dòng)切斷電源與液壓系統(tǒng),強(qiáng)制停機(jī);
- 防護(hù)罩(或防護(hù)網(wǎng)):試件破壞時(shí)(如混凝土試塊破碎飛濺),防止碎片傷人,多為透明有機(jī)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(huì)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(zhǎng)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(duì)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(dòng)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(cè)試類型(抗折 / 抗壓)安裝對(duì)應(yīng)夾具,放置試件并定位;
2、參數(shù)設(shè)置:通過微機(jī)軟件設(shè)定加載速率、試件尺寸、試驗(yàn)編號(hào);
3、啟動(dòng)加載:微機(jī)發(fā)送指令,控制單元通過閉環(huán)算法驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)加壓,傳感器實(shí)時(shí)反饋力值與位移;
4、數(shù)據(jù)處理:軟件采集信號(hào),繪制曲線并自動(dòng)計(jì)算強(qiáng)度;
5、試驗(yàn)結(jié)束:試件破壞后設(shè)備自動(dòng)停機(jī),軟件生成報(bào)告,防護(hù)罩防止碎片飛濺。
各系統(tǒng)緊密配合,Z終實(shí)現(xiàn) “高精度、自動(dòng)化、規(guī)范化" 的抗折抗壓測(cè)試,廣泛應(yīng)用于建材檢測(cè)機(jī)構(gòu)、建筑施工單位、科研院所等場(chǎng)景。要想了解更多產(chǎn)品組成部分,可隨時(shí)聯(lián)系河北天棋星子檢測(cè)設(shè)備有限公司工作人員。