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微机伺服万能试验机使用说明

   

一、前       1

二、外观照片 2

三、主要技术规格和技术指标 3

四、试验机工作条件 3

五、结构特征及工作原理 4

5.1 主机结构及工作原理 4

5.2 油源及液压原理 6

六、试验机的安装 8

6.1 安装条件 8

6.2 安装步骤 8

6.3 试验机用油、注油与排油 10

6.4 接电 11

6.5 上横梁高度的调整 11

6.6 丝杠轴向间隙消除机构的调整 12

6.7 安全装置 13

七、试验机的使用与操作及保养 13

7.1 操作注意事项 14

7.2 送油阀及回油阀的操作 14

7.3 拉伸试验 15

7. 4 压缩试验 16

7.5 弯曲试验 17

7.6 剪切试验 18

7.7 试验机的保养 18

八、电气系统结构与软件使用操作 19

8.1 电气系统结构 19

8.2 电液比例系统的操作 19

九、常见故障及排除方法 20

9.1 试验力示值显示不稳 20

9.2 试验机在加载试验时,负荷不能继续升高 21

9.3 钳口处发生响声 21

9.4 电磁阀不动作 21

 

一、前      

承蒙您选用WAW型微机控制电液伺服万能试验机,深表感谢。在使用本机前,请认真阅读使用说明书,在充分理解后,方能开机使用。请您爱护本机,正确使用,使其长久保持较高的精度和良好的运行状态。

本公司产品WAW系列微机控制电液伺服万能试验机具有以下特点:

1) 主机结构参考国外技术设计,整机结构紧凑、布局合理。

2) 采用油缸下置式结构,与上置式油缸结构相比,增加了试验空间并降低了整机高度。

3) 液压加荷,采用液压传感器间接测力,与负荷传感器相比具有抗冲击性强,使用寿命长的优点。

4) 采用横穿移动横梁的蜗轮蜗杆传动机构来调整试验空间,与链条传动方式相比具有调整试验空间时不需要丝杠旋转的特点,整体性能好,便于调整上下钳口的同轴度,增强了主机刚度。

5) 丝杠分为左右旋和独特的丝杠消隙机构,保证了试验加载的连续性。

6) 独立内置式液压夹紧机构保证了夹持系统的可靠性,试样拉断也不会脱落伤人,确保了试验人员的安全。

7) 具有机械限位和电气保护双重保护装置,确保使用的安全性。

8) 采用高精度伺服阀组,全部控制信号光电隔离,安全可靠。可实现自动加荷,自动控制加荷速率。

9) 配有专用试验机软件,可对试验结果进行统计和处理,输出各种要求格式的试验报告和特性曲线图样。用户可根据需要添加试验方法和标准。

10) 可对试验实时记录,动态显示试验曲线。

微机控制电液伺服液压万能试验机主要GB/T228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》的要求对金属材料进行拉伸、压缩、弯曲试验,亦可做非金属材料,如塑料、水泥及混凝土等压缩及弯曲试验。广泛应用于建材、冶金、科研单位、大专院校、质量检测中心,是一种理想的生产、科研和教学等行业的试验设备。

二、外观照片

                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

三、主要技术规格和技术指标

 

WAW-300

WAW-600

WAW-1000

最大试验力(kN

300

600

1000

试验力测量范围

2%-100%FS

试验力准确度

优于示值的±0.5%

变形测量准确度

±0.5%

最大拉伸空间

(含活塞行程)(mm

710

800

680

立柱间净空mm

530

525

640

圆试样夹持直径(mm

φ10φ20

φ20φ32

φ13φ26

φ26φ40

φ13φ26

φ26φ40

φ40φ60

扁试样最大夹持宽度(mm

70

80

120

扁试样夹持厚度(mm

015

030

040

最大压缩空间mm

650

700

630

上下压盘尺寸(mm

φ130

φ180

210×210

弯曲试验支间距(mm

30380

30380

50570

弯曲支宽度(mm

140

160

剪切试样直径(mm

φ10

活塞最大行程(mm

250

试验机主机外形尺寸(mm

905×730×2260

905×730×2325

1070×850×2530

控制柜外形尺寸(mm

11665870

四、试验机工作条件

a) 室温10-30°C范围内;

b) 相对湿度不大于80%

c) 周围无震动、无腐蚀性介质和无较强磁场干扰的环境中;

d) 电源电压的波动范围不应超过额定电压的±10%

e) 在稳固的基础上正确安装,其水平度为0.2‰

五、结构特征及工作原理

5.1 主机结构及工作原理

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图一  主机结构图

主机(见图一)结构主要由机座1、丝杠2、油缸3、活塞4、工作台5、上横梁7、立柱8、下横梁6、及下横梁升降传动系统9组成。

油缸3安装在机座1上,活塞4的顶部安装着工作台5,两立柱8装在工作台5上,立柱8上部装有上横梁7,当活塞升降时,推动工作台及上横梁上移,可完成拉伸、压缩试验。下横梁6靠大螺母安装在两根丝杠2上,丝杠安装在机座上,试验机的试验空间是由下横梁6的升降进行调整的。其工作原理为由装在下横梁上的电机通过V型带传动驱动蜗杆,蜗杆驱动与螺母一体的蜗轮旋转,使下横梁随螺母升降,以实现试验空间的快速调整。按钮盒可以操作上、下钳口的夹紧或松开。上横梁与下横梁之间为拉伸区域,钳口座内装有楔形块,通过更换楔形块内钳口的规格,可以夹持不同规格的试样。下横梁与工作台之间为压缩区域,通过更换不同的压板、压头、弯曲用工作台或支座,可以对试样进行压缩、弯曲试验。

开启油泵后,来自主油源的控制油液进入油缸,当活塞上升时,通过工作台和立柱带动上横梁上升,在拉伸区域可以实现对试样的拉伸,或在压缩区域实现对试样的压缩。油缸及活塞是主机的重要零件,它们的接触表面经过精密加工,并保持一定的配合间隙和油膜,使活塞能自由移动而将摩擦减少到最低限度。

底座及工作台之间装有活塞位移检测装置光电编码器用螺钉固定在底座上其上的丝绳另一端固定在工作台当活塞带动工作台升降时,光电编码器轴随之转动,发出的脉冲信号由计算机进行采集、处理及屏幕显示。

注意:绝对不能使用移动横梁进行加力、试验过程中绝对不能启动移动横梁,否则将会造成横梁某些零件及电机损坏!

 

5.2 油源及液压原理

5.2.1 油源(见图二)由油箱、油泵电机组、滤油器、电液比例阀、阀块、空气滤清器等组成。

图二  油源结构图

拧下空气滤清器1上盖即为注油口,由此加入液压油,加入油量达到油标2上部即可。电机3与油泵通过泵架和联轴器连在一起,固定在油箱盖板4上。整个油箱与控制柜连在一起。安全阀与滤油器5安装在同一阀块6上。阀块8安装在油箱后侧。9为夹紧阀块,上面装有溢流阀10,7为比例阀组。

5.2.2 液压系统工作原理

液压系统工作原理如图三所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图三  液压工作原理图

油箱1内的油经过粗滤网2被吸入油泵3后,第一路经油泵的输油管经过滤器4送到送油阀5内。当送油阀手轮关闭时,液压油流向电磁阀7,在电磁阀处于常态时,液压油直接流回油箱。如电磁阀左位或右位通电,这时可使上、下夹紧油缸8动作,实现对试样的夹紧或松开。如油压过高,溢油阀6自动打开卸荷,对电磁阀进行保护。

另一路液压油被送到比例阀组12,液压油经比例阀组进入工作油缸9内,通过对比例阀的控制来实现试验的自动控制,自动控制试验过程中,应关闭送、回油阀。

   试验过程中的力值是由液压传感器10传递,由计算机采集显示的。

六、试验机的安装

6.1 安装条件

试验机安装环境条件应符合本说明书4条规定要求;

主机、电控箱、计算机之间应留有足够的空间,以便于高压油管、电气导线疏通及对设备的维修和保养。

6.2 安装步骤

1) 按地基图(见图四)作好混凝土地基,基础上平面应水平。地基的水平度为5/1000

2) 用混凝土将四个地脚螺钉浇注,将主机放于基础上,使地脚螺钉穿过主机底部四个过孔。拆下拉杆与支柱上下钳口间的固定弯板,在主机下面垫好楔铁,将水平仪放在试台中央位置,通过调整楔铁,将主机调平,紧固好地脚螺钉。

3) 在主机机座与基础之间浇满混凝土,保证机座与基础接触良好。

混凝土浇固后,在干燥前不得紧固地脚螺母,不得开机。待水泥完全干燥后,紧固好地脚螺母,重新复查试验机的安装精度。

4) 下固定丝杆与支柱的固定弯板,接通电源,轻轻地试按按钮盒上下横梁上升开关,当确认下横梁为上升时,再将其上升100mm,取下横梁与工作台之间的工作台压木。如开关与动作反向,则需进行电源换相。

5) 拆开计算机包装,将计算机装好放在计算机桌上,计算机位于电控箱左侧。

 

图四(1)  WAW-1000微机控制电液伺服万能试验机地基图

 

图四(2 WAW-600微机控制电液伺服万能试验机地基图

 

图四(3)  WAW-300微机控制电液伺服万能试验机地基图

6.3 试验机用油注油与排油

试验机液压系统用油采用68#抗磨液压油

打开控制箱侧门,将液压油通过空气滤清器注入油箱。油箱容积约45L,注油量可由油箱侧面的油位指示器观察到。在主机与控制箱之间初次安装上液压油管时,管内存有空气,应当先把空气排除干净。排气的方法是:启动油泵,关闭回油阀,开启送油阀,使工作油缸上移一端距离,然后打开回油阀排油。这样反复几次,即可排净空气。

油的使用期限应根据各地气候以及使用情况而定,如发现油开始变质变脏,应及时更换新油。排油时,打开控制箱左侧放油螺栓即可。排油后,应彻底把旧油清除干净,清洗油箱底部及滤油器。

6.4 接电

     送电前,首先按国家关于电气漏电保护的有关规定将控制箱外壳接地,以免出现伤人事故。

试验机的电器控制部分设在控制箱内,供电电压为380V,主机与控制箱之间采用航空插头连接。接通电源后,启动控制箱控制面板上的电源按钮(指示灯亮),再启动油泵按钮,这时观察油泵的转向是否与标牌转向一致。然后启动下横梁升降按钮,注意升降动作应与按钮指示方向一致。启动控制面板上的钳口夹紧开关,检查上、下钳口的动作应与按钮盒的指示相符。

注意:接好线后,开机试电,确定电机转向是否正确。如不正确可把三相380V的电源两根相线交换连接。

6.5 上横梁高度的调整如图所示)

 

   上横梁高度的调整

若需较大的拉伸或压缩空间时,可根据需要将上横梁上移,具体操作步骤如下:

I. 松开螺钉5,将调整环6取下,再取下两半上卡7,将立柱4擦干净并涂润滑油;

II. 在下横梁与上横梁的钳口处,垫上两块高度相同的木块;

III. 启动下横梁上升按钮将其向上升起,顶住上横梁3后继续上升,直至露出下卡2

IV. 取下两半下卡2,启动下横梁上升按钮,将上横梁缓缓顶起到所需要的略微高一点的位置。

V. 将两半下卡2放在立柱上一层环槽内,注意尽量并紧,启动下横梁下降按钮使上横梁落在下卡环2上;

VI. 安装好两半上卡环7,装上调整环6,拧紧螺钉5

VII. 若要将上横梁下移,步骤与上移基本相同,不同处是正好反向操作。

6.6 丝杠轴向间隙消除机构的调整(如图所示)

 

                    丝杠轴向间隙消除机构的调整                                                                                                                                      

由于丝杠与丝母存有间隙,就不能平稳施加试验力,这就需要进行消除间隙。

I. 拆下螺钉16,取下止动板2,用小于Φ10mm的圆棒插入圆孔9,按顺时针进行旋转;

II. 由于压紧弹簧5在弹簧力的作用下,使下横梁抬起,以便消除丝母8与丝杠3轴向间隙;

III. 将止动板2找到就近的螺钉6的位置,装上止动板2,拧紧螺钉16

6.7 安全装置(如图所示)

在工作台5与底座1之间安装了活塞行程限位装置。活塞上升时带动移动架3共同上升,当碰块2碰到限位开关4的弹簧杆时,使油泵电源断开,实现安全保护功能。

 

 活塞行程限位装置

七、试验机的使用与操作及保养

试验结果是否正确,除要求试验机本身必须达到规定的精确度外,还要求试验人员必须熟悉试验机的操作方法及各种材料试验方法。

7.1 操作注意事项

开机前,应使送油阀处于关闭状态。

如果在试验过程中油泵突然停止工作,此时应开启回油阀将所加之负荷卸掉,使油压降低,排除故障后重新启动油泵。不应带负荷启动油泵,以免造成油泵损坏。

如果在油泵工作时电器发生失灵,起动或停止按钮不起作用时,应立即切断电源,使油泵停止运转。

为防止试样在断裂破碎后落入钳口夹板楔形滑动面内,可用随机所带的厚3mm的橡胶保护板固定在下钳口处。

使用时应注意上、下钳口夹板两侧的压板螺栓是否松动,应随时紧固,防止压板等飞出造成事故。

当夹紧油缸不使用时,控制箱中的电磁阀开关一定要处于无电状态。

在试样检被测出屈服点后,在试样断裂前,应立即取下引伸计,以避免引伸计损坏。

7.2 送油阀及回油阀的操作

在试台起升时可将送油阀开度增大(手轮旋转约4圈),使试台快速上升,以减少试验准备时间。试验时应依据试验方法规定的加荷速度进行,不可过快,避免试样受到冲击。亦不应无故关闭,使试样所受负荷突然下降,影响试验数据的准确性。如果是做规定的屈服点或其它特殊试验,负荷需要反复增减时,必需平稳地操作。试验完毕,关闭送油阀,慢慢开启回油阀。

回油阀在试样加荷时,必须将其关闭。在试样断裂后,慢慢打开回油阀卸荷,使活塞回落到原位。

注意:送油阀不可过度拧紧,以免损伤阀杆的锥面。试验时回油阀必须拧紧,以防泄露而造成加荷不稳。

7.3 拉伸试验(见图所示)

  

 

做拉伸试验时,先开动油泵,再开启送油阀,使工作活塞上升、下降大约100mm,活动2-3次,作好活塞、油缸间的润滑。上升时关紧回油阀,下降时打开回油阀。

将工作活塞升起5-10mm,将试样一端夹于上钳口,将试验力调零(消除试样的自重),再调整下钳口至适当位置夹住试样下端后,然后开始试验。为了确保试样中心线与拉伸钳口同轴,下钳口夹住试样下端后,可再立即松开,然后再次夹紧,这样可使下钳口自动找正。

试样尽可能的夹在钳口块的全长上,务必保证试样被夹持部分不少于钳口牙形部分的三分之二,如试样与钳口块接触面太少,会使试样被挤成锥形或夹碎,钳口也可能损坏。另外,钳口夹紧试样后,两个钳口夹块必须处于同一平面,不得上下错位。如发现上下错位,必须重新松开再行夹紧,否则会使钳口和钳口夹板受到严重损坏。在夹持硬度高的材料时,或者在拉伸开始阶段发生滑移现象时,夹紧电磁阀可以不急于断电,待加上一定载荷后或在试样断裂前把电磁阀断电。试验完毕后,先松开下钳口,再松开上钳口。

为避免夹头与钳口夹板在滑动楔面上啃住或划伤接触面,试验时,可用随机所带的橡胶防护板罩在下夹头上面。不使试样氧化皮或断裂后的碎片进入夹头体的滑动面,试验后将滑动面擦拭干净,并用黄油或二硫化钼涂在滑动面上。

注意:试验机所带圆钳口为常规圆棒试样所用。如做螺纹钢试验,需特殊定货。

7. 4 压缩试验(如图所示)

 

  压缩试验

将上、下压盘分别用螺钉与定位销固定在下横梁底部与弯曲工作台上。试样放在下压盘中央,用刻线对中,以避免偏心受力。

7.5 弯曲试验(如图所示)

将上压头装在下横梁底座部,用螺钉固定。

先把弯曲试验工作台斜放在主机工作台上固定好,再根据试验需要的距离,使弯曲支座上的刻线对准标尺上的刻度,用螺母固定在弯曲试验工作台上,并用拉紧螺栓紧好,即可进行试验。

 弯曲试验

注意:弯曲试验时,应自做铁质防护网,以防止试料断裂时,碎料伤人

7.6 剪切试验(如图十所示)

 

图十 剪切试验

将上压头装在下横梁底部,用螺钉固定。剪切支座安装在工作台上,活动剪切块放置在固定剪切块之间,试样从中插入。使上压头对准活动剪切块,即可进行试验。

7.7 试验机的保养

试验机各部应经常擦拭干净,非喷漆表面应涂一层机油。以免生锈。不用时用机衣罩好,以免灰尘侵入。

丝杠上可涂二硫化钼润滑脂,使丝杆与丝母得到润滑。下横梁后面有一端盖,拆下后可注入二硫化铝润滑脂进行润滑。

每次试验后,活塞最好不要落到底,可少留一段距离,以方便下次试验。

试验暂停时应使油泵停止运转。

液压油应保持清洁,经常使用时,每隔半年更换一次。

试验机应每隔1-2年检验一次,以保证各项指标的正确性。

、电气系统结构与软件使用操作

8.1 电气系统结构

试验机的电气系统由按钮板、接线板、放大采集板、控制盒、控制柜、计算机及打印机等组成。

8.2 电液比例系统的操作

    软件的使用请详细阅读软件使用手册。下面概括介绍一下试验操作步骤。

1. 启动计算机,用鼠标左键双击桌面上的试验软件快捷键进入试验软件主界面,打开伺服控制器电源开关,预热30分钟。

2. 启动油泵,使油缸上升大约20-30mm;

3. 如做拉伸试验时,将试样一端夹于上钳口,再将屏幕上示值清零,然后调整下钳口至适当位置夹住试样下端,夹持好引伸计即可做拉伸试验;

做压缩或弯曲试验时,可将试样放置在下压盘或弯曲附具上,通过调整横梁到适当位置即可开始试验;

4. 在软件数据板上选择试验方法标准,新建一条试验记录,输入试验编号及参数;

5. 在控制板选择适当的控制方式和速度,根据需要选择破型判断有效或无效;

6. 点击“开始”按钮,试验即自动进行直至试样破坏或满足设定的停机条件后,自动停机。

7. 试验完成后,计算机自动进行试验数据的处理和保存。可以打开数据板查看试验结果或打印报表。

8. 点击“复位”按钮,工作台自动返回试验开始位置,可重复步骤3~7进行下一个试验。

8.3 试验力的校准或检定操作

    试验力校准和检定虽然是意义不同的两个过程,但加载的操作方法是相同的,在校准或检定前应先将试验机和电脑上电预热30分钟,然后将测力仪预压三遍,预压载荷为满量程的80%左右。

  校准或检定的操作方法详见软件使用说明书或试验软件的帮助第七章第三节“校准、检定”。

   如果使用测力环校准或检定,有可能出现百分表指针抖动现象,此时可在软件菜单“调整/控制参数调整/选项”窗口,将阀参数振幅设为零,校准检定完毕再恢复原来的设置。

、常见故障及排除方法

9.1 试验力示值显示不稳

A. 在试验机油缸及油路中尚有气体存在,应按7.8将气体排净。

B. 送油阀内有杂质拧下送油阀后面的螺帽,用随机所带小丝杆,从后面拧在活塞上,将其拉出来,用煤油清洗干净后重新装入。如果活塞表面有拉伤,可用金相砂纸轻轻修光。

C. 检查一下油管接头是否有渗油现象,若渗油则应加以紧固或更换垫圈。

9.2 试验机在加载试验时,负荷不能继续升高

发生这种情况的主要原因是送油阀内的活塞套中存有污物,使活塞在套中不能正常滑动,影响了油量的增加和压力的升高。其修缮方法是将送油阀后面的六角螺帽拧下,用随机所带的小丝杆拧在活塞上,把它拉出后便可用煤油清洗其活塞套的内部(注意清洗内里的凹槽处)。清洗完后重新涂油装上活塞,拧紧六角压帽(注意要垫好垫圈以免影响弹簧压力或产生漏油)。

9.3 钳口处发生响声

在拉伸试验时,钳口处发生间断的响声,主要是钳口夹板与横梁楔形滑动面间发生摩擦所致。在滑动面上涂以锂基润滑脂,响声即可消除。如果仍有响声,应把钳口夹板卸下,检查滑动面是否发生拉伤。如有拉伤,要用油石或细砂布修平,清洗干净,涂上锂基润滑脂。

9.4 电磁换向阀不动作

 a) 电气排障:检查电磁换向阀通电时指示灯是否闪亮;线圈是否烧坏;线圈是否松动;按钮盒按钮是否失灵。

 b) 机械排障:电磁换向阀是否由于杂质堵塞,可用螺丝刀顶动换向阀二侧阀杆;清洗换向阀;检查O形密封圈;清洗阀块;换向阀是否烧坏。