塑料持久蠕變試驗機

一、 適用范圍:

塑料蠕變持久試驗機主要用于非金屬材料力學(xué)性能的檢測，測定穩態(tài)蠕變速率、蠕變極限、蠕變伸長(cháng)率、持久斷裂時(shí)間、持久強度極限 。

二、 塑料持久蠕變試驗機主要指標:

三、 主要配置:

計算機控制系統部分：                                

四、塑料蠕變持久試驗機執行標準:

1、 制造和檢驗標準

試驗機所有零部件和各種儀表的計量單位全部采用國際單位（SI）標準。

試驗機設計制造、檢驗、使用符合國家標準和有關(guān)行業(yè)標準，適用標準如下:

    JB/T9373《拉力蠕變試驗機技術(shù)條件》

    GB/T16491《電子式萬(wàn)能試驗機》

    GB2611《試驗機通用技術(shù)要求》

    GB/T16825.2《拉力蠕變試驗機施加力的檢驗》

2、 適用的試驗方法標準

    標準GB11546.1、 ISO899

五、結構原理及性能特點(diǎn)

塑料蠕變持久試驗機主要由主機、測量控制系統、（手控盒）、集中控制系統、軟件包等部分組成。

1 主機

上橫梁與臺面用兩根立柱相連，構成門(mén)式高剛度框架，臺面中央裝有電動(dòng)加載缸。交流伺服電機的轉動(dòng)經(jīng)同步帶和減速機減速后帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉，絲杠螺母安裝在電動(dòng)加載缸活塞上，活塞在滾動(dòng)式防轉導向機構約束下做直線(xiàn)運動(dòng)?；钊税惭b負荷傳感器，下拉桿通過(guò)萬(wàn)向球座與負荷傳感器連接，夾頭與下拉桿連成一體，活塞的運動(dòng)帶動(dòng)夾頭上下移動(dòng)，對試樣施加試驗力。電動(dòng)加載缸裝有行程開(kāi)關(guān)，用于保護夾頭的行程極限；伺服電機上的光電編碼器，用于移動(dòng)夾頭位移的檢測及試驗速度的反饋，速度控制采用了進(jìn)口全數字交流伺服系統。通過(guò)高精度反饋構成全閉環(huán)控制。

夾頭與上拉桿用球形支座與橫梁聯(lián)接。上下兩球座間距大，自動(dòng)調心，試樣僅受軸向拉力。

主機具有如下特點(diǎn)：

1.1 主機剛度高。采用無(wú)間隙傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩，響應速度快；

1.2 上、下拉桿均設有自動(dòng)對中的球座，有效地保證上下夾頭的同軸度。

1.3 各執行機構之間設有位置限定開(kāi)關(guān)或報警控制及互鎖保護。

2 、溫度測量控制系統

系統由高溫箱、測溫熱電偶、冷端溫度補償器、溫度測量控制儀等組成。

2.1 高溫箱

  高溫箱安裝在主機立柱上，裝卸試樣方便；空間大。

爐體采用雙層不銹鋼殼體，上部和下部開(kāi)有通風(fēng)孔，有利于熱氣散熱。

2.2  溫度控制器

溫度控制采用了日本島電溫度控制儀表，該表是智能型溫度調節儀。溫度控制器控制，試驗溫度和設定參數均可顯示，并且有上、下限保護功能。

2.3  熱電偶

高溫箱帶有熱電偶，用于測量試樣標距內溫度，并同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)控溫。

3  高溫拉桿及高溫夾頭

板材夾具的兩平面對其縱軸中心的平行度在全長(cháng)范圍內不大于0.05mm;夾頭槽的對稱(chēng)平面與其縱軸中心線(xiàn)重合，對稱(chēng)度不超過(guò)0.05mm;銷(xiāo)孔軸線(xiàn)與夾具的縱軸中心線(xiàn)應垂直相交，對稱(chēng)度和垂直度均不大于0.05mm,銷(xiāo)孔軸線(xiàn)對槽的兩平面垂直度不超過(guò)0.03mm。

4  測量控制系統

GT550測量控制器與伺服系統、測力傳感器、引伸計、位移傳感器等部件構成全數字測控系統。

4.1  測量控制器                                                  

GTC550型測量控制器（安裝在機座內） 用于電子式蠕變持久試驗機等各種試驗機，它是集數據采集、數據處理、過(guò)程控制一體化的新型測控器。它采用了目前*進(jìn)的美國SOC(system on chip)片上系統和基于FPGA（高密度現場(chǎng)可編程門(mén)陣列）的DSP（數字信號處理）技術(shù)。

測量部分包括：測力單元、變形測量單元及其相配的傳感器。

在試驗過(guò)程中所測量的試驗力、變形、位移經(jīng)GTC550測量控制器數據的采集、標度變換及處理，在計算機屏幕上數字實(shí)時(shí)直讀和曲線(xiàn)顯示。根據試驗方法要求，通過(guò)計算機控制系統運算后得到控制信號，再經(jīng)調速系統放大后驅動(dòng)電機。具有試驗力、變形、位移閉環(huán)控制功能，真正實(shí)現勻試驗力速率，勻變形速率，勻速控制，并在試驗過(guò)程中無(wú)沖擊切換。

測控系統具有如下特點(diǎn)：

4.1.1 有高速處理能力，低噪音、高抗干擾，高采樣頻率100次/s.

4.1.2 力、測變形分辨力高(24位),且內外不分檔，全程分辯力不變化，用戶(hù)可根據試驗要求自行設定。

4.1.3 自動(dòng)調零、自動(dòng)標定等功能。

4.1.4 傳感器通道頻帶寬度可達18HZ，所測得的試驗數據和曲線(xiàn)真實(shí)。

4.1.5 測控器配有觸摸屏操作盤(pán)，既獨立操作試驗機，也可以與計算機聯(lián)機操作。

4.2  測力單元

力傳感器采用美國世銓公司產(chǎn)品，它與測控器組成測力單元。其特點(diǎn)是：

4.2.1 分辨力高（可達1/500000），測量范圍寬（1-100%FS）。

4.2.2 測量精度高且長(cháng)時(shí)間穩定性好。

4.2.3 考慮傳感器本身產(chǎn)生蠕變，選擇了二倍于額定試驗力的傳感器。

4.3  測變形單元

光柵尺引伸計與測控器組合成測變形單元。其特點(diǎn)是：

4.3.1 分辨力高，測量范圍寬。

4.3.2 測量精度高（0.5%）, 長(cháng)期穩定性好，幾乎無(wú)漂移。

4.3.3 雙邊引伸計所測量的變形值真實(shí)。

4.3.4 引伸桿導向部分剛度好；滾動(dòng)軸承，導向靈活自如，摩擦力小。

5  集中控制系統

5.1系統構成

TestSoft RDW V3.0,由‘控制軟件系統’和‘分析軟件系統’兩個(gè)系統組成。兩部分互相獨立，又緊密相關(guān)。

系統采集控制結構

5.2運行環(huán)境

操作系統:簡(jiǎn)體中文Windows

5.3集散控制系統 （DCS）

支持多任務(wù)分配、合理使用CPU資源.。

支持硬件故障監視和診斷。

完整功能的獨立單元，進(jìn)一步分散危險性。

開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )、數據傳輸自由。

本系統由多臺蠕變持久試驗機的測控器、溫度控制儀、計算機部分組成。系統具有如下功能：

5.3.1 測量控制器與計算機組成集散式控制系統，測量控制器作為下位機可完成試驗的所有功能，可儲存試驗數據，可隨時(shí)與計算機聯(lián)機或脫開(kāi)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口接收或傳送數據；數據采集間隔可根據變形變化量、試驗力變化量任意設定。采樣開(kāi)始后具有變形清零密碼保護功能，防止誤操作造成的數據丟失。

5.3.2 控制系統具有強大的擴展能力，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )集成等技術(shù)，可由一臺主控計算機與多臺下位機組成集散式控制系統；控制器可以與計算機聯(lián)機使用，也可以脫離計算機獨立操作。計算機再聯(lián)機時(shí)，控制器自動(dòng)把數據傳給計算機。通過(guò)控制器或計算機都可以設定試驗所需的試驗力、變形和加載速度，完成試驗控制。

5.3.3 控制器可以與溫控器進(jìn)行通訊，并且對其控制，保證整個(gè)實(shí)驗過(guò)程不受人為干擾，根據實(shí)驗條件自動(dòng)升溫，當達到設定的環(huán)境溫度時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行規定的試驗。

5.3.4 每臺試驗機可預設多個(gè)PID參數與功率控制參數，與溫度相對應，當試驗過(guò)程中以不同的試驗溫度進(jìn)行試驗時(shí)，系統將會(huì )自動(dòng)選用所對應的PID參數與功率控制參數，避免更換試驗溫度時(shí)重新自整定爐溫。

5.3.5 配有計時(shí)裝置，試驗時(shí)負荷達到設定值時(shí)開(kāi)始計時(shí)并顯示。

5.3.6 無(wú)人值守功能。試驗機自動(dòng)控制，反應靈敏、準確度高，當超出調整范圍時(shí)用聲光報警提醒操作人員，并自動(dòng)停機，試驗開(kāi)始后不需要人看守。

5.3.7溫度控制器與計算機完成對溫度的控制和監測，對每臺試驗機高溫爐數據進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、報警、控制。

MR13是日本島電公司的產(chǎn)品，該產(chǎn)品即可作為獨立的三回路，又可實(shí)現多溫區的閉環(huán)自動(dòng)調節，帶模擬遙控輸入/輸出及232/485通訊接口。四排四位顯示，是一款功能非常強大穩定的儀器儀表。

MR13的工作方式如下：

獨立的三回路，定值調節方式。

a) 第一回路程序控制，二，三回路定值調節方式。

b) 二，三回路跟蹤一回路設定值的三溫區方式。

c) 第一回路定值程序，二，三回路跟蹤一回路設定值后測量值三輸出方式。

d) 模擬遙控用于群控或配比調節。

MR13帶有RS485或RS232數字通訊接口。通訊距離最長(cháng)達到1000米，利用址

號區分技術(shù)，在同一通訊線(xiàn)路上可控制100臺MR13。MR13有LOC和COM兩種工作方式，存儲方式可達10萬(wàn)次。

6  試驗軟件

6.1 功能

a) 測量通道數據用戶(hù)權限可自行設定；

b) 實(shí)時(shí)反饋數據監視；

c) 服務(wù)器端可以進(jìn)行控制畫(huà)面的實(shí)時(shí)圖像監視；

d) 委托單位的信息參數可以根據用戶(hù)的權限自行設定；

e) 滿(mǎn)足各種材料形狀的尺寸信息錄入；

f) 可以對控溫系統進(jìn)行溫控參數的設定，各段溫度曲線(xiàn)的繪制，各段溫度通道信號的顯示；

g) 報警處理系統根據應變反饋信號模塊自動(dòng)報警并生成報警記錄，以便操作人員定期查詢(xún)；

h) 獨立的數據處理系統形成局域網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行所有控制臺的數據處理；

i) 在主界面上，可以觀(guān)察到系統內各臺機器的試驗情況：機器是否進(jìn)行試驗；正在試驗的機器的主要參數（試驗溫度、試驗力、試驗時(shí)間、蠕變變形）；

j) 單臺機器的試驗界面，在主界面上雙擊機號的機器圖標，就進(jìn)入該機器的試驗界面，在此可以看到該機器試驗的詳細情況，包括委托單位的信息、試樣的信息、試驗溫度、試驗力、試驗方案、蠕變變形等詳細信息；

k) 試樣信息和試驗溫度、負荷、變形、時(shí)間等數據能夠存儲并輸出，便于保存并且可以隨時(shí)查閱。

6.2  性能

a) 在正常情況下，能夠同時(shí)任意控制器中一臺或多臺試驗機進(jìn)行蠕變、持久試驗，且互不干擾；

b) 完成單臺或多臺（自由組合）蠕變、持久試驗機溫度、變形等數據的自動(dòng)測量與采集，對每臺試驗機數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，實(shí)時(shí)顯示、報警；

c) 試驗過(guò)程中實(shí)時(shí)顯示溫度-時(shí)間曲線(xiàn)、變形-時(shí)間曲線(xiàn)，試驗結束后可再現數據曲線(xiàn)并可放大和縮??；

d) 圖形界面直觀(guān)、簡(jiǎn)潔，可對全部設備進(jìn)行監控，以不同顏色、圖標醒目標識，進(jìn)行警示與報警；

e) 軟件登陸及相關(guān)操作界面均有密碼管理，避免誤操作造成的試驗數據丟失；

f) 對采集到的數據進(jìn)行處理，按照標準的規定要求計算試驗結果并繪制相應的試驗曲線(xiàn)，生成用戶(hù)所需報告；

g) 自動(dòng)記錄并保存數據，可對試驗數據的歷史資料進(jìn)行查詢(xún)，可按試樣編號自動(dòng)查詢(xún)任意已經(jīng)完成試驗的原始數據或試驗報告；

h) 設備可以根據試驗方案的要求自動(dòng)進(jìn)行加溫、保溫、加載、數據記錄等工作；

i) 圖形處理功能強大，具有曲線(xiàn)放大、曲線(xiàn)遍歷。曲線(xiàn)坐標移動(dòng)。曲線(xiàn)疊加。曲線(xiàn)添加標注及曲線(xiàn)打印等功能；

k) 軟件具有斷點(diǎn)恢復、曲線(xiàn)自動(dòng)刷新、故障自診斷等功能；

l) 具有報警提示功能，報警提示顯示于控制臺中，可顯示溫度異常、儀表通訊出錯、電源未接通、電偶斷裂等，并有報警聲發(fā)出；

m) 具有超限報警、故障報警等安全保護功能；

n) 系統有良好的可維護性，主控計算機故障時(shí)，試驗機不受主控計算機的影響，可完成試驗的所有功能，且不丟失試驗數據；

O) 監測系統軟件菜單式操作，主頁(yè)面可顯示試樣編號、試樣尺寸、試驗溫度、試驗應力、試驗時(shí)間、加載方式（分級加載和一次加載）、升溫和保溫時(shí)間、加載時(shí)間、結束時(shí)間、溫度曲線(xiàn)、加載曲線(xiàn)；

P） 具有試驗數據存儲、整理、回歸處理、外推計算、試驗結果曲線(xiàn)繪制功能；

q) 自動(dòng)處理和儲存試驗數據，定期備份或還原試驗數據，具有檢索、分析和修改功能；

r) 可繪制蠕變曲線(xiàn)（可顯示單邊蠕變曲線(xiàn)和平均變形蠕變曲線(xiàn)）；

s) 試驗報告根據用戶(hù)格式設計，數據可導入Excel文檔進(jìn)行處理；

t) 報告自動(dòng)生成，根據用戶(hù)意愿編輯、打印試驗報告。