卧式拉伸试验机

近日，长春机械院为贵州钢绳股份有限公司研发制造的国内最大的微机控制电液伺服卧式钢丝绳拉力试验机YNS30000（3000吨）顺利完成试验测试通过专家组验收。 该设备是目前国内通过客户验收的最大的钢丝绳试验设备，用于钢丝绳索具、吊具、锚链等产品等试件的力学性能测试，是船舶工程、石油化工、电力工程、桥梁工程、海洋工程、水利建设、矿山开采及运输行业等安全防护产品测量的重要试验设备。 该设备是我院在五十多年研发制造经验的基础上不断创新，引进国际先进设计理念结合客户实际需求研发制造的，在主机形式、夹持方式、标距调整、变形测量、空间调节、整机标定等多个方面进行了创新，多项指标达到国际领先水平。设备满足以下标准：1、GB/T8358－2006《钢丝绳破断拉伸试验方法》；2、GB/T24191-2009《钢丝绳弹性模量实际测定方法》3、GB/T228－2002《金属材料室温拉伸方法》 3000吨卧式拉力试验机是长春机械院在大吨位专用设备领域的又一突破性力作，该设备的顺利验收打破了我国超大吨级试验设备长期被国外垄断的局面，填补了国内大力值（3000吨以上）卧式拉伸强度试验设备的空白，目前全球能研制YNS30000同级卧式拉力试验机只有少数几家公司。 该设备的自主研发制造增强了我国超强度钢丝绳及相关产品性能的检测能力，保证产品质量及技术要求，对钢丝绳应用于国家重点项目工程提供了测试保障，加速了重大项目关键环节的实际应用进程，对重大工程顺利完成起到了推动作用。 近年来，长春机械院在大吨位试验设备领域连续发力，先后为完成 中石油天然气管道局20000KN卧式宽板拉伸试验机、 中石油管道局2000kN石油管道疲劳试验机 株洲时代材料10000KN二维卧式压剪试验机 株洲时代材料3000kN卧式疲劳试验机、 华舟应急装备有限公司4000KN电液伺服动静疲劳试验机 天铁轧二制钢有限公司8000kN卧式拉力试验机 中国核物理研究所2000kN高低温疲劳试验机 中船重工719研究所大吨位结构力学拟动力动态加载装置 长春机械院在未来的发展中，将不断以客户需求为导向，不断专注于高端工程试验设备的研发制造，坚持自主创新，打造有核心竞争力的一流产品，用优质的产品、优质的服务，助力中国经济。 贵州钢绳（集团）有限责任公司，简称贵绳集团。 贵绳集团位于遵义市，全国冶金重点企业，目前国内最大的金属线材制品专业生产基地之一，行业龙头企业。致力于钢丝、钢绳、钢绞线生产和相关技术、设备、材料的研究与加工，形成了“巨龙”牌钢丝、钢丝绳和PC钢绞线三个产品系列，年生产能力40万吨，其中钢丝绳产量居世界第一，产品广泛应用于矿山开采、交通运输、桥梁建设、海洋工程、港口机械以及船舶、轻工、汽车、军工、航天、水利等行业，出口到美洲、大洋洲、欧洲、亚洲和非洲地区， 产品用于国家重点建设项目水利方面：葛洲坝、三峡水利枢纽桥梁方面： 云南龙江特大桥、。马鞍山长江公路大桥、湖南澧水河特大桥、泰州长江公路大桥、矮寨特大悬索桥、南京长江四桥、明州大桥、、汕头海湾大桥、广州虎门大桥、贵州坝陵河大桥、舟山西堠门大桥等船舶方面：亚洲最大起重船---华天龙号大型打捞起重船

一、试验机功能、结构及特点:1.采用品牌微机，控制高精度电液比例阀, 驱动精密液压缸,吸收日本岛津试验机公司的先进试验机控制技术，依据国家标准对试验力、位移（变形）进行多种模式的自动控制，完成试验过程中试验参数的设定、试验过程的控制、数据采集、处理、分析及显示，控制及测量精密、准确实现等速位移控制、等速试验力控制,具有任意试验力点设定及保持功能。并配有Windows电液伺服卧式试验机专用软件,根据国家标准或用户提供的标准测量试件的性能参数，并对试验数据进行统计和处理，然后输出打印各种要求的试验曲线及试验报告，可选择应力—应变、试验力—应变、试验力—时间、试验力—位移、位移—时间、变形—时间等试验曲线，可实时显示、放大、比较、遍历功能及对试验过程监控。智能、方便。2.试验机机身采用双框架结构，液压油缸安装在上横梁上,活塞与传感器直连,直接对试样进行拉伸试验，使加载机头结构简化；下拉伸夹头与框架另一侧横梁相连，液压缸的侧面安装有光电编码器，用于测量试样的变形。试验机采用钢板焊接框架结构、分段移动横梁调整试验空间、单出杆双作用活塞缸施加试验力、手动控制试验过程，负荷传感器测力、微机显示试验力及试验曲线，适用于吊装带、牵引带、电缆、钢丝绳等试件的拉伸试验。 3.主机侧面安装有液压加载系统, 采用低噪音液压泵机组及液压阀组、高精度电液控制阀,确保系统高精高效、低噪音、快速回应,实现对试验的自动控制加载、换向；采用敏感压力补偿系统控制,使液压系统结构大大简化,噪音更低,在非满载工作条件下,基本为“静音”工作，无需增加繁琐的冷却系统，也无需为隔离噪音而将液压系统外置其他房间；手动控制用“送油阀、回油阀、节流阀”，系统简洁明快。4.本试验机满足下列标准：1）GB/T2611-2007《试验机通用技术要求》2）GB/T228-2010《金属材料室温拉伸试验方法》3）JJF1103-2003《万能试验机电脑数据采集系统评定》4）GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》5）GB/T8653-1988《金属杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法》6）JJG139－1999《拉力、压力和万能试验机的检定规程》二、液压系统控制油源是我公司最新研制的系列新产品。该系列产品试验使用方便，控制精度高，可靠性好,具有使用方便，控制精度高，可靠性好等特点。在研制、开发过程中吸取国际先进试验机技术，结合国内用户的实际使用状况，采用“单元化、模块化、标准化”开发理念设计而成。试验机的关键部件均选用国际、国内同类产品的著名品牌产品或采用国际先进技术加工完成，大大提高了系统的稳定性和可靠性，试验机的整体性能与国际先进产品技术水平相当。液压原理如图所示，为负载适应型进油节流调速系统，手动阀控制试验进程。油箱内的液压油通过电机带动高压齿轮泵进入油路，流经单向阀、10μ高压滤油器、压差阀组、送油阀，进入油缸。通过手动控制送油阀的开口大小，从而控制进入油缸的流量，满足加载的要求。试验完成后，打开回油阀卸荷并使油缸返回。电液伺服动控制油源主要由伺服阀、全数字单通道伺服控制器以及计算机打印机、相关试验软件、其他必要的附件等组成。2.2 恒压伺服控制站：采用双级加压承担压力差的原理，在增加工作压力的同时，也改善了泵工作条件，延长泵的使用寿命）；由主溢流阀、副主溢流阀、副溢流阀和换向阀、不大于3u国产温州黎明精密滤油器组成的高低压软切换液压模块；泵站采用美国派克PARK公司液压管件和高压胶管；安装有双电接点温控表；液位控制计；用于油温（低于10oC、高于55oC）、液位控制，具有滤油器堵塞报警或停车功能；2.3全数字单通道协调加载伺服控制器主要技术指标：2.3.1控制通道数量：1个，包括试验力和位移两个闭环控制回路，具有控制模式无扰平滑切换功能。2.3.2 配置站点控制界面数量：2个。2.3.3 最高闭环控制数据刷新频率为6kHz；2.3.4 控制器A/D、D/A分辨率为24位；2.3.5 控制精度：控制精度精度典型值为0.3％FS， 2.3.6 两级伺服阀驱动单元；2.3.7 远程液压泵站控制功能；2.3.8 其他必要的I/O输入输出单元：四个模拟输入、四个模拟输出界面；四个数字输入、四个数字输出界面（选配）；2.3.9 极限参数设置功能；2.3.10具有完备的保护功能。除具有超载（110﹪）保护、二级过流保护外，还具有任意设置的动负荷上下限保护、静负荷上下限保护等；2.4 电液伺服动态试验机（系统）控制软件：2.4.1系统管理软件：该软件是整个全数字伺服控制器工作的基础，其主要功能是管理控制系统的硬件资源、定义传感器、数字控制参数调整、设置保护，显示当前控制模式、液压和函数发生器状态以及传感器标定，并且提供双踪数字示波器、数字伺服阀电流表和6块数字电压表用于试验数据实时显示。2.4.2多功能试验软件：该软件是一个柔性强，功能全的试验软件，用户可以用其设计特殊的试验方法，自己编程。此软件将伺服控制器具备的各种控制功能、数据采集功能和其他的一些辅助功能都以图示的方式做在了一个面板上，用户可以将这些功能图示用鼠标拖放到试验定义面板中，并将其按照用户需求随意组合起来，就可以按照用户自定义的试验方法进行试验。该软件可用于随机谱试验。a) 电气控制线路参照国际标准，符合国家试验机电气标准，抗干扰能力强，保证了控制器的稳定性，实验数据准确性。b) 自动换档：根据负荷大小自动切换到适当的量程，以确保测量数据的准确性；实现了真正意义上的物理调零、增益调整及试验力测量的自动换档、调零、标定和存盘，无任何模拟调节环节，控制电路高度集成化c) 条件存盘：试验控制数据和试样条件可制成模块，方便了批量试验的进行；d) 自动变速：试验过程中移动横梁的速度可按预先设定的程序自动变化，也可手动变化；e) 自动标定：系统可自动实现示值准确度的标定；f) 自动保存：试验结束，试验数据和曲线自动保存；g) 过程实现：试验过程、测量、显示和分析等均由微机完成；h) 批量试验：对相同参数的试样，一次设定后可顺次完成；i) 试验软件：中文WINDOWS界面，菜单提示，鼠标操作。 j) 显示方式：数据和曲线随试验过程动态显示；k) 曲线遍历：试验完成后，可对曲线进行再分析，用鼠标可找到曲线上任一点所对应的试验数据；l) 曲线选择：可根据需要选择应力-应变、力-位移、力-时间、位移-时间等曲线进行显示和打印； m) 试验报告：可按用户要求的格式编制报告并列印；具有网络界面，可进行数据的传输、存储、打印记录和网络传输打印，可与企业内部局域网或Internet网连接。n) 限位保护：具有程控和机械两级限位保护；o) 自动停机：试样断裂后，移动横梁自动停止；p) 超载保护：当负荷超过各档最大值的3-5%时，自动停机；q) 力控制：力控制以试验力或应力为控制指标进行控制，单位为kN/s和Mpa/s，在力速度档位中选择一个速度，比如10kN/s，然后点击“预紧速度”按钮设置预紧速度，再按下“开始”按钮，即开始试验。R) 力值保持控制： 在力速度档位中选择一个速度，比如10kN/s，然后点击“预紧速度”按钮设置预紧速度，接着在力保持目标输入框中输入目标值，如100kN，按回车键或按右边的“应用”按钮，接着再按下“开始”按钮，即开始试验。活塞会以10kN/s的速度加载上升，当力值到达100kN，系统会自动保持在100kN。这时，用户可以输入新的力目标值，应用后，系统会自动趋向新的目标值。目标值用户可以随时改变。用户可以输入为空来清除目标值。力目标不能为0。 S) 通过程控，还可以实现力循环功能； 自动和人工两种模式求取试验结果，自动形成报表，使数据分析过程简便。2.5安全保护装置a) 当试验力超过每档最大试验力的2%-5%时，超载保护，停机。b) 当活塞升起达到上极限位置时，行程保护，油泵电机停机。c) 液压油路系统超载、过压、过热、溢流保护；d) 试验结束自动停机保护 E)试样破断时安全网保护 三、主要技术指标序号技术名称技术参数1试验机级别1级2最大试验力KN1000KN3试验力测量范围最大试验力的2%-100%4试验力示值相对误差≤示值的±1％5试验力分辨力最大试验力1/2000006位移示值相对误差≤示值的±0.5％7位移分辨力(um)0.28位移速率调节范围(mm/min)0.005-509位移速率示值相对误差≤示值的±0.5％10试验空间宽度(mm)1200mm11试验空间高度(mm)800mm12拉伸空间行程(m)0～5M（不含液压缸行程）13工装夹具连接方式采用插销式结构连接（合成绳、救援机具吊索吊具等专用夹具工装）14主机质量(kg)约14吨15伺服液压缸行程 1.5M16控制方式微机控制方式，另外增加一个手动按钮，来代替开始键，使设备操作更加人性化，更加简单17主机电源AC380V±10%18工作环境室温10℃～35℃,湿度20%～80%19移动横梁调整空间方式采用手推式调节，插销式固定方式，调整节距为500mm四、主要配置序号名 称规 格品牌数 量1主机1000KN久滨仪器1套A插销式框架导轨1000KN久滨仪器2件B横梁及连接件1000KN久滨仪器1件C移动横梁及连接件1000KN久滨仪器1件D油缸1米 天津四方1件合计：主机包含以上A-D 4项2伺服油 专用液压油A伺服阀 FF113-951套B换向阀、电磁阀DSD-01-3C济南创博1套C油源柜1*0.9*1.1（米）久滨仪器1台D油泵见详细介绍1台E油泵电机2.2KW皖南电机1台F阀块及滤油器久滨仪器1台合计：主机包含以上A-F 6项3防护网45#久滨仪器1套4负荷传感器1000KN穿心式负荷传感器美国AC1只5计算机19寸液晶联想1台6试验控制软件ADS800卡杭州朗杰1套7拉伸辅具插销式辅具久滨仪器1套8随机资料说明书工具久滨仪器1套9运费久滨仪器1台10调试培训费久滨仪器1台 （D）高压伺服液压源伺服液压源主要的任务是向主机油缸按试验要求的速率供油并操作主机完成试验过程，液压源主要构成如下：1.壳体：由3mm冷轧钢板焊接制作，经多项表面处理工序后完成。2.油泵电机组：由超高压径向柱塞油泵和三相异步电机所组成，由于本液压系统为高压力系统，所以配用的油泵必须是超高压输出油泵，为本机配用的是采用德国FAG公司专利技术制造的超高压径向油泵；选用1.5kw三相异步电机与之相配并作为动力源。3.超高压数字伺服阀组：该控制阀的最大特点是耐高压，由可承受高压的阀体和永磁电机所组成，接受控制器发出的脉冲信号永磁电机带动阀杆做角度旋转，从而实现进油量的调节，使试验机实现伺服控制。4.电磁换向阀：即三位四通电磁换向阀，用于主油缸的活塞换向使用。5.滤油器: 电液伺服试验机采用的是双级滤清方式，其中一级采用可更换滤芯的滤油器，可过滤掉＞10μm颗粒杂质，确保控制阀正常工作。6.油箱: 是存储液压油的容器，本机液压源的油箱容积约为120L。7.溢流阀: 主要用于压力保护，当液压系统的压力超过溢流阀设定压力时，溢流阀中的弹簧被顶起，超高压力部分的液压油将从溢流阀流出并沿管路回到油箱。8.管路系统: 是液压源中上述各元器件的连接部分，采用耐高压无缝钢管制作，接头采用卡套式。9.电气拖动部分: 是保证所有电器及系统正常和安全工作的强电部分，主要由空气开关、继电器、交流接触器、电源电气等部分组成，安装于液压源的侧面上部。液压源是试验机工作的动力部分，油泵电机组工作将高压液压油经滤油器送入数字伺服阀，经控制系统调速后进入工作油缸，完成试验过程后通过电磁换向阀换向，活塞回到预工作状态。根据试验要求还可安装风冷冷却器，以便对油温进行强制保护，另外还装有油面指示装置等。通过上述装置可保证液压系统长时稳定的工作。 创新点：1、用美国进口传感器，力值精度提高0.5个百分点，测力范围更广，2-100%，之前国内都是4-100%。2、采用两级伺服阀驱动单元，一改之前普遍单级伺服阀驱动，测试更平稳，曲线更顺滑。3、加装微机控制方式，另外增加一个手动按钮，来代替开始键，使设备操作更加人性化，更加简单。4、加装安全防护装置，更安全！

胶黏剂拉伸剪切试验方法电子拉力拉伸试验机：原理试样为单搭接结构，在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力，测定试样能承受的最大负荷。搭接面上的平均剪应力为胶粘剂的金属对金属搭接的拉伸剪切强度，单位为 MPa。试样1）试验机：使用的试验机应使试样的破坏负荷在满标负荷的（15～85）%之间。试验机的力值示值误差不应大于1%。试验机应配备一副自动调心的试样夹持器，使力线与试样中心线保持一致。试验机应保证试样夹持器的移动速度在 (5±1) mm/min 内保持稳定。2）量具：测量试样搭接面长度和宽度的量具精度不低于 0.05 mm。3）夹具：胶接试样的夹具应能保证胶接的试样符合要求，在保证金属片不破坏的情况下，试样与试样夹持器也可用销、孔连接的方法，但不能用于仲裁试验。4）标准试样的搭接长度是（12.5±0.5）mm，金属片的厚度是 (2.0± 0.1 ) mm，试样的搭接长度或金属片的厚度不同对试验结果会有影响。5）试样数量不应少于 5 个，仲裁试验试样数量不应少于 10 个；对于高强度胶粘剂，测试时如出现金属材料屈服或破坏的情况，则可适当增加金属片厚度或减少搭接长度，两者中选择前者较好。测试时金属片所受的应力不要超过其屈服强度 σS ，金属片的厚度 δ可按式（ 11-12）计算：δ＝（ Lτ） /σ S （11-12）式中：δ——金属片厚度；L——试样搭接长度；τ——胶粘剂拉伸剪切强度；σS ——金属材料屈服强度（MPa）。试样制备1）试样可用不带槽或带槽的平板制备，也可单片制备。2）胶接用的金属片表面应平整，不应有弯曲、翘曲、歪斜等变形。金属片应无毛刺，边缘保持直角。3）胶接时，金属片的表面处理、胶粘剂的配比、涂胶量、涂胶次数、晾置时间等胶接工艺以及胶粘剂的固化温度、压力、时间等均按胶粘剂的使用要求进行。4）制备试样都应使用夹具，以保证试样正确地搭接和精确地定位。5）切割已胶接的平板时，要防止试样过热，应尽量避免损伤胶接缝。试验条件试样的停放时间和试验环境应符合下列要求：1）试样制备后到试验的最短时间为 16 h，最长时间为 30 d。2）试验应在温度为（ 23±2）℃ 、相对湿度为（ 45~55）%的环境中进行。3）对仅有温度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间不应少于 0.5 h；对有温度、湿度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间一般不应少于 16 h。实验步骤1）用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到 0.05 mm。2）把试样对称地夹在上下夹持器中，夹持处到搭接端的距离为（ 50± 1）mm3）开动试验机，在 (5±1) mm/min 内，以稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷，记录胶接破坏的类型（内聚破坏、粘附破坏、金属破坏）。