塑料持久蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)

一、 適用范圍:

塑料蠕變持久試驗(yàn)機(jī)主要用于非金屬材料力學(xué)性能的檢測(cè)，測(cè)定穩(wěn)態(tài)蠕變速率、蠕變極限、蠕變伸長(zhǎng)率、持久斷裂時(shí)間、持久強(qiáng)度極限 。

二、 塑料持久蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)主要指標(biāo):

三、 主要配置:

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)部分：                                

四、塑料蠕變持久試驗(yàn)機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):

1、 制造和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

試驗(yàn)機(jī)所有零部件和各種儀表的計(jì)量單位全部采用國(guó)際單位（SI）標(biāo)準(zhǔn)。

試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)制造、檢驗(yàn)、使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，適用標(biāo)準(zhǔn)如下:

    JB/T9373《拉力蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)技術(shù)條件》

    GB/T16491《電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)》

    GB2611《試驗(yàn)機(jī)通用技術(shù)要求》

    GB/T16825.2《拉力蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)施加力的檢驗(yàn)》

2、 適用的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

    標(biāo)準(zhǔn)GB11546.1、 ISO899

五、結(jié)構(gòu)原理及性能特點(diǎn)

塑料蠕變持久試驗(yàn)機(jī)主要由主機(jī)、測(cè)量控制系統(tǒng)、（手控盒）、集中控制系統(tǒng)、軟件包等部分組成。

1 主機(jī)

上橫梁與臺(tái)面用兩根立柱相連，構(gòu)成門式高剛度框架，臺(tái)面中央裝有電動(dòng)加載缸。交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)同步帶和減速機(jī)減速后帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)約束下做直線運(yùn)動(dòng)。活塞端安裝負(fù)荷傳感器，下拉桿通過(guò)萬(wàn)向球座與負(fù)荷傳感器連接，夾頭與下拉桿連成一體，活塞的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)夾頭上下移動(dòng)，對(duì)試樣施加試驗(yàn)力。電動(dòng)加載缸裝有行程開(kāi)關(guān)，用于保護(hù)夾頭的行程極限；伺服電機(jī)上的光電編碼器，用于移動(dòng)夾頭位移的檢測(cè)及試驗(yàn)速度的反饋，速度控制采用了進(jìn)口全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)。通過(guò)高精度反饋構(gòu)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(diào)心，試樣僅受軸向拉力。

主機(jī)具有如下特點(diǎn)：

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

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

1.3 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間設(shè)有位置限定開(kāi)關(guān)或報(bào)警控制及互鎖保護(hù)。

2 、溫度測(cè)量控制系統(tǒng)

系統(tǒng)由高溫箱、測(cè)溫?zé)犭娕肌⒗涠藴囟妊a(bǔ)償器、溫度測(cè)量控制儀等組成。

2.1 高溫箱

  高溫箱安裝在主機(jī)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(diào)節(jié)儀。溫度控制器控制，試驗(yàn)溫度和設(shè)定參數(shù)均可顯示，并且有上、下限保護(hù)功能。

2.3  熱電偶

高溫箱帶有熱電偶，用于測(cè)量試樣標(biāo)距內(nèi)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(duì)其縱軸中心的平行度在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05mm;夾頭槽的對(duì)稱平面與其縱軸中心線重合，對(duì)稱度不超過(guò)0.05mm;銷孔軸線與夾具的縱軸中心線應(yīng)垂直相交，對(duì)稱度和垂直度均不大于0.05mm,銷孔軸線對(duì)槽的兩平面垂直度不超過(guò)0.03mm。

4  測(cè)量控制系統(tǒng)

GT550測(cè)量控制器與伺服系統(tǒng)、測(cè)力傳感器、引伸計(jì)、位移傳感器等部件構(gòu)成全數(shù)字測(cè)控系統(tǒng)。

4.1  測(cè)量控制器                                                  

GTC550型測(cè)量控制器（安裝在機(jī)座內(nèi)） 用于電子式蠕變持久試驗(yàn)機(jī)等各種試驗(yàn)機(jī)，它是集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制一體化的新型測(cè)控器。它采用了目前*進(jìn)的美國(guó)SOC(system on chip)片上系統(tǒng)和基于FPGA（高密度現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）的DSP（數(shù)字信號(hào)處理）技術(shù)。

測(cè)量部分包括：測(cè)力單元、變形測(cè)量單元及其相配的傳感器。

在試驗(yàn)過(guò)程中所測(cè)量的試驗(yàn)力、變形、位移經(jīng)GTC550測(cè)量控制器數(shù)據(jù)的采集、標(biāo)度變換及處理，在計(jì)算機(jī)屏幕上數(shù)字實(shí)時(shí)直讀和曲線顯示。根據(jù)試驗(yàn)方法要求，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)算后得到控制信號(hào)，再經(jīng)調(diào)速系統(tǒng)放大后驅(qū)動(dòng)電機(jī)。具有試驗(yàn)力、變形、位移閉環(huán)控制功能，真正實(shí)現(xiàn)勻試驗(yàn)力速率，勻變形速率，勻速控制，并在試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)沖擊切換。

測(cè)控系統(tǒng)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(cè)變形分辨力高(24位),且內(nèi)外不分檔，全程分辯力不變化，用戶可根據(jù)試驗(yàn)要求自行設(shè)定。

4.1.3 自動(dòng)調(diào)零、自動(dòng)標(biāo)定等功能。

4.1.4 傳感器通道頻帶寬度可達(dá)18HZ，所測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線真實(shí)。

4.1.5 測(cè)控器配有觸摸屏操作盤，既獨(dú)立操作試驗(yàn)機(jī)，也可以與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)操作。

4.2  測(cè)力單元

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

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

4.2.2 測(cè)量精度高且長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)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(yàn)力的傳感器。

4.3  測(cè)變形單元

光柵尺引伸計(jì)與測(cè)控器組合成測(cè)變形單元。其特點(diǎn)是：

4.3.1 分辨力高，測(cè)量范圍寬。

4.3.2 測(cè)量精度高（0.5%）, 長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，幾乎無(wú)漂移。

4.3.3 雙邊引伸計(jì)所測(cè)量的變形值真實(shí)。

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

5  集中控制系統(tǒng)

5.1系統(tǒng)構(gòu)成

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

系統(tǒng)采集控制結(jié)構(gòu)

5.2運(yùn)行環(huán)境

操作系統(tǒng):簡(jiǎn)體中文Windows

5.3集散控制系統(tǒng) （DCS）

支持多任務(wù)分配、合理使用CPU資源.。

支持硬件故障監(jiān)視和診斷。

完整功能的獨(dú)立單元，進(jìn)一步分散危險(xiǎn)性。

開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸自由。

本系統(tǒng)由多臺(tái)蠕變持久試驗(yàn)機(jī)的測(cè)控器、溫度控制儀、計(jì)算機(jī)部分組成。系統(tǒng)具有如下功能：

5.3.1 測(cè)量控制器與計(jì)算機(jī)組成集散式控制系統(tǒng)，測(cè)量控制器作為下位機(jī)可完成試驗(yàn)的所有功能，可儲(chǔ)存試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可隨時(shí)與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)或脫開(kāi)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口接收或傳送數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集間隔可根據(jù)變形變化量、試驗(yàn)力變化量任意設(shè)定。采樣開(kāi)始后具有變形清零密碼保護(hù)功能，防止誤操作造成的數(shù)據(jù)丟失。

5.3.2 控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的擴(kuò)展能力，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集成等技術(shù)，可由一臺(tái)主控計(jì)算機(jī)與多臺(tái)下位機(jī)組成集散式控制系統(tǒng)；控制器可以與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)使用，也可以脫離計(jì)算機(jī)獨(dú)立操作。計(jì)算機(jī)再聯(lián)機(jī)時(shí)，控制器自動(dòng)把數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)。通過(guò)控制器或計(jì)算機(jī)都可以設(shè)定試驗(yàn)所需的試驗(yàn)力、變形和加載速度，完成試驗(yàn)控制。

5.3.3 控制器可以與溫控器進(jìn)行通訊，并且對(duì)其控制，保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程不受人為干擾，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件自動(dòng)升溫，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的環(huán)境溫度時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行規(guī)定的試驗(yàn)。

5.3.4 每臺(tái)試驗(yàn)機(jī)可預(yù)設(shè)多個(gè)PID參數(shù)與功率控制參數(shù)，與溫度相對(duì)應(yīng)，當(dāng)試驗(yàn)過(guò)程中以不同的試驗(yàn)溫度進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)選用所對(duì)應(yīng)的PID參數(shù)與功率控制參數(shù)，避免更換試驗(yàn)溫度時(shí)重新自整定爐溫。

5.3.5 配有計(jì)時(shí)裝置，試驗(yàn)時(shí)負(fù)荷達(dá)到設(shè)定值時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)并顯示。

5.3.6 無(wú)人值守功能。試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)控制，反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確度高，當(dāng)超出調(diào)整范圍時(shí)用聲光報(bào)警提醒操作人員，并自動(dòng)停機(jī)，試驗(yàn)開(kāi)始后不需要人看守。

5.3.7溫度控制器與計(jì)算機(jī)完成對(duì)溫度的控制和監(jiān)測(cè)，對(duì)每臺(tái)試驗(yàn)機(jī)高溫爐數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警、控制。

MR13是日本島電公司的產(chǎn)品，該產(chǎn)品即可作為獨(dú)立的三回路，又可實(shí)現(xiàn)多溫區(qū)的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)，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(qiáng)大穩(wěn)定的儀器儀表。

MR13的工作方式如下：

獨(dú)立的三回路，定值調(diào)節(jié)方式。

a) 第一回路程序控制，二，三回路定值調(diào)節(jié)方式。

b) 二，三回路跟蹤一回路設(shè)定值的三溫區(qū)方式。

c) 第一回路定值程序，二，三回路跟蹤一回路設(shè)定值后測(cè)量值三輸出方式。

d) 模擬遙控用于群控或配比調(diào)節(jié)。

MR13帶有RS485或RS232數(shù)字通訊接口。通訊距離最長(zhǎng)達(dá)到1000米，利用址

號(hào)區(qū)分技術(shù)，在同一通訊線路上可控制100臺(tái)MR13。MR13有LOC和COM兩種工作方式，存儲(chǔ)方式可達(dá)10萬(wàn)次。

6  試驗(yàn)軟件

6.1 功能

a) 測(cè)量通道數(shù)據(jù)用戶權(quán)限可自行設(shè)定；

b) 實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)監(jiān)視；

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

d) 委托單位的信息參數(shù)可以根據(jù)用戶的權(quán)限自行設(shè)定；

e) 滿足各種材料形狀的尺寸信息錄入；

f) 可以對(duì)控溫系統(tǒng)進(jìn)行溫控參數(shù)的設(shè)定，各段溫度曲線的繪制，各段溫度通道信號(hào)的顯示；

g) 報(bào)警處理系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)變反饋信號(hào)模塊自動(dòng)報(bào)警并生成報(bào)警記錄，以便操作人員定期查詢；

h) 獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)形成局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行所有控制臺(tái)的數(shù)據(jù)處理；

i) 在主界面上，可以觀察到系統(tǒng)內(nèi)各臺(tái)機(jī)器的試驗(yàn)情況：機(jī)器是否進(jìn)行試驗(yàn)；正在試驗(yàn)的機(jī)器的主要參數(shù)（試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)力、試驗(yàn)時(shí)間、蠕變變形）；

j) 單臺(tái)機(jī)器的試驗(yàn)界面，在主界面上雙擊機(jī)號(hào)的機(jī)器圖標(biāo)，就進(jìn)入該機(jī)器的試驗(yàn)界面，在此可以看到該機(jī)器試驗(yàn)的詳細(xì)情況，包括委托單位的信息、試樣的信息、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)力、試驗(yàn)方案、蠕變變形等詳細(xì)信息；

k) 試樣信息和試驗(yàn)溫度、負(fù)荷、變形、時(shí)間等數(shù)據(jù)能夠存儲(chǔ)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(tái)或多臺(tái)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行蠕變、持久試驗(yàn)，且互不干擾；

b) 完成單臺(tái)或多臺(tái)（自由組合）蠕變、持久試驗(yàn)機(jī)溫度、變形等數(shù)據(jù)的自動(dòng)測(cè)量與采集，對(duì)每臺(tái)試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警；

c) 試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)顯示溫度-時(shí)間曲線、變形-時(shí)間曲線，試驗(yàn)結(jié)束后可再現(xiàn)數(shù)據(jù)曲線并可放大和縮小；

d) 圖形界面直觀、簡(jiǎn)潔，可對(duì)全部設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，以不同顏色、圖標(biāo)醒目標(biāo)識(shí)，進(jìn)行警示與報(bào)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(yàn)數(shù)據(jù)丟失；

f) 對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果并繪制相應(yīng)的試驗(yàn)曲線，生成用戶所需報(bào)告；

g) 自動(dòng)記錄并保存數(shù)據(jù)，可對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的歷史資料進(jìn)行查詢，可按試樣編號(hào)自動(dòng)查詢?nèi)我庖呀?jīng)完成試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)或試驗(yàn)報(bào)告；

h) 設(shè)備可以根據(jù)試驗(yàn)方案的要求自動(dòng)進(jìn)行加溫、保溫、加載、數(shù)據(jù)記錄等工作；

i) 圖形處理功能強(qiáng)大，具有曲線放大、曲線遍歷。曲線坐標(biāo)移動(dòng)。曲線疊加。曲線添加標(biāo)注及曲線打印等功能；

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

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

m) 具有超限報(bào)警、故障報(bào)警等安全保護(hù)功能；

n) 系統(tǒng)有良好的可維護(hù)性，主控計(jì)算機(jī)故障時(shí)，試驗(yàn)機(jī)不受主控計(jì)算機(jī)的影響，可完成試驗(yàn)的所有功能，且不丟失試驗(yàn)數(shù)據(jù)；

O) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件菜單式操作，主頁(yè)面可顯示試樣編號(hào)、試樣尺寸、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)應(yīng)力、試驗(yàn)時(shí)間、加載方式（分級(jí)加載和一次加載）、升溫和保溫時(shí)間、加載時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、溫度曲線、加載曲線；

P） 具有試驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、整理、回歸處理、外推計(jì)算、試驗(yàn)結(jié)果曲線繪制功能；

q) 自動(dòng)處理和儲(chǔ)存試驗(yàn)數(shù)據(jù)，定期備份或還原試驗(yàn)數(shù)據(jù)，具有檢索、分析和修改功能；

r) 可繪制蠕變曲線（可顯示單邊蠕變曲線和平均變形蠕變曲線）；

s) 試驗(yàn)報(bào)告根據(jù)用戶格式設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)可導(dǎo)入Excel文檔進(jìn)行處理；

t) 報(bào)告自動(dòng)生成，根據(jù)用戶意愿編輯、打印試驗(yàn)報(bào)告。