電腦全自動恒應(yīng)力抗折抗壓試驗(yàn)機(jī)的主要組成部分

電腦全自動恒應(yīng)力抗折抗壓試驗(yàn)機(jī)是用于檢測混凝土、水泥、石材、磚塊等脆性材料抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的核心設(shè)備，其 “全自動" 和 “恒應(yīng)力" 特性依賴于多模塊的協(xié)同工作。其主要組成部分可分為 8 大核心系統(tǒng)，各系統(tǒng)功能明確且相互聯(lián)動，確保試驗(yàn)精度、A全性和自動化程度。

一、加載系統(tǒng)（核心動力模塊）

加載系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn) “恒應(yīng)力施加" 的基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)向試樣輸出穩(wěn)定、可控的壓力或折力，分為機(jī)電驅(qū)動和液壓驅(qū)動兩種主流形式（根據(jù)機(jī)型差異選擇）。

1、核心部件：

1.1加載機(jī)構(gòu)：（1）機(jī)電式：滾珠絲杠（高精度傳動，保證加載平穩(wěn)）+ 加載橫梁（傳遞力至試樣）；（2）液壓式：高壓油缸（輸出液壓驅(qū)動力）+ 活塞（推動承壓板接觸試樣）。1.2驅(qū)動單元：（1）機(jī)電式：伺服電機(jī)（響應(yīng)速度快，便于J準(zhǔn)調(diào)速）；（2）液壓式：高壓液壓泵（提供穩(wěn)定液壓源）+ 比例溢流閥（控制壓力大?。?。（3）傳動輔助：減速器（降低電機(jī)轉(zhuǎn)速、提升扭矩）、聯(lián)軸器（連接電機(jī)與絲杠，減少振動）。

2、核心作用：根據(jù)控制系統(tǒng)指令，以設(shè)定的 “恒應(yīng)力速率"（如 10MPa/s）向試樣持續(xù)加載，避免力值波動影響試驗(yàn)結(jié)果。

二、核心控制系統(tǒng)（全自動控制中樞）

控制系統(tǒng)是設(shè)備 “全自動" 的核心，通過閉環(huán)控制邏輯（檢測→對比→調(diào)整）實(shí)現(xiàn)恒應(yīng)力、恒速率加載，同時(shí)協(xié)調(diào)各模塊工作。

1、核心部件：

1.1主控制器：PLC（可編程邏輯控制器）或Z用運(yùn)動控制器（處理邏輯指令，響應(yīng)速度≤1ms）；1.2驅(qū)動模塊：伺服驅(qū)動器（將控制器信號轉(zhuǎn)化為電機(jī)動作）、液壓比例閥控制器（調(diào)節(jié)液壓油流量 / 壓力）；1.3人機(jī)交互單元：觸摸屏（現(xiàn)場快速設(shè)置參數(shù)，如試樣尺寸、應(yīng)力速率）、電腦主機(jī) + 顯示器（復(fù)雜試驗(yàn)編程、數(shù)據(jù)可視化）。

2、核心作用：接收檢測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（力值、位移），與設(shè)定值對比后調(diào)整加載系統(tǒng)輸出，確保力值按 “恒應(yīng)力" 曲線上升，同時(shí)控制試驗(yàn)流程（啟動、保壓、停機(jī)）。

三、高精度檢測系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集與反饋模塊）

檢測系統(tǒng)是 “恒應(yīng)力控制" 的 “眼睛"，實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)過程中的力值、位移、變形數(shù)據(jù)，反饋給控制系統(tǒng)形成閉環(huán)控制，直接決定試驗(yàn)精度。

1、核心部件：

1.1力值檢測：高精度應(yīng)變片式力傳感器（量程匹配機(jī)型，精度等級≥0.05 級），安裝于加載橫梁或承壓板上，將力信號轉(zhuǎn)化為電信號；1.2位移 / 變形檢測：（1）位移傳感器：光柵尺（測量加載橫梁移動距離，精度達(dá) 0.001mm，用于判斷試樣宏觀變形）；（2）引伸計(jì)（可選）：夾持于試樣表面，測量微小變形（如彈性階段變形，精度達(dá) 0.0001mm），用于材料力學(xué)性能分析；1.3信號處理模塊：信號放大器（放大傳感器微弱電信號）、A/D 轉(zhuǎn)換器（將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，便于控制器識別）。

2、核心作用：每秒采集 1000 + 組數(shù)據(jù)，確保控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整加載速度，避免力值超調(diào)或不足，保證 “恒應(yīng)力" 精度。

四、試樣夾持與支撐系統(tǒng)（試樣定位與受力保障）

該系統(tǒng)用于固定試樣，確保試樣按 “抗折" 或 “抗壓" 試驗(yàn)要求受力，避免因夾持偏差導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果失真。

1、核心部件：

1.1抗壓夾具：（1）上下承壓板（材質(zhì)為高硬度淬火鋼，表面粗糙度≤0.8μm，防止受壓變形）；（2）自動對中裝置（部分G端機(jī)型配備，通過傳感器調(diào)整承壓板位置，保證試樣中心受力）；

1.2抗折夾具：（1）三點(diǎn)彎曲 / 四點(diǎn)彎曲支架（根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇，如水泥抗折用三點(diǎn)彎曲，混凝土抗折用四點(diǎn)彎曲）；（2）支撐輥 + 壓頭（可調(diào)節(jié)間距，適配不同尺寸試樣，如 40mm×40mm×160mm 水泥試塊、100mm×100mm×400mm 混凝土試塊）；1.3夾具調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：手動旋鈕或電動調(diào)節(jié)桿（快速調(diào)整夾具間距，適配 50-300mm 范圍的試樣尺寸）。

2、核心作用：保證試樣受力方向與軸線一致（抗壓）或彎曲力作用點(diǎn)J準(zhǔn)（抗折），避免 “偏心加載" 導(dǎo)致強(qiáng)度檢測值偏低。

五、數(shù)據(jù)處理與軟件系統(tǒng)（數(shù)據(jù)管理與分析模塊）

軟件系統(tǒng)是試驗(yàn)數(shù)據(jù) “可視化、可追溯" 的核心，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)計(jì)算、報(bào)表生成等功能，符合國標(biāo)（如 GB/T 50081-2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》）要求。

1、核心功能與部件：

1.1Z用試驗(yàn)軟件（Windows 系統(tǒng)兼容）：（1）參數(shù)設(shè)置：輸入試樣尺寸（長 × 寬 × 高）、恒應(yīng)力速率（如水泥抗壓 5MPa/s、混凝土抗壓 0.5-1.0MPa/s）、試驗(yàn)編號；（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控：動態(tài)顯示 “力值 - 時(shí)間"“應(yīng)力 - 位移" 曲線，直觀觀察試樣受力過程；（3）自動計(jì)算：根據(jù)公式（抗壓強(qiáng)度 = 力值 / 受壓面積，抗折強(qiáng)度 = 3FL/(2bh2)，F(xiàn) 為力值、L 為支撐間距、b/h 為試樣截面尺寸）自動計(jì)算強(qiáng)度值；

2、數(shù)據(jù)管理：

2.1存儲：試驗(yàn)數(shù)據(jù)自動保存至數(shù)據(jù)庫（支持 Excel/PDF 格式導(dǎo)出），包含試驗(yàn)時(shí)間、操作人員、試樣信息；2.2追溯：歷史數(shù)據(jù)查詢、試驗(yàn)曲線回放，滿足檢測報(bào)告溯源要求；

3、校準(zhǔn)功能：內(nèi)置傳感器校準(zhǔn)程序（如力傳感器校準(zhǔn)、位移校準(zhǔn)），確保設(shè)備符合計(jì)量檢定規(guī)程（JJG 139-2014《拉力、壓力和W能試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》）。

六、機(jī)身與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（設(shè)備穩(wěn)定性保障）

機(jī)身是所有模塊的安裝基礎(chǔ)，其剛性和穩(wěn)定性直接影響試驗(yàn)精度（若機(jī)身變形，會導(dǎo)致力值檢測偏差）。

1、核心部件：

1.1機(jī)架：高強(qiáng)度鑄鐵（如 HT300）或鋼材焊接結(jié)構(gòu)（經(jīng)時(shí)效處理X除內(nèi)應(yīng)力，防止長期使用變形），剛性系數(shù)≥1×10?N/mm；1.2工作臺：剛性平臺（表面平整度≤0.1mm/m），支撐夾具和試樣，避免振動；1.3防護(hù)外殼：金屬材質(zhì)（如冷軋鋼板噴塑），兼具美觀和防護(hù)作用，部分機(jī)型配備透明觀察窗（亞克力 / 鋼化玻璃）。

2、核心作用：吸收加載過程中的振動，保證加載機(jī)構(gòu)、檢測系統(tǒng)的相對位置穩(wěn)定，避免因機(jī)身變形導(dǎo)致試驗(yàn)誤差。

七、A全保護(hù)系統(tǒng)（設(shè)備與人員A全保障）

試驗(yàn)過程中試樣可能破碎飛濺（如混凝土試塊受壓崩裂），或因操作失誤導(dǎo)致過載，A全系統(tǒng)可Y效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

核心部件與功能：

1、過載保護(hù)：當(dāng)力值超過設(shè)定上限（如滿量程的 110%），控制器立即切斷驅(qū)動電源，加載機(jī)構(gòu)停止動作；

2、行程限位：加載橫梁移動至上下J限位置時(shí)（由光電開關(guān)或機(jī)械限位開關(guān)檢測），設(shè)備自動停機(jī)，防止絲杠 / 油缸超程損壞；

3、急停裝置：硬件急停按鈕（紅色，安裝于機(jī)身側(cè)面，按下后切斷所有動力）、軟件緊急停止功能（電腦 / 觸摸屏一鍵停機(jī)）；

4、碎片防護(hù)：透明防護(hù)罩（閉合后試驗(yàn)才能啟動），防止試樣破碎飛濺傷人，同時(shí)不影響觀察試驗(yàn)過程。

八、輔助系統(tǒng)（設(shè)備正常運(yùn)行保障）

根據(jù)驅(qū)動方式不同，輔助系統(tǒng)略有差異，主要用于維持設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。

1、液壓式機(jī)型輔助系統(tǒng)：

1.1油箱（存儲液壓油，容量根據(jù)油缸大小設(shè)計(jì)，一般 10-50L）；1.2濾油器（過濾液壓油中的雜質(zhì)，精度≤10μm，防止堵塞比例閥）；1.3冷卻器（油溫超過 50℃時(shí)自動啟動，避免液壓油黏度下降影響壓力穩(wěn)定性）；

2、機(jī)電式機(jī)型輔助系統(tǒng)：

2.1潤滑系統(tǒng)：自動潤滑油泵（定時(shí)向絲杠、導(dǎo)軌注入潤滑油，減少磨損，延長壽命）；2.2穩(wěn)壓電源：過濾電網(wǎng)波動（如電壓驟升驟降），保證伺服電機(jī)、控制器供電穩(wěn)定。

九、各系統(tǒng)協(xié)同工作邏輯

1、操作人員通過軟件設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)（試樣尺寸、恒應(yīng)力速率），并將試樣固定在夾具上；

2、啟動試驗(yàn)后，控制系統(tǒng)向加載系統(tǒng)發(fā)送指令，伺服電機(jī) / 液壓泵開始工作，按設(shè)定速率加載；

3、檢測系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集力值、位移數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號反饋給控制器；

4、控制器對比 “實(shí)際應(yīng)力" 與 “設(shè)定應(yīng)力"，動態(tài)調(diào)整加載速度（如實(shí)際應(yīng)力偏慢，則加快加載；偏快則減速），實(shí)現(xiàn) “恒應(yīng)力" 控制；

5、試樣破壞后（力值驟降），設(shè)備自動停機(jī)，軟件計(jì)算強(qiáng)度值并生成報(bào)表；

6、若出現(xiàn)過載、超程等異常，A全系統(tǒng)立即觸發(fā)保護(hù)，切斷動力。

十、總結(jié)

通過以上 8 大系統(tǒng)的協(xié)同，設(shè)備可實(shí)現(xiàn) “一鍵啟動、自動加載、自動計(jì)算、自動報(bào)表" 的全自動試驗(yàn)流程，且試驗(yàn)精度符合建筑材料檢測的國標(biāo)要求。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設(shè)備有限公司工作人員。