拉力試驗機(jī)識別技巧
材料力學(xué)性能檢驗,離不開拉力試驗機(jī)。目前市場上成熟的拉力試驗機(jī)主要有液壓式拉力試驗機(jī)與電子式拉力試驗機(jī)兩種類型。這兩種產(chǎn)品在試驗機(jī)行業(yè)均有多年的發(fā)展歷史,其成品除可完成拉力試驗外,通常還可進(jìn)行壓縮、彎曲、剪切等試驗,因此產(chǎn)品命名一般均稱為試驗機(jī)。
液壓式試驗機(jī)發(fā)展歷史較早,其施力系統(tǒng)采用液壓油缸。液壓系統(tǒng)負(fù)載效率高,施力能力由于僅與液壓缸活塞面積翻蓋壽命試驗機(jī)與油壓相關(guān),因此理論上可以以較低的能量提供任意大的負(fù)載力。
電子式拉力試驗機(jī),驅(qū)動元件采用電機(jī)系統(tǒng),通過減速機(jī)構(gòu)與絲桿,將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)樵囼灆C(jī)橫梁的直線運動,對被試驗對象施力,因此,其zui大輸出負(fù)載力受到電機(jī)能力的限制,適合于小噸位試驗。
市場上目前批量供應(yīng)的試驗機(jī),液壓式的一般從50kN到2000kN,zui常見的以300kN、600kN、1000kN、2000kN為主。電子式的一般從100N-300kN(范圍甚至可以更廣),zui常見的有5kN、10kN、20kN、50kN、100kN、200kN、300kN等??梢钥闯?,液壓式的集中于300kN以上,電子式的集中于100kN以下。
在技術(shù)能力上,兩種類型的產(chǎn)品,近幾年已經(jīng)以較快的發(fā)展速度,進(jìn)入到了“技術(shù)融合”階段,尤其是機(jī)。下面以典型產(chǎn)品“微機(jī)控制電液伺服液壓試驗機(jī)”和“微機(jī)控制電子試驗機(jī)”兩種試驗機(jī)為例,進(jìn)行簡要分析。
首先是測控系統(tǒng)。目前,無論是國內(nèi)的產(chǎn)品,還是國外的產(chǎn)品,兩種機(jī)型的測控系統(tǒng)均已完成了zui大程度的融合,軟件系統(tǒng)基本一致,普通用戶根本區(qū)分不開,表現(xiàn)為操作方式相同,用戶面對同樣的軟件界面;基本功能相同,兩類機(jī)的各種應(yīng)力、應(yīng)變控制方式,滿足各類材料試驗標(biāo)準(zhǔn)的能力基本一致;究其原因,主要是電液伺服技術(shù)、電子伺服技術(shù)與計算機(jī)控制技術(shù)的結(jié)合,導(dǎo)致了產(chǎn)品的測控手段向著數(shù)字化方向發(fā)展,從而使產(chǎn)品的技術(shù)模塊越來越表現(xiàn)為表觀上的一致。
其次是看主機(jī)。以前給業(yè)界的普遍印象是:電子試驗機(jī),噪音小,無油污染,雖然造價高,但不論是大噸位還小噸位,都應(yīng)作為試驗室的產(chǎn)品。但幾年過去了,持此觀點的人突然發(fā)現(xiàn)電子大噸位試驗機(jī),由于其夾具的演變大多來自小型機(jī),試驗效率非常低,在大批量應(yīng)用的試驗場合轉(zhuǎn)軸壽命試驗機(jī)很難發(fā)揮優(yōu)勢。而液壓機(jī)的主要技術(shù)一直圍繞金屬冶金行業(yè),在大噸位(30噸以上)批量試驗應(yīng)用場合,效率高,使用方便。而且,隨著液壓技術(shù)的進(jìn)步,電液伺服試驗機(jī),不但油污染不高,而且噪音水平也大大降低了。
因此,近年來,人們選擇拉力試驗機(jī),又逐漸向“大噸位用液壓機(jī)、小噸位用電子機(jī)”的認(rèn)識回歸。
總的來講,這種認(rèn)識回歸的基本思路是正確的,具體到實際產(chǎn)品的購買,還應(yīng)該根據(jù)具體情況做相應(yīng)的判斷,這些判斷也是由于兩類試驗機(jī)各自的基本特點所決定的。
1、液壓試驗機(jī)的基本特點就是可以低成本實現(xiàn)大噸位,設(shè)備剛度高,性強(qiáng)。而電子拉力試驗機(jī),行程大,功能靈活,尤其適合功能多變的小噸位試驗場合。
2、液壓式試驗機(jī),其夾頭附具,傳統(tǒng)上就是為滿足金屬材料行業(yè),尤其是冶金行業(yè)鋼材試驗而設(shè)計,可以說專業(yè)性比較好,業(yè)界有“滿足GB228盡可”的說法,因此,如果試驗對象以較大噸位(10T以上)為主,而且特別強(qiáng)調(diào)試驗效率的批量試驗場合,應(yīng)將其作為。
3、電子式拉力試驗機(jī),技術(shù)從小噸位非金屬類試驗要求發(fā)展而來,夾具小巧輕盈,種類繁多,業(yè)界有“賣電拉,實際是賣附具”的說法,因此除適合小噸位非金屬、輕金屬試驗領(lǐng)域外,特別適合于試驗對象插拔力試驗機(jī)需要頻繁變化的應(yīng)用場合。在這些場合,如果夾具粗老笨重,更換復(fù)雜,試驗人員將面對非常尷尬的局面。
4、行業(yè)性質(zhì)也是決定試驗機(jī)種類的重要因素。以高校為例,應(yīng)以100kN、50kN電子試驗機(jī)作為,這種噸位的電子試驗機(jī)維護(hù)方便、批量購買成本低、在兼顧教學(xué)功能的基礎(chǔ)上,還可滿足部分科研的目的。而對于冶金行業(yè),即使需要的試驗機(jī)噸位在100kN附近,也建議購買300kN液壓機(jī)。冶金行業(yè)的試驗特點是試驗員工作量大,批量操作,追求效率,相對于操作簡單的液壓機(jī)而言,只配備手動操作試驗夾頭的電子機(jī),將使試驗員的操作工作量大大增加。而對于配備液壓夾頭的100kN電拉產(chǎn)品,將使電子的靈活性特點大大折扣,而且成本增加。
總之,選購拉力試驗機(jī),需要考慮的因素很多,不能只考慮噸位一項因素。也不能再簡單的認(rèn)為電子拉力試驗機(jī)屬新興技術(shù),必將取代液壓機(jī),液壓試驗機(jī)的適用場合與技術(shù)能力已非夕日可比。應(yīng)從不同材料對試驗機(jī)的要求、不同行業(yè)對試驗機(jī)的要求等多個方面進(jìn)行選型。使用效率作為一項重要指標(biāo)也應(yīng)該納入重要的考慮范圍。