微機(jī)控制低溫自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī)

微機(jī)控制低溫自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī)用于測定金屬材料在動(dòng)負(fù)荷下抵抗沖擊的性能，以便判斷材料在動(dòng)負(fù)荷下的性質(zhì)。利用擺錘沖擊前位能與沖擊后所剩余位能之差在度盤上顯示出來的方式，得到試樣的吸收功。沖擊能量為300J，并附帶150J擺錘一個(gè)，所用試樣斷面為（10×10）mm。本機(jī)具有較大的沖擊能量，適用于沖擊韌性較大的黑色金屬，如鋼鐵及其合金。

本機(jī)為低溫試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)一體機(jī)，配備氣動(dòng)專用送樣裝置自動(dòng)送樣，采用氣動(dòng)端面定位的方法使試樣對中，確保試樣完成低溫試驗(yàn)后，出爐至沖擊時(shí)間不超過4秒，提高試驗(yàn)精度及工作效率。試樣冷卻、恒溫、溫度調(diào)節(jié)、取擺、掛擺、送樣、定位、沖擊均為電氣自動(dòng)控制，自動(dòng)完成。在沖斷試樣后利用剩余能量即自動(dòng)揚(yáng)擺，準(zhǔn)備做下次沖擊試驗(yàn)，所以在連續(xù)做低溫沖擊試驗(yàn)的試驗(yàn)室和大量做低溫沖擊試驗(yàn)的冶金、機(jī)械制造廠等部門更能體現(xiàn)其性。

本機(jī)配有電腦和打印機(jī)，具有雙控雙顯功能。本機(jī)采用PLC自動(dòng)控制和測量，并根據(jù)旋編測出的沖斷試樣后擺錘的反揚(yáng)角進(jìn)行運(yùn)算，自動(dòng)顯示反揚(yáng)角β值和擺錘對試樣所做的吸收功，及沖擊韌性ak值，并可通過電腦和專用數(shù)據(jù)處理與控制軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯和生成試驗(yàn)報(bào)告，亦可儲(chǔ)存和打印試驗(yàn)數(shù)據(jù)、三次試驗(yàn)的平均功、及試驗(yàn)時(shí)間和序號等內(nèi)容，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。計(jì)算機(jī)屏幕實(shí)時(shí)顯示制冷降溫曲線，方便掌握試樣冷卻時(shí)間。

本機(jī)沖擊主體采用鑄鋼材料，使其在整個(gè)試驗(yàn)過程中剛性穩(wěn)定，抗沖擊能力強(qiáng)，不易變形，試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，使用年限長。采用大扭力離合器和大功率電機(jī)，使其在取擺及放擺時(shí)更加平穩(wěn)無振動(dòng)。低溫部分采用復(fù)疊式壓縮機(jī)制冷技術(shù)，利用熱平衡原理及循環(huán)攪拌方式，達(dá)到對試樣的自動(dòng)均勻冷卻、恒溫和溫度調(diào)節(jié)。

本機(jī)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3808-2002《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)》開發(fā)生產(chǎn)，按照國標(biāo)GB/T 229-2007《金屬材料 夏比擺錘試驗(yàn)方法》對金屬材料進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，并符合JJG 145-2007《擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》。如果改變結(jié)構(gòu)形式及更換相關(guān)零件，可同時(shí)滿足美標(biāo)、歐標(biāo)ASTM E23，EN 10045，ISO 148，ISO 83等國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

一、主要技術(shù)規(guī)格：

1.沖擊能量：                            300J      150J

2.度盤刻度范圍及分度值：

能量范圍：　　                        0-300J    0-150J

每小格分度值：                        2J        1J

3.擺錘力矩：                            0-300J    M=160.7695N.m

0-150J    M=80.3848N.m

4.擺錘預(yù)揚(yáng)角：                          150°

5.擺軸旋轉(zhuǎn)中心至沖擊點(diǎn)（試樣中心）距離：750mm

6.沖擊速度：                            5.2m/s

7.試樣支座跨距：                        40mm

8.支座鉗口圓角：                        R（1.0～1.5）mm

9.刀刃曲率半徑：                        R（2.0～2.5）mm

10.試樣支座支撐面傾角：　　　　　　     11°

11.沖擊刀刃夾角：                       30°

12.沖擊刀刃厚度：                       16mm

13.測角范圍：                           0-360°

14.角度分辨率：                         ≤0.06°

15.試樣規(guī)格：                           10×10（7.5或5）×55 mm

16.試樣盒容量：                         21個(gè)

17.制冷方式：                           壓縮機(jī)制冷

18.低溫范圍：                           室溫～-60℃

19.控溫精度：                           波動(dòng)±0.5℃，梯度2℃

20.數(shù)顯計(jì)時(shí)器：                         1分～999分，分辨率1分

22.送料速度:                            ≤4S

23.主機(jī)外形尺寸（長×寬×高）：         1500mm×850mm×1340mm

24.主機(jī)重量：                           650Kg

25.電源：                               三相四線制380V 50Hz 2.6KW

26.工作條件：

1）室溫20°C±5°C范圍內(nèi)；

2）相對濕度不大于85%；

3）周圍無腐蝕性介質(zhì)、無震動(dòng)、無強(qiáng)電磁場干擾的環(huán)境中；

4）安裝在厚度不小于200mm的混凝土地基上或固定在大于1400Kg的基礎(chǔ)上；

5）機(jī)座上安裝基準(zhǔn)面的水平度調(diào)至2/1000內(nèi)。

二、結(jié)構(gòu)簡介：

本機(jī)的主要組成部分有：

主機(jī)、低溫裝置、送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、電控箱、微機(jī)等。

1.主機(jī)：由機(jī)身、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、掛脫擺機(jī)構(gòu)、指示機(jī)構(gòu)、擺錘、自動(dòng)揚(yáng)擺訊號裝置等組成。

1）機(jī)械掛脫擺部分：

按“取擺”按鈕后，擺錘揚(yáng)起掛好，保險(xiǎn)銷伸出。按“自動(dòng)送料”按鈕，試驗(yàn)機(jī)將實(shí)現(xiàn)：送樣→定位→夾緊→試樣到位，接著按“退銷”按鈕，然后按“沖擊”即進(jìn)行一次沖擊試驗(yàn)，沖斷試樣后擺錘自動(dòng)揚(yáng)擺掛起，保險(xiǎn)銷自動(dòng)伸出，準(zhǔn)備做下一次沖擊試驗(yàn)。

2）指示機(jī)構(gòu)：

指示機(jī)構(gòu)的作用是將試驗(yàn)時(shí)試樣吸收功顯示出來，由標(biāo)度盤、指針、撥針等組成。本機(jī)為微機(jī)控制，含有兩套讀數(shù)系統(tǒng)，試驗(yàn)結(jié)果同時(shí)在電腦上顯示。

3）擺錘部分：

擺錘是由擺體、刀刃、擺桿、接頭、插頭、掛鉤等零件組成。為方便用戶更換不同能量等級的擺錘，隨機(jī)帶有拆卸器。

2.低溫裝置：主要由制冷系統(tǒng)和低溫槽兩部分組成。

        打開電源和制冷開關(guān)后，高溫壓縮機(jī)開始工作，當(dāng)達(dá)到低溫壓縮機(jī)啟動(dòng)條件時(shí)（約5

        分鐘），低溫壓縮機(jī)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，制冷系統(tǒng)進(jìn)入正式制冷工作狀態(tài)。制冷壓縮機(jī)連

        續(xù)不斷地工作，當(dāng)槽內(nèi)溫度接近設(shè)定溫度時(shí)，冷卻槽中的加熱裝置開始按PID調(diào)節(jié)方

        式提供熱量，用以平衡制冷系統(tǒng)生產(chǎn)的多余冷量，以達(dá)到恒溫的目的。

3.送料機(jī)構(gòu)：試樣在低溫裝置里冷卻到所需溫度后，迅速地送到砧座支承面上是此機(jī)構(gòu)完成的。

 氣動(dòng)送料機(jī)構(gòu)主要有氣缸、送料裝置兩部分組成。送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是由壓縮空氣進(jìn)

 入氣缸推動(dòng)活塞帶動(dòng)送料桿迅速向前送料及向后復(fù)位的直線運(yùn)動(dòng)。

送料桿前進(jìn)、后退、停止等是由送料氣缸氣動(dòng)換向閥、磁性開關(guān)發(fā)出的電氣信號，控制氣缸前進(jìn)、后退實(shí)現(xiàn)的。調(diào)節(jié)磁性開關(guān)的位置，可以微調(diào)送料桿的位置和緩沖速度

4.定位機(jī)構(gòu)：試樣必須緊貼砧座側(cè)面，使試樣缺口正確地位于擺錘軸線中心。試樣緊貼砧座側(cè)面，是由定位機(jī)構(gòu)保證的。試樣由送料桿送至前砧座時(shí)，由于固定彈簧片的作用，使試樣緊貼砧座側(cè)面往前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)試樣后端還沒有脫離固定彈簧片，前端進(jìn)入后砧座面（2mm～3mm）時(shí)，氣動(dòng)送料機(jī)構(gòu)中的氣缸上的磁性開關(guān)發(fā)出信號，定位氣缸動(dòng)作，隨即定位機(jī)構(gòu)動(dòng)作，定位機(jī)構(gòu)的定位桿到工作位置，定位機(jī)構(gòu)側(cè)面彈性頂柱緊壓試樣，直至試樣前端緊貼定位機(jī)構(gòu)定位面，完成試樣定位工作。

 當(dāng)送料氣缸返回后，電磁鐵再獲信號后復(fù)位，定位氣缸機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)離試樣定位面，以便

 進(jìn)行沖擊。

5.電氣控制系統(tǒng)：

本機(jī)的電氣控制系統(tǒng)為我公司自主研制開發(fā)的西門子PLC微處理器控制系統(tǒng)。

三、設(shè)備主要配置：

1）300J主機(jī)                          一臺

2）150J、300J擺錘                    各一個(gè)

3）試樣盒                             一個(gè)

4）制冷溫控裝置                       一套（裝在主機(jī)上）

5）自動(dòng)送料、定位裝置                一套（裝在主機(jī)上）

6）取擺傳動(dòng)裝置                       一套（裝在主機(jī)上）

7）自動(dòng)掛擺裝置                       一套（裝在主機(jī)上）

8）品牌電腦                           一臺

9）品牌A4打印機(jī)                      一臺

10）專用數(shù)據(jù)處理與控制軟件            一套

11）拆卸器                            一個(gè)（換擺用）

12）地腳螺絲                          四個(gè)

  13）安全防護(hù)裝置                      一套

14)無油氣泵                             一臺

15）控制柜                             一臺

試驗(yàn)過程簡介：

1取擺：按取擺按鈕電機(jī)帶動(dòng)渦輪蝸桿，電磁離合器通電吸合后帶動(dòng)擺錘逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)擺錘到達(dá)位置后，光電接近開關(guān)接收信號，安全保險(xiǎn)銷到位，電磁離合器斷電分離，擺錘掛到位置。

2制冷：采用進(jìn)口壓縮機(jī)復(fù)疊技術(shù)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)降溫，試樣放入試樣箱插入制冷箱中，制冷箱內(nèi)部環(huán)繞冷卻銅管包圍試樣箱，冷卻銅管外部是加熱板用以控制制冷溫度，當(dāng)冷卻到設(shè)定溫度時(shí)加熱板用以控制制冷溫度，利用熱平衡原理達(dá)到所需設(shè)定溫度。

3送料：送料系統(tǒng)采用氣動(dòng)原理，利用氣缸抽拉動(dòng)作實(shí)現(xiàn)把試樣從制冷箱中推出到試樣鉗口，同時(shí)定位氣缸動(dòng)作，把試樣固定在試樣打擊支座的標(biāo)準(zhǔn)位置。送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是由壓縮空氣進(jìn)入氣缸推動(dòng)活塞帶動(dòng)送料桿迅速向前送料及向后復(fù)位的直線運(yùn)動(dòng)。送料桿前進(jìn)、后退、停止等是由送料氣缸氣動(dòng)換向閥、磁性開關(guān)發(fā)出的電氣信號，控制氣缸前進(jìn)、后退實(shí)現(xiàn)的。調(diào)節(jié)磁性開關(guān)的位置，可以微調(diào)送料桿的位置和緩沖速度。

4沖擊：試樣到打擊位置后，按動(dòng)退銷按鈕，保險(xiǎn)銷收回，按動(dòng)沖擊按鈕，擺錘脫鉤以自由落體打擊試樣，系統(tǒng)自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，利用沖擊后勢能，控制系統(tǒng)采集信號，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪蝸桿，電磁離合器工作，擺錘回到掛擺位置，準(zhǔn)備下一個(gè)試驗(yàn)。

5電器：整機(jī)電器控制系統(tǒng)采用日本松下PLC工業(yè)控制器。