万能实验机说明书pdf

  UTM 系列万能试验机 (硬件)用户手册 版本号：3.00.110428 目录 需要注意的几点 1 1. 概述 1 1.1 工作原理1 1.2 标准依据2 1.3 仪器的结构与特点 2 1.4 仪器的技术参数 2 1.5 工作环境与条件 3 1.6 仪器的外观尺寸及重量 3 2. 仪器安装 4 2.1 仪器搬运4 2.2 仪器开箱检验4 2.3 仪器安装5 3. 仪器组成 7 3.1 试验主机8 3.2 引伸计 9 3.3 键盘9 3.4 夹具11 4. 试验步骤 12 4.1 调整限位装置12 4.2 安装力值传感器。 13 4.3 安装相应试验的夹具14 4.4 安装测试试样19 4.5 试验控制21 5. 故障处理 22 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 需要注意的几点 1.在使用本仪器之前，请仔细阅读本说明书。 2.注意仪器上的警告标志。 3.在清洗时不要给仪器供电，仅用湿布擦拭仪器表面。 4.不要在近水的地方使用该仪器。 5.不要在不平稳的地方放置该仪器。 6.在指定电源条件下使用该仪器。 7.为确保安全，该仪器配有三线接地插座，这个插座只适用于接地型电源接口。如果这 个插座不能与接口连接，请向电气工程师咨询，选取合适的插座。 8.如果本产品使用延长线，确保延长线与原电线的额定电流一致。为防止触电和故障扩 大，不要自行维修本仪器。 9.在试验完毕后，相应试验附件必须加抹防锈脂，在试验前除掉防锈脂。 10.在试验完成之后，必须关掉电源，以免发生意外情况。 11.本仪器及其附件必须置于干燥的环境内。 12.试验前请采用限位滑块正确设置试验空间，防止撞车事件发生。 1. 概述 1.1 工作原理  试验机对试样进行拉伸或压缩，通过力值传感器实时采集试样受到的拉力/压力， 控制器将力值信号以及形变信号传递给PC机，直到试样断裂或其变形达到预定值，PC 机自动处理试验数据并计算试验结果。该仪器主要用来评价材料的抵抗载荷，抵抗变形 和吸收能量的性质优劣，为设计和应用中选取最佳材料提供科学依据。 UTM系列万能试验机适用于橡胶，塑料异型材，塑料管材，板材，片材，薄膜，电 线电缆，防水材料，金属丝等进行拉伸，压缩，弯曲，剥离，撕裂等力学性能的试验。 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 1 1.2 标准依据  GB/T 16491-2008 《电子式万能试验机》 GB/T 528—1998 《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》 GB/T 1039-92 《塑料力学性能测试方法总则》 GB/T 1040 《塑料拉伸性能测试方法》 GB/T 1041 《塑料压缩性能测试方法》 GB/T 8804.1 《热塑性塑料管材—拉伸性能测定（1）试验方法总则》 GB/T 8804.2 《热塑性塑料管材—拉伸性能测定（2）硬聚乙烯、氯化聚氯乙烯》 GB/T 8804.3 《热塑性塑料管材—拉伸性能测定（3）聚烯烃管材》 GB/T 9341 《塑料弯曲性能测试方法》 1.3 仪器的结构与特点  龙门型高刚性机械结构框架。使用先进的闭环交流伺服控制管理系统，进口的减速器及 滚珠丝杠提高了控制精度及稳定性。 采用进口力值传感器，保证力值的测量精度及长期可靠性。传感器采用独创的智能 化、数字化设计，摆脱了传统的采集以及传输方式，大幅度的提升了传感器的采样精度以及 稳定性。采用最新传感器识别技术，能自动识别传感器的安装状态、传感器性质、以 及传感器系数；传感器的更改无需设置软件；传感器损坏更换无需现场校准。采用内置 DSP 的高速处理器，不仅大幅度的提升了系统的采样速率，而且提高了系统控制精度以及响 应时间。 独创的双向随动夹头大变形引伸计，试样安装更方便，测量更准确。多种夹具配套 支持。 配备 testADT 具有自主知识产权软件，功能强大，操作方便。适用于 Windows XP/VISTA/WINDOWS 7操作系统。 1.4 仪器的技术参数  试验机准确度等级： 0.5 级 2 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 最大试验负荷： 20kN / 10kN 试验力测量范围： 5% - 100% （选择附加传感器可扩大测量范围） 试验力分辨率： 1/200000 试验力示值误差： ±0.5% 变形观测范围： 0.4 – 100% 变形分辨率: 1/200000 变形观测相对误差： ±0.5% 横梁位移分辨率： 0.001mm 位移测量相对误差: ±0.5% 试验速度： 0.05mm/min～500mm/min 设定 速度相对误差： ±0.5% 大变形测量范围： 10 – 900mm 大变形示值相对误差：0.5% 大变形分辨率： 0.0125mm 有效拉伸空间： 900mm （根据安装夹具确定，夹具不同数据将有所区别） 有效试验宽度： 400mm 1.5 工作环境与条件  环境温度： 10℃～40℃的范围内。 环境相对湿度：30%～80%以内。 电源： 220VAC-15%～220VAC+10% 50Hz 2kVA，单相三线制。 在周围无震动，无腐蚀，工作时无强磁场干扰，周围空气无强对流的环境中；稳固 的安装并调至水平。 1.6 仪器的外观尺寸及重量  仪器外型尺寸(L ×D ×H): 750mm×500mm×2600 mm 净重： 300kg UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 3 2. 仪器安装 2.1 仪器搬运  当仪器未打开包装前可按照图 1 所示进行搬运，拆开包装后的可按照图二所示进行 搬运，也能够正常的使用叉车搬运（图 3 ）。 注意： 仪器在搬运过程中要避免剧烈的振动和机械损伤。若由于包装箱体破损使仪器 受到损坏，请及时与相关运输部门联系并通知我公司，请操作者不要自行处置。 图 1 图2 图3 2.2 仪器开箱检验   按照装箱单，对随机附件逐一核对，附件若与装箱单中不符，请及时与经销商联系。 4 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 2.3 仪器安装  万能试验机主机应放置在水平牢固的台面上，台面高度 0.6 米。 图4 仪器安装布局图 2.3.1 引伸计的安装 重锤紧固螺丝1 重锤紧固螺丝2 图5 引伸计上部 去掉引伸计夹头上的捆绑物，用手向下拉紧引伸计上罩伸出的两根钢丝，然后用内 六角扳手分别松开引伸计后的两个重锤紧固螺钉（如果不拉紧钢丝，引伸计后面的配重 锤突然下落将造成钢丝断裂），试探性慢慢放松拉紧的钢丝，直到内部配重锤将钢丝拉 紧为止（如下图）。 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 5 内六角扳手 钢丝 重锤紧固螺钉 图6 引伸计的安装 慢拨动夹头，如果夹头不能平滑移动，可能引伸计的钢丝滑脱，打开引伸计上罩将 钢丝重新安装在滑轮上，固定好外罩即可。 引伸计信号线的连接：信号线一端连接引伸计端接口，另一端与主机控制器引伸计 接口连接。 2.3.2传感器的连接 传感器固定于横梁之上，信号线一端插入主机控制器的传感器接口上。 图7 控制器接口 6 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 控制器包含三个传感器接口，可同时连接一只负荷传感器和二只应变传感式小变形 量引伸计（横向和纵向引伸计）。控制器的传感器接口可任意接插，系统上电能自动 识别传感器特性。 2.3.3 通讯信号线的连接 控制器包含有二个兼容的RS232通讯接口，如图7所示，PC机通讯信号线”接口可任意接插。 当系统连接挠度引伸计时，需要采用集线盒。接线 挠度引伸计接线 主机电源连接。一定要采用单相三线制电源接入，并可靠接地。 3. 仪器组成 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 7 吊装环 固定上限位位 引伸计 活动上限位位 中横梁 紧固锁母 传感器 拉伸夹具 试 样 活动下限位 电 机 固定下限位 插 销 底 座 急 停 指示灯 图9 仪器外观图 本仪器主要由试验主机、引伸计（可选配件）、键盘、夹具以及试验机软件组成。 3.1 试验主机  试验主机由传动系统，控制器，传感器，底座四大部分所组成。 3.1.1传动系统 传动系统由伺服电机，减速机，同步皮带，螺杆，横梁等机构组成。用于执行主控 系统发出的升（降）指令，完成试验加载（卸载）过程。 3.1.2 控制器 控制器用于完成数据采集、传动控制、以及数据上传等控制任务。 本控制器采用内置DSP的高速处理器，不仅大幅度的提升了系统的采样速率，而且提高 了系统控制精度以及响应时间。控制器共包含3个传感器采集接口（可同时采集1只的 8 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 负荷传感器，1只横向小变形量引伸计，1只纵向小变形量引伸计），1个大变形量引伸 计接口，2个兼容RS232通讯接口，1个键盘接口。本控制器能自动判断应变式传感 器接口的连接状态，同时能上电自动识别并读取传感器的信息。 3.1.3 传感器 测量试样受到的力或发生变形的装置。整个仪器的传感器主要包含负荷传感器、引 伸计以及横梁位移传感器。引伸计的介绍请参照3.2。 本系统的负荷传感器以及小变形量引伸计采用独创的智能化、数字化设计，摆脱了 传统的采集以及传输方式，大幅度的提升了传感器的采样精度以及稳定性。 3.1.4 底座 固定试验主机。 3.2  引伸计  本仪器可选配两种类型的引伸计，一种是基于光栅编码技术设计的大变形量引伸 计，另一种是基于应变传感技术设计的小变形量引伸计。大变形量引伸计量程可达 800mm，标距25mm以上可调，大多数都用在测量断裂伸长率，屈服伸长率等。小变形量引伸 计标距固定，测量范围较小，但测量精度高，可精确测量材料的弹性模量、非比例延伸 率以及泊松比等。 此外仪器还可以选配弯曲挠度引伸计和内径测量系统。弯曲挠度引伸计作为单独系 统与主机并行通讯，计算机系统可直接采集挠度数据。而内径测量系统与大变形量引伸 计同属于光栅编码类引伸计故两者接口兼容。 注意： 运输时应将大变形量引伸计的两个夹头捆绑在一起并固定于引伸计的最上端。 小变形引伸计应谨慎保管，避免灰尘等异物进入引伸计内部，影响测量精度。 3.3 键盘  3.3.1 遥控器键盘 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 9 图 10 遥控器键盘 A“快升”按钮：用于向上快速调整横梁位置，速度为：300mm/min。 B“慢升”按钮：用于向上慢速调整横梁位置，速度为：50mm/min。 C“慢降”按钮：用于向下慢速调整横梁位置，速度为：50mm/min。 D“快降”按钮：用于向下快速调整横梁位置，速度为：300mm/min。 3.3.2 线 线控键盘 “快升”按钮：用于向上快速调整横梁的位置，速度为：300mm/min。 “慢升”按钮：用于向上慢速调整横梁的位置，速度为：50mm/min。 “快降”按钮：用于向下快速调整横梁位置，速度为：300mm/min。 “慢降”按钮：用于向下慢速调整横梁的位置，速度为：50mm/min。 10 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 3.4 夹具  根据试验要求，采取对应夹具可靠夹持试样，完成试验过程。夹具的性能优劣直接 影响到试验的准确性。试验过程中要求夹具无滑脱，对试样无损伤，夹具之间对中性或 平行性好。目前使用最多的主要有拉伸楔形夹具，弯曲夹具、环刚度夹具、压缩夹具 等。 图12 拉伸夹具 图13弯曲夹具 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 11 图15 环刚度夹具 图14 压缩夹具 4. 试验步骤 4.1 调整限位装置  当进行拉伸方向试验时，将上限位活动滑块滑动至试样最大断裂伸长区间以外，下 限位活动滑块放置位置应能确保返车时上下夹具不发生碰撞。 12 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 上限位固定滑块 上限位活动滑块 图16 上限位 当进行压缩方向试验时，将下限位活动滑块移动至试样最大压缩区间外，但必须保 证上下夹具不可能会发生碰撞。而上限位活动滑块滑动至略高于试样最大外径（高度）处。 下限位活动滑块 下限位固定滑块 图17 下限位 4.2 安装力值传感器。  试验的最大负荷应该在传感器测量范围的 5%-100%之内；在试验前，选择适当传感 器。 安装传感器前先断掉拉力机的电源，然后连接传感器信号线到拉力机的插头上，接 通电源，调整横梁位置，并将传感器通过紧固锁母固定到横梁上。如下图所示： UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 13 图18 传感器的安装 4.3 安装相应试验的夹具  4.3.1 楔形拉伸夹具的安装 安装拉伸夹具时应调节上下夹具使其中心线重合。安装时应首先将上下夹具固定并 锁紧,调节上下夹具钳口位置并使两钳口完全闭合，操作横梁位置，使上下夹具近似接 近，观察上下夹具钳口中心线是否重合，如下图所示： 图19 拉伸夹具的安装 若中心线未重合，可通过松开测力传感器连接锁母，适当调节测力传感器与中横梁 连接位置（中横梁传感器连接孔留有一定调节余量），观察中心线重合后锁死测力传感 器。 4.3.2 弯曲夹具的安装 14 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 安装弯曲夹具时应调节上压头位置，使其能够正切弯曲试样。调节时应首先安装下 夹具，并用锁母锁死，使其固定。然后安装上压头并用锁母轻微锁紧，调节横梁位置使 其下降至下夹具处( 位置低于试样放置平面)，松开上压头锁紧母，调节左右跨度调节 支架，使之完全与压头紧密接触，锁紧锁母。如下图所示： 图20 弯曲夹具调整 4.3.3 环刚度夹具的安装 环刚度夹具分为环刚度上压板（以下简称上压板）、环刚度下压板（以下简称下压 板）、支座。 首先将上压板与仪器上夹具座连接用插销固定，旋紧锁母，再将下压板用螺钉与仪 器底面板连接，然后将试样放入上、下压板之间，安装内径测量系统后开始试验。 本仪器可做φ110mm- φ800mm （内径）环刚度试验，根据管径不同本公司配备拉 线式内径测量系统（适合使用的范围φ300mm- φ800mm 内径管材）和双向随动内径测量系统 （适合使用的范围φ110mm- φ300mm 内径管材）。 使用双向随动内径测量系统时，需将支座和仪器底面板连接，再将下压板连在支座 上，分别用螺钉固定。如下图所示： UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 15 上夹具座 插销 环刚度上压板 锁母 环刚度下压板 支 架 底 座 图21 注意：如使用拉线式内径测量系统不需安装支座。 4.3.3.1 拉线式内径测量系统的操作 测量探头 上测量系统 旋杆 悬架紧手 连接线 悬架紧手 位移传感 管壁夹持悬架 压杆及探 导向柱 座块 下测量系统 转向架 图22 拉线式内径测量系统由上测量系统、下测量系统两部分所组成。见图 22 。该设备所配 测量系统均可拆下，目的是方便安装待测管材试样。使用时应按下面步骤操作： 1) 将待测管材试样置于压板中央。 16 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 2) 安装上测量系统 上测量系统悬装在上压板上。调整管壁夹持悬架（图 22 ）高低，通过直角悬杆， 带动测量探头竖直移动，来与管材内上壁接触并压实，探头下方弹簧变形 20mm 左右即 可，相应位置调整好后，分别旋紧悬架紧手和悬杆紧手，定位准确。 3) 安装下测量系统 下测量系统依靠自身重力压在试样上。两侧导向柱起导向及限位作用，用时将压杆 及探头置于管下壁上面后，把导向柱插到相应的座块孔内。 4) 安装拉线 位移传感器附在压杆上，绕过转向架用连接线与上测量系统测量探头下端相连。准 备好后即可做试验。 注意：该设备下测量系统所用位移传感器为弹簧拉线式，不使用的时候，外引拉线 能收回，但切记拉线收回时不能靠弹簧弹力收回，要慢慢收回，否则拉线端头牵引环会 因回抽力过大而拉断。使用位移传感器自身的拉线mm，大于 此管径的须接加长连接线mm 连接线) 软件操作时请钩选内径测量系统。 当勾选内径测量系统时所测量的变形即为管材内径的变形。 4.3.3.2 双向随动内径测量系统的操作 由双向随动夹头配合大变形引伸计组成双向随动内径测量系统。测量范围适合适用 φ110mm- φ300mm 内径的管材。更换随动夹头探头的方法实现，使用时应进行以下操 作。 1) 更换随动夹头探头 首先松开大变形量引伸计夹具上两个压紧螺钉任意一个，旋转压紧片，取下引伸计 夹头，按照位置关系放入随动夹头上下探头。如图 23 （注意：上探头为铝制，质量较 轻 。下探头为钢制，质量较重，而且下测头背面有一螺纹孔。安装方向以图24 为准） UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 17 图23 1 引伸计夹头 2 压紧螺钉 3 压紧片 图24 1 随动夹头上探头 2 随动夹头下探头 3配重块 将压紧片转到初始位置，重新装上刚刚卸下的压紧螺钉。最后把配重块旋在下探头 背面的螺纹孔内。如图十 2) 旋转引伸计机身至合适的位置，该位置依管材为准。将被测试样沿探头方向放在压 板中间，把上下探头放入试样内壁中心切线 。 注意：上下测头与试样接触点距离，最好为试样内径最大尺寸。 图25 18 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 3) 软件操作时请将引伸计勾选引伸计，不要钩选内径测量系统。当勾选引伸计时所测 量的变形即为管材内径的变形。软件的操作请参照软件使用说明书 4.3.4 压缩夹具的安装 将压缩夹具的上压头插入传感器连接套中，旋紧紧固螺丝。如图所示： 图26 将下压头插入底座连接套中，旋紧紧固螺丝，将圆形盖板放置在下压板上，如下图 所示： 图27 4.4 安装测试试样  安装试样前应对试样尺寸做测量，并将数据输入至软件中。若为拉伸试样应做好 标距标记。 安装拉伸试样时应保证试样的轴线应与拉伸方向一致，避免剪切力对试验结果的影 响。 锁紧试样前应保证仪器力值显示数据为零，否则应进行清零操作。 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 19 锁紧试样时应尽量防止试样相对夹具滑动，避免扭、弯试样，避免夹具对试样产生 过大预应力。 若使用引伸计，将引伸计的上下夹头分别固定试样的标距线 大变形量引伸计的安装图 图29 小变形量引伸计的安装图 小变形量引伸计采用皮筋固定的安装方法，防滑性能好。 注意：安装小变形量引伸计时务必将零点插销置于插入状态，安装好后应将零点插销 拔出方可启动试验；试验完成后务必将引伸计零点插销插入零点位置孔中，否则可能造 成引伸计损坏。 20 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 4.5 试验控制  选择试验速度 选择使用变形观测装置，如大变形引伸计、Y 小变形量引伸计、内径测量系统、挠 度引伸计等。 启动试验 具体操作可参照软件说明书相关部分。 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册 21 5. 故障处理 故障现象 排除方法 打开电源开关后仪器未上 请检查电源线是不是正常连接，保险有无损坏。 电，电源指示灯不亮 检查上下限位指示灯是否点亮（或横梁是否触发上下限位）， 进行升降操作时，仪器不 如果触发限位，操作键盘使横梁做反向动作或改变限位位 运行 置。检查报警指示灯是否点亮，如点亮请重新上电。 检查上下限位指示灯是否点亮（或横梁是否触发上下限位）， 横梁在移动过程中突然停 如果触发限位，操作键盘使横梁做反向动作或改变限位位 车 置。 进行拉伸试验时，试样已 观察试样断裂时的即时力值是否太小，如果太小则仪器不做 断裂，但仪器未停车 停车判断。更换小量程传感器 联机时提示错误 检查通讯线可不可靠连接，仪器可不可靠接地，计算机通讯 功能是不是正常。 报警指示灯点亮 重新上电，若问题依然存在，请联系供应商。 22 UTM 系列万能试验机(硬件)用户手册

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