Máy kiểm tra kéo servo hai cột là một loại thiết bị thường được sử dụng để kiểm tra tính chất cơ học của vật liệu như kéo, nén và uốn. Nó được kiểm tra cơ học dưới các phép đo và điều khiển chính xác thông qua hệ thống điều khiển động cơ servo. Thiết kế cấu trúc của nó cần đảm bảo sự ổn định, chính xác và độ tin cậy. Dưới đây là các điểm thiết kế cấu trúc của máy kiểm tra kéo servo hai cột:
I. Thành phần cấu trúc chính
Khung máy thử nghiệm:
Với thiết kế hai cột, thường được hỗ trợ bởi hai cột, cung cấp một nền tảng hỗ trợ vững chắc.
Vật liệu chủ yếu là thép cường độ cao hoặc thép đúc, có thể chịu được lực bên ngoài lớn và đảm bảo sự ổn định trong quá trình thử nghiệm.
Cách kết nối cột với dầm có thể được hàn hoặc bu lông để đảm bảo độ chắc chắn của cấu trúc.
Hệ thống truyền động servo:
Động cơ servo: Là nguồn truyền động của máy thử nghiệm, động cơ servo cung cấp điều khiển chính xác, có thể đạt được tốc độ, độ dịch chuyển và điều chỉnh lực chính xác cao.
Vít bóng hoặc động cơ tuyến tính: Đạt được chuyển động lên xuống bằng cách truyền vít, đảm bảo phân phối đồng đều tải, giảm ma sát và cải thiện hiệu quả truyền dẫn.
Hệ thống điều khiển servo: bao gồm bộ điều khiển và cảm biến, theo dõi lực, dịch chuyển, biến dạng và các thông số khác trong thời gian thực, và tự động điều chỉnh trạng thái làm việc của trình điều khiển.
Cảm biến và hệ thống đo lường:
Cảm biến lực (cảm biến tải): Được sử dụng để đo thời gian thực lực tác dụng lên vật thử. Thông thường, cảm biến căng thẳng hoặc áp điện có độ chính xác cao được sử dụng để đảm bảo độ chính xác của dữ liệu thử nghiệm.
Cảm biến dịch chuyển: Được sử dụng để đo độ dịch chuyển của mẫu thử, đảm bảo kiểm soát chính xác trong quá trình thử nghiệm.
Cảm biến mở rộng: Trong một số thử nghiệm, có thể cần phải thêm các cảm biến khác để đo các thông số như căng thẳng, nhiệt độ, v.v.
Chùm và bàn làm việc:
Chùm tia: Thường được làm bằng vật liệu có độ cứng cao, đảm bảo chịu được áp lực và kéo trong thử nghiệm. Chùm có thể điều chỉnh chiều cao để phù hợp với các yêu cầu thử nghiệm khác nhau.
Bàn làm việc: để sửa mẫu, có thể chọn kẹp hoặc thiết bị kẹp phù hợp theo nhu cầu thử nghiệm. Bàn làm việc thường được làm bằng thép chắc chắn và được trang bị các thiết bị điều chỉnh để căn chỉnh mẫu.
Hệ thống điều khiển:
Giao diện màn hình cảm ứng: Người dùng nhập thông số, đặt điều kiện thử nghiệm, xem dữ liệu thời gian thực thông qua màn hình cảm ứng. Giao diện hoạt động ngắn gọn, trực quan và dễ sử dụng.
Máy tính và hệ thống thu thập dữ liệu: Kết nối máy tính để phân tích và lưu trữ dữ liệu, có thể hiển thị dữ liệu như lực lượng, dịch chuyển và tạo báo cáo trong thời gian thực.
Điều khiển và giám sát từ xa: Một số máy kiểm tra hỗ trợ điều khiển và giám sát từ xa, người dùng có thể hoạt động thông qua mạng hoặc thiết bị di động.
Kẹp và phụ kiện:
Kẹp kéo: Được sử dụng để cố định thử nghiệm kéo, đảm bảo mẫu không trượt trong quá trình kéo.
Kẹp nén: Được sử dụng để cố định mẫu để kiểm tra nén.
Kẹp uốn: Đối với thử nghiệm uốn mẫu, kẹp có thể điều chỉnh góc theo yêu cầu.
Phụ kiện xử lý nhiệt: Nếu cần kiểm tra nhiệt độ cao, máy thử có thể được trang bị thiết bị sưởi ấm.
II. Nguyên tắc làm việc
Cách tải:
Động cơ servo tạo ra tải dọc thông qua hệ thống truyền động vít dẫn động chùm tia để chuyển động lên xuống theo chiều dọc, áp dụng lực lên mẫu.
Kiểm soát phản hồi lực và dịch chuyển:
Hệ thống điều khiển điều chỉnh tốc độ quay và quỹ đạo hoạt động của động cơ servo theo phản hồi thời gian thực của cảm biến lực và cảm biến dịch chuyển, đảm bảo lực tác dụng lên mẫu vật phù hợp với yêu cầu đặt ra. Kiểm tra vật liệu tiêu chuẩn khác nhau có thể đạt được bằng cách kiểm soát chính xác lực kéo, dịch chuyển và tốc độ.
Thu thập và phân tích dữ liệu:
Máy thử nghiệm thu thập và tải dữ liệu thử nghiệm như lực, dịch chuyển, căng thẳng lên máy tính trong thời gian thực để phân tích dữ liệu. Các thông số khác nhau trong quá trình thử nghiệm có thể được hiển thị trên màn hình để đảm bảo rằng người vận hành có thể theo dõi trạng thái thử nghiệm trong thời gian thực.
III. Yêu cầu hiệu suất
Độ chính xác:
Độ chính xác đo lực: ± 1%.
Độ chính xác đo dịch chuyển: 0,01mm hoặc cao hơn.
Tải công suất:
Lực kéo và lực nén thường dao động từ vài chục kg đến vài trăm tấn, các giá trị cụ thể phụ thuộc vào lĩnh vực ứng dụng.
Kiểm soát độ chính xác:
Hệ thống truyền động servo có thể đạt được tốc độ chính xác, điều khiển dịch chuyển và có hiệu suất phản ứng động tốt.
Độ bền và ổn định:
Vật liệu kết cấu cần có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tốt để đảm bảo hoạt động ổn định dưới tải trọng cao trong thời gian dài.
IV. Cân nhắc thiết kế
Cấu trúc cứng:
Thiết kế hai cột có thể cung cấp khả năng chống động đất và ổn định cấu trúc tốt hơn, đặc biệt thích hợp cho thử nghiệm độ bền kéo có độ chính xác cao với tải trọng lớn.
Kiểm soát nhiệt độ:
Đối với các trường hợp cần phải kiểm tra nhiệt độ cao, thấp, hệ thống điều khiển nhiệt độ cần được xem xét trong thiết kế để đảm bảo độ chính xác của thử nghiệm không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ.
Bảo mật:
Trong thiết kế cần thêm bảo vệ quá tải, bảo vệ giới hạn và các chức năng an toàn khác để tránh chấn thương cho người vận hành sau khi phá vỡ mẫu.
Dễ bảo trì:
Khi thiết kế phải đảm bảo rằng các bộ phận chính của máy thử nghiệm có thể được thay thế và bảo trì thuận tiện, giảm thời gian chết và nâng cao tuổi thọ của thiết bị.
Với thiết kế cấu trúc hợp lý, máy kiểm tra kéo servo hai cột có thể thực hiện các thử nghiệm tính chất cơ học khác nhau theo yêu cầu về độ chính xác cao, độ ổn định cao và độ an toàn cao.