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HDW-50KN

微机控制高低温力学试验机

• 设备型号：HDW- 50kN型        

设备名称：微机控制液态环境电子万能试验机

功能介绍：

HDW-50KN系列是我公司研制的，专门用于做材料在高低温环境下力学性能测试的试验机，该机由试验机主机、夹具、高低温箱、计算机软件等组成。将高低温箱推进主机内，打开箱门，将样品固定在夹具上，高温箱加热或制冷，达到规定温度后，对铝型材进行拉伸、压缩、纵向剪切、隔热铝型材横向拉伸、隔热条横向拉伸、抗扭性能等复合性能试验，整个过程计算机控制，并有试验力-变形曲线，自动计算和显示拉力、剪切力、抗拉强度、扭力、弯曲强度、挠度、断裂力值等指标，打印出Fm、Rm、Rp、ReH、ReL、Re、A、Z、Ae、Ag、Agt、At、μ、E等力学性能指标和负荷一变形，应力一应变，负荷一时间、变形一时间，位移一时间等曲线。该系列产品无污染、噪音低、效率高，具有非常宽的调速范围和横梁移动距离。配上种类繁多的辅具，在铝合金型材、钢铁、橡胶、塑料、合成材料等力学性能试验方面，具有非常广阔的应用前景，广泛适用于质量监督、教学科研、航空航天、钢铁冶金、丝绳索具、汽车摩托、塑料、橡胶、编织材料等各试验领域。

该试验机采用调速精度高、性能稳定的伺服调速系统与电机作为驱动系统；特别设计的同步齿形带减速系统和高精度滚珠丝杠副带动试验机的移动横梁运动；以WindowsXP为操作平台的基于数据库技术的控制与数据处理软件，采用了虚拟仪器技术代替传统的数码管、示波器，实现了试验力、试验力峰值、横梁位移、试样变形及试验曲线的屏幕显示，所有的试验操作均可以在计算机屏幕上以鼠标输入的方式完成，具有良好的人机界面，操作方便；插装在PC机内的双通道全数字程控放大器实现了真正意义上的物理调零、增益调整及试验力测量的自动换档、调零和标定，无任何模拟调节环节，控制电路高度集成化，*取消了电位器等机械调整器件，结构简单，性能可靠。可以实时显示和计算材料的剥离力、强度及各种试验曲线等技术指标，并能自动打印数据结果。

由于该试验机实现了试验过程的自动控制和试验结果的信息化处理，可使操作人员方便、自主地设置试验程控步骤。在进行拉伸试验时，可以使试验者清晰地观察低碳钢、铸铁等整个试验过程。通过在不同曲线段的反复加载，由力—位移（变形）曲线，可以直观的验证虎克定律和观察冷作硬化现象。对无明显物理屈服现象的材料，可以选用滞后环法或逐步逼近法测定规定非比例延伸强度。在压缩过程中，便于观察低碳钢压缩屈服现象和强化现象，铸铁的压缩破坏过程和断口形状。还可对力学材料的n值r值进行检测。

结构与原理及特点

HDW系列电子式万能试验机，由主机、全数字测量控制系统、用户软件包、功能附件等部件组成。

•  主机

1.1 主机为门式预应力框架，轴向刚度高。它主要由上横梁、移动横梁(中间部位)、台面及光杠组成框架式结构，滚珠丝杠固定在台面和上横梁之间。两滚珠丝杠之丝母及两光杠之导套固定在移动横梁上。

1.2 结构原理： 采用圆弧同步带轮减速，德国霹西公司产滚球丝杠副传动，传动无间隙，使试验力和变形速度精密控制得到保证。电机通过三级同步带轮减速以后带动丝杠旋转，从而推动移动横梁在选定的速度下作直线运动以实现各种试验功能.

          图1：传动示意图                             图2：主机示意图

1.3 采用了双空间结构，上空间用于拉伸试验；下空间做压缩、弯曲试验。

1.4 传动平稳，响应快，噪声低。

1.5 伺服单元采用全数字交流伺服电机和驱动器，调速范围宽，精度高。

1.6 具有自动调零、自动标定等功能；

1.7 保护功能：具有超载、超行程、过压、过流、过热等保护功能；

图：主机紧急停车及移动横梁限位保护示意图

1）移动横梁限位保护机构：

由限位杆、上下挡块、紧固螺钉、拔叉、限位开关等组成。

为了防止移动横梁超过上、下极限位置造成机械事故或使移动横梁能停在设定位置，试验机设有一个移动横梁限位保护机构。当移动横梁上的拔叉碰到挡块时，便通过限位杆、触片碰压限位开关的触点，从而使试验机停车。

2）“停车”：在您使用试验机过程中出现异常情况，不能以正常手段关机时，请立即按下“紧急停车”按钮，保护试验机不被意外损坏。

1.8 力通道接口可更换其它类型的力传感器，自动标定。变形通道接口亦可更换其它类型的变形传感器，自动标定。

二、产品的制造和检验标准

• GB/T16491—1996《电子式万能试验机》；

• GB2611—92《试验机通用技术要求》；

• GB/T6825.1-2002《静单轴试验机的检验第1部分：拉力和（或）压力试验机测力系统的检验与校准》。

• GB/T12160-2002《单轴试验用引伸计的规定》

三、适用的试验方法标准

• GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》

• GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》

• GB/T14452-1993《金属材料弯曲力学性能试验方法》

• GB/T8653-1988《金属杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法》

• ISO 527-1993塑料 拉伸性能的测定第1部

• ISO 527-1993塑料 拉伸性能的测定第2部

• ISO 527-1993塑料 拉伸性能的测定第3部分薄膜和薄板材的试验条件

• ASTM D638 塑料拉伸标准

• GB/T1040.1、GB/T1040.2、GB/T1040.3、GB/T1040.4、GB/T 9341、GB/T 1041

GB10592-2008《高低温试验箱技术条件》

本试验机适用标准：GB、JIS、ISO、ASTM、DIN等；

本试验机根据GB/T13384标准包装运输；

四、设备参数

• 拉伸行程：0～1000mm；  环境箱内行程:0-200mm（常规夹具)

• 压缩行程：0～1000mm；  环境箱内行程:0-300mm(根据压缩杆长度)

• 横梁最大行程：1200mm；

• 试验宽度：600mm

• 供电电源：220V，50Hz； 2kW；

• 主机重量：600Kg；

五、主要技术参数:

设备主要技术指标

1．试验力测控系统—采用传感器实现对试验力无惯性测量

• *大试验力：                   50kN

• 力值分辨力：                   1/500000

• 测力传感元件：               负荷传感器

• 试验力测量误差：               £±0.5%

• 测量范围：0.4%-99.9% F_N               2~100%FS

• 试验力值显示：                 计算机显示直读数

• 变形测量系统—采用引伸计测量试样标距内变形

    1）

• 引伸计规格：                   标距：50mm

• 量      程：                   10mm

• 变形测量误差：                 £ ±0.5%FS。

• 变形测量分辨率：               1/500000。

• 测量范围：                     0.2%-100% F_N

• 变形值显示：                   计算机屏幕显示直接读数

2）

• 引伸计规格

• 量      程：                   0-1000mm

• 变形测量误差：                 £ ±0.5%FS。

3．位移测量系统—采用光电编码器测量位移量

• 位移测量相对误差：             £ ±0.5%FS

• 位移测量范围：                 0~999mm（不含夹具）（常规状态下)

• 位移测量分辨率：               0.001mm

• 显示方式：                     位移值由计算机屏幕显示

4．速度控制

  ① 试验力

• 等速率控制：                   0.1~100% FS/min

• 控制范围：                     2~100%FS

• 等速率控制精度：               ±0.5%设定值

  ② 变  形

• 等速率控制：                   0.01~100% FS/min

• 控制范围：                     2~100%FS

• 等速率控制精度：               ±0.5%设定值

  ③ 位  移

• 等速率控制：                   0.005~500mm/min无级调速

• 示值相对误差：                 优于±0.5％

  ④ 恒试验力、恒变形、恒位移速率控制精度： ±1%设定值

六、部件技术参数

• *大试验力：                   50kN

• 移动横梁最大行程：             1000mm（含夹具）

• 电   源：                      220V、50Hz、1kw

• 夹头夹持方式：                 楔形夹头

• 拉伸装置夹持范围（可根据用户要求）： 板状0-7mm；(根据用户要求定制)

• 压缩装置：                     φ120mm

• 弯曲装置支撑辊径：             φ30mm

• 跨度：                         350mm

• 引伸计标距及量程：             50/10mm  0-1000mm

• 电源：                         220V,50Hz，2.0kW

七、高低温环境试验箱技术方案

*部分：试验箱型号规格及核心参数     

第二部分：箱体介绍及设备特点

一、试验箱箱体生产介绍：

此试验箱为非标定做设备，设计采用整体式结构，即试验箱体由工作室、风道系统、制冷加热系统、电器控制组成，为减少制冷机组运行的震动及噪音、制冷机组放置在箱体后部，使工作环境得以改善，同时便于设备的安装，电器控制柜置于试验箱体的侧面，便于操作。

二：试验箱设备特点

1、采用正宗法国泰康压缩机和国际的制冷配件，保证制冷系统的性能稳定。

2、内胆采用SUS304/2B不锈钢，结构合理，外壳喷塑外形美观大方。

3、7寸触摸屏操作界面（可单独做高温、低温、或高低温循环）（操作方便、温控性能优良）。

4、多重安全保护：高压保护、压缩机过载保护、过流保护、超温保护、漏电保护。

5、非标设计，*配套拉力机使用。

6、拉力机夹具可深入试验箱内，工作室底部和顶部对开夹具孔，方便拉杆进出。

7、箱门密封条采用耐高低温的硅橡胶，密封性能好。开门方向至右向左，打开角度约100°，方便夹具产品放置。

第三部分：各系统制造方案说明

一、试验箱箱体及安装结构：

1）工作室位于整个设备的前部，后部为制冷室和电气室，为配套拉力机而设计外形*整体结构，可见结构简图；

2）试验工作室内底部和顶部开孔，为放置拉伸夹具需要，开孔大小根据拉力机夹具而定，默认孔直径为50mm(下单后制造厂会通知使用方具体尺寸要求)，孔内布有羊毛毡等保温材料；

3）箱体内外壳：正宗拉丝304不锈钢材料；

4）箱体移动：滑轮整体移动方式，整机通过万能拉力试验机框架

三、温度控制系统介绍

我厂高低温试验箱采用7寸维纶可编程触摸屏控制仪表和TP100温度传感器，精度高，操作方便，配备专业的电路控制系统设备能够稳定持续的运行，控制仪表具体参数和操作界面如下：

• 人机对话主画面、操作设定图

2、定值或程序循环运行画面（高低温箱无湿度控制和显示功能）

3、温控仪表参数

四、制冷系统和加热系统

1、制冷系统介绍：

本试验箱采用双机制冷系统为基础的机械制冷来实现，制冷系统由法国泰康压缩机组构成，为了保证试验箱降温速率及达到设定的低温度，采用法国泰康1台压缩机组成一套冷循环系统，高温部分由压缩机、油分离器、水冷凝器、膨胀阀、冷凝蒸发器、过滤干燥器，电磁阀等组成，工质R23 \\R404A；低温部分由压缩机、油分离器、膨胀阀、蒸发器、膨胀容器、过滤干燥器，电磁阀等组成，工质R23，来实现箱体的降温；

2、能量调节措施：

在保证试验箱主要技术指标的前提下，根据不同的降温速度和温度范围对系统的制冷能力进行调节是*的，为此我们除前述考虑采用的相应增设其能量调节措施，如蒸发温度调节、能量调节、热气旁通能量以确保在满足主要技术指标的前提下，降低设备能耗，使使用功率降低30%，可节约使用运行费用，这是我公司经过多次中间试验而改进的优良的控制方式。

3、加热系统

加热器采用镍铬合金电加热管，特制的1.5KW不锈钢镍合金电加热管位于风道系统内，加热效果好，寿命长，加热执行元件采用固态继电器

五、风道系统

    为保证较高的均匀度指标，试验箱设有内部循环送风系统，风道，工作室一端的风道夹层内，分布加热器、制冷蒸发器、风叶等装置；

    采用多台台风机使箱内空气循环，当风机高速旋转时，将工作室中空气从吸入风道内，经加热、制冷后从风道吹出，在工作室中与试品温度交换后的空气再被吸入风道内，反复循环，从而达到温度设定要求；

六、安全保护装置

工作室超温保护；电源缺相；相序保护；加热器短路保护；电机过流保护；制冷机超压及过载保护；冷却器缺水保护；加热器短路保护，电控系统检测到保护装置（部分）起动，自动整机断电，并报警。

试验箱关键配件选用清单

八、主要配置及关键元器件明细表

九、软件功能介绍：

1.自动停机：试样断裂后，移动横梁自动停止；

2.自动换档（当选择分档测量时）：根据负荷大小自动切换到适当的量程，以确保测量数据的准确性；

3.条件存盘：试验控制数据和试样条件可制成模块，方便了批量试验的进行；

4.自动变速：试验过程中移动横梁的速度可按预先设定的程序自动变化，也可手动变化；

5.自动标定：系统可自动实现示值准确度的标定；

6.自动保存：试验结束，试验数据和曲线自动保存；

7.过程实现：试验过程、测量、显示和分析等均由微机完成；

8.批量试验：对相同参数的试样，一次设定后可顺次完

9.试验软件：中文WINDOWS界面，菜单提示，鼠标操作；

10.显示方式：数据和曲线随试验过程动态显示；

11.曲线遍历：试验完成后，可对曲线进行再分析，用鼠标可找到曲线上任一点所对应的试验数据；

12.曲线选择：可根据需要选择应力-应变、力-位移、力-时间、位移-时间等曲线进行显示和打印；

13.试验报告：可按用户要求的格式编制报告并打印；

14.限位保护：具有程控和机械两级限位保护；

15.过载保护：当负荷超过各档最大值的3-5%时，自动停机；

16.自动和人工两种模式求取试验结果，自动形成报表，使数据分析过程简便。

性能及特点：

1. 采用交流伺服电机及交流伺服调速系统控制试验过程，控制精度及品质大大提高，平稳、高效、低噪音（低速时基本上无噪音）并且控制速度范围大大加宽（0.05-300mm/min），既有利于常规材料的低速试验(金属、水泥、混凝土等)，又有利于非金属材料（橡胶等）高速试验，同时也可用于空载时快速调整试验空间，节省辅助试验时间。该试验速度满足目前国内所有常规金属及非金属材料试验速度的要求。

2. 由同步齿型带、精密滚珠丝杠副“强强”连手组成的减速机构，使得结构更简洁、明快，传动效率大大提高，主机的下工作台位置高度及主机高度也随之下降,外观更协调。

3. 采用拉伸与压缩独立的双空间结构，操作方便，避免了拉伸与压缩弯曲在同一空间时更换不同试验附具的烦琐。

4.可根据要求配置不同规格的传感器，使得试验范围大大加宽，以满足不同试验负荷的测量要求。

5. 主机采用全喷塑壳体，造型大方、美观。

6.采用的控制技术，具有应力、应变、位移三种闭环控制方式，各控制环间可自动切换，并在各方式间切换时实现无冲击平滑过渡，可同步显示试验力、峰值、位移、速度、试验状态、试验曲线等。

7.可进行试验力、变形、位移等速率控制及保持。

8.可实现试样装夹时横梁的快/慢升降调整，操作灵活、随意切换。

9.具有试验结束后返回初始位置的功能，高效，快捷。

10.具有完善的限位保护功能及过载、过流保护、试验断裂自动停机等功能，可靠、安全。

11.自建强大的试验数据库，试验数据可随时保存、查询、调用。

12.提供多种报表打印接口，用户可根据需要编辑任何格式的报表，并打印输出；

13.整个控制系统具有很高的性价比、高可靠性。

14.根据国家标准或用户提供的标准对材料进行拉伸试验，并对试验数据进行统计和处理，然后输出打印各种要求的试验曲线及试验报告，可选择负荷—时间、负荷—位移、位移—时间、变形—时间等试验曲线实时显示、放大、比较、遍历功能及对试验过程监控。智能、方便。

15.提供给专业用户“标准添加程序编辑器”软件，用户可以根据实际需要，灵活添加所需的标准；

16.全中文的Windows平台下的试验软件，具有很强的数据和图形处理功能，可即时打印出完整的试验报告和试验曲线，可预留数据接口，直接连接企业（试验室）的综合信息管理网络。也可以根据用户局域网的具体情况进行定制。

十、安装要求:

试验机的安装

• 安装在稳固的工作台上或平整坚固的地面上；

• 应尽量远离门窗等空气流动性大的地方；

• 环境中无明显电磁场干扰；

• 防止暴晒或靠近空调设备等；

• 环境温度：20±5℃且每小时波动小于2℃；相对湿度：≤80%；

• 电源频率：50Hz；

• 电源电压：AC 220±10V  50Hz  功率1.5KW。

• √ 要求电源必须有接地线，对此用户应予特别注意。

因该机具有接地保护，如不使用带地线的电源，万一漏电，可能伤人。

  9． 水平调整：

将水平仪放在试验机平台面上调整下面的四个可调支脚，使试验机的试验平台处于水平状态。此时主机即为安装完毕。

十一、工作条件：

1. 室温10―35℃。

 2. 相对湿度≤80%。

 3. 周围无振动，无腐蚀性介质，无强磁场干扰。

 4. 电源电压波动不超过额定电压的10%。

  5. 在稳固的基础上水平安装，水平度为0.2/1000。

   十二、安全防护:

    1、限位保护：具有程控和机械两级限位保护；

2、过载保护：当负荷超过各档*大值的3-5%时，自动停机；

3、自动停机：试样断裂后，移动横梁自动停止

   十三、交货期及地点

1、 设备交货周期为30工作日

2、 交货地点为用户使用厂

 十四、设备预验收：

我方制造完成后，通知买方进行预验收，预验收依据双方签订的技术协议进行，验收结果符合国家试验机相关标准，验收合格后发货，并签订验收纪要，验收纪要做为进行终验收的一部分；如买方不进行预验收，以我方出厂前的验收结果作为产品合格的依据；

十五、设备包装、运输及保险:

• 设备的包装为木箱,包装不回收

• 设备运输为汽运，物流发运

• 设备保险为供方投保，运输过程中出现任何问题均由保险公司理培。

十六、设备安装调试

• 设备到用户处后，进行设备的安装，稳固调水平工作

• 设备调试、调试前的检查

1)在调试之前，组织有关人员熟悉图纸，做好技术交底工作，确保在调试过程中的设备和人员的安全。

2）在计算机与各设备间的接线工作完成后，首先检查、核对内部接线、输入/输出接线。现地控制单元通电前，对盘柜及电缆进行绝缘检查。确认正确无误进行通电进行计算机静态调试。

十七、设备培训标准:

• 培训内容: 设备安装、设备的操作前的注意事项、设备日常维护保养、设备的操作使用、设备的试验流程控制等。

• 培训对仪器操作人员的日常操作使用，常见故障的判定及应急解决办法和安全培训，全程免费系统培训。

• 培训操作人员六人以下，也可根据客户要求进行培训人员定制。

十八、项目验收标准

• 验收标准依据该项目合同双方签字的技术协议（为*有效）；

• 国家相关设备的制造标准。

项目验收方法

• 我公司在验收程序上一般分为2个过程：1预验收 ;2终验收；

• 我方制造完成后，通知买方进行预验收，预验收依据双方签订的技术协议进行，验收结果符合国家试验机相关标准，验收合格后发货，并签订验收纪要，验收纪要做为进行终验收的一部分；如买方不进行预验收，以我方出厂前的验收结果作为产品合格的依据；

• 在提交前，我方对货物的质量、规格、性能、数量、和重量等进行详细而全面的检验，并出具一份证明货物符合合同规定的证书。该正式将作为申请付款单据的一部分，但有关质量、规格、性能、数量和重量的验收不应视为最终验收。我方验收的结果和细节在证书中加以说明。

• 货物运抵现场后，由买方通知我方技术人员安装调试，进行终验收，终验收的依据为双方签订的技术协议和国家试验机制造相关标准；验收合格后双方签字有效。

• 货物运抵现场后，如发现货物的规格或数量或两者都与合同不符，买方可以对货物的质量、规格、性能、数量和重量进行重新检验，由当地质检部门出具的检验证书。争议由双方协调解决

十九、质量保证:

（1）试验机主机保修一年，终身服务（含机械、夹具、硬件、软件）。

（2）联想电脑打印机硬件保修三年，货到需方后由需方填好保修单与当地联想服务公司直接联系保修，可直接享受联想公司给予的全面联保的售后服务。

二十．售后服务

1、保修范围

（1）试验机主机保修一年，终身服务（含机械、夹具、硬件、软件）。

（2）联想电脑打印机硬件保修三年，货到需方后由需方填好保修单与当地联想服务公司直接联系保修，可直接享受联想公司给予的全面联保的售后服务。

2、培训

（1）本试验机到需方场地内，我方人员到场调试。免费为需方1－2名操作人员进行培训，培训地点可在需方公司内，也可在我公司。

（2）培训必须达到正确使用试验机、软件操作和一般维护和故障处理。

3、维修服务

（1）咨询服务供方随时电话或书面解答产品使用的疑问。

（2）故障保修期间内，供方12小时内为用户作出故障排除方案并通知用户，如解决不了，供方派人售后。

（3）保修期内人为或自然灾害引起的故障或损坏，仅收取维修成本费。

4、以下情况不属于保修范围

（1）因不正常操作及人为或自然灾害引起的故障或损坏。

（2）未经我方同意自行拆卸改机部分（如微机、主机、线路等）造成的损坏。

（3）未经我方同意任意安装软件、任意删除电脑文件或自解注册号使用不能正常工作造成试验机不能工作。

5、更新服务

（1）免费为用户升级试验软件，优惠为用户扩展实验功能。

（2）用户向公司购买的其他附件只收取材料和加工费，不索取管理费。

二十一、设备资料:

• 设备电气图纸一套

• 设备使用说明书一份

• 设备操作软件光盘一套

• 设备使用合格证一份

• 设备使用保修卡一份

• 设备装箱配置单一份