材料試驗機的製作方法

2023-12-10 00:10:36 2

專利名稱：材料試驗機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種材料試驗機。
背景技術：
近年來，隨著計算機與自動控制技術的發展，傳統的試驗機行業 也由手工控制轉至自動控制，試驗環境、工人的勞動強度、檢測精度 等得到了極大的改善與提高。試驗機的自動化、信息化也是傳統的試 驗機行業的發展趨式。
試驗機的自動控制， 一般是在試驗機的基礎上增加一個自動控制 系統，由控制系統代替手工進行自動控制。控制系統的主體部分一控 制器也分成多種模式，可以是專用控制器(例如由單片機構成的專用 控制器)模式，也可以由計算機+控制器構成上下位機的控制模式。專
用控制器簡單，成本低，但功能簡單；由計算機+控制器的上下位機控 制模式中，控制器用於實現信號的採集與控制指令的執行，上位計算 機則可實現複雜的控制策略、數據報表管理與列印、聯網等複雜的功 能，是目前使用較廣的一種控制方式。
試驗機的自動控制帶來了一些優點，例如試驗環境、工人的勞動 強度、檢測精度等得到了極大的改善與提高，但也存在以下缺點
(1)安全性不及手動控制方式高
與試驗機的手動控制方式不同，在進行自動控制試驗過程中，有 時，由於液壓迴路中控制閥的零位不準或者是控制器出現故障，油缸 會出現失控導致上升速度過快，會出現過衝現象，如果不能及時停止
試驗，容易造成試驗機的損壞。而在手動控制方式中，這些危險都可 以由操作人員及時發現並通過鬆開回油閥等操作來排除險情。 (2)工作效率不及手動控制方式高在手動控制方式，尤其是在試驗過程中的空行程，可以通過手工 操縱送油閥、回油閥等方式讓空行程中油缸的上升或下降速度很快，從而縮短試驗中的無效時間提高工作效率；也可以通過控制油缸的下 降位置(例如兩次試驗之間，油缸不下降至底部位置，只預留出足夠 的裝夾試件空間即可)，以縮短空行程的方式來提高工作效率。而在自 動控制方式中，送油閥、回油閥一般處於關緊狀態，不參與控制，且 兩次試驗之間，油缸一般也回落至底部，導致自動控制方式的工作效 率不及手動控制方式高。發明內容為了克服已有的試驗機控制系統的安全性不高、試驗效率低的不 足，本實用新型提供一種安全性好、實驗效率更高的材料試驗機。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是 一種材料試驗機，包括機架、油缸和油路控制系統，所述油缸安 裝在機架上，所述油路控制系統包括油箱、過濾器、油泵和控制閥， 在所述機架上自下而上依次安裝用於在油缸上升過程中控制進油回 路與控制迴路的切換，在下降過程中，檢測試驗完成後的試驗機的回 落位置的油缸下限位置傳感器；用於在油缸上升過程中將油缸的慢速 轉入工作速度的油缸速度轉換位置傳感器；用於油缸在上升過程中如 觸發此開關，控制停止實驗並油缸卸荷的油缸上限位置傳感器；所述 的油缸下限位置傳感器、油缸速度轉換位置傳感器和油缸上限位置傳 感器位於油缸的側邊。
作為優選的一種方案所述油路控制系統還包括三位兩通電磁換 向閥，所述三位兩通電磁換向閥的進口與油泵出口連接，所述三位兩 通電磁換向閥的出口與油缸連接。進一步，所述的油缸下限位置傳感器、油缸速度轉換位置傳感器 和油缸上限位置傳感器均為接近開關。作為優選的另一種方案:所述的油路控制系統還包括壓力安全閥， 所述壓力安全閥位於與油缸的進油口連通的油路上。或者是所述的油路控制系統還包括壓力繼電器，所述壓力繼電 器位於與油缸的進油口連通的油路上，所述壓力繼電器與回油閥聯動。再進一步，所述接近開關為機械式、電磁式、光電式或者霍爾式 接近開關。所述的接近開關設有狀態指示燈。本實用新型的技術構思為在試驗機立柱上設置3個接近開關， 分別作為油缸上限、油缸下限、油缸速度轉換位置反饋，當油缸行進 至對應接近開關位置時，接近開關位置反饋信號有效，按油缸上升方 向，油缸下限位置傳感器、油缸速度轉換位置傳感器、油缸上限位置 傳感器依次排列。進一步來說，在油缸上升之初，通過電磁閥切換至 送油迴路，油缸快速上升，首先觸髮油缸下限位置傳感器，關閉送油 迴路，切換至壓力控制迴路(此時控制閥為最大開口)，油缸轉慢速上 升，接著觸髮油缸速度轉換位置傳感器，壓力控制迴路中的控制閥開 口減小，油缸轉工作速度，並啟動自動控制程序，自動判斷試件是否 壓到，並進行相應的過程控制(例如恆載荷控制)，如果上升過程中觸 發了油缸上限位置傳感器，並設置了上限保護功能，則自動停止試驗;
在試驗完成之後，根據不同的試驗要求，油缸應下行，或懸停。在下 行過程中，通過電磁閥切換至回油迴路，油缸快速下降，首先使油缸 速度轉換位置傳感器失效，此時可根據需要讓油缸懸停在此位置，或 忽略繼續快速下行至油缸下限行程開關，關閉回油油路，關閉控制回 路的控制閥開口，油缸懸停在此位置而不是下降到油缸底部，以縮短 下次試驗中油缸的空行程。如果在試驗過程中，液壓迴路中的壓力超 過壓力安全閥設定的壓力，則壓力安全閥打開卸載。本實用新型的有益效果主要表現在1、通過在試驗機上設置多個 位置開關、切換電磁閥，提高試驗過程中的油缸空行程速度，縮短空 行程距離，從而提高試驗機的工作效率，減小試驗中的衝擊；2、通過 在試驗機上設置上限位開關和在液壓油路中設置壓力安全閥，防止試 驗中的過衝和壓力過載，起到保護試驗設備的目的。

圖1是試驗機控制系統的系統邏輯結構圖。圖2是接近開關在試驗機上的布置示意圖。 圖3是實施例1中的試驗機液壓迴路圖。 圖4是實施例2中的試驗機液壓迴路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。 實施例1參照圖1 圖3， 一種材料試驗機，包括機架14、油缸4和油路 控制系統，所述油缸4安裝在機架14上，所述油路控制系統包括油箱 8、過濾器9、油泵IO和控制閥11，在所述機架14上自下而上依次安 裝用於在油缸上升過程中控制進油迴路與控制迴路的切換，在下降
過程中，檢測試驗完成後的試驗機的回落位置的油缸下限位置傳感器 7;用於在油缸上升過程中將油缸的慢速轉入工作速度的油缸速度轉換 位置傳感器6;用於油缸在上升過程中如觸發此開關，控制停止實驗 並油缸卸荷的油缸上限位置傳感器5;所述的油缸下限位置傳感器7、
油缸速度轉換位置傳感器6和油缸上限位置傳感器5位於油缸4的側邊。
所述油路控制系統還包括三位兩通電磁換向閥12，所述三位兩通 電磁換向閥13的進口與油泵10出口連接，所述三位兩通電磁換向閥 13的出口與油缸4連接。所述的油缸下限位置傳感器7、油缸速度轉 換位置傳感器6和油缸上限位置傳感器5均為接近開關。
所述的油路控制系統還包括壓力安全閥13，所述壓力安全閥13 位於與油缸的進油口連通的油路上。或者是所述的油路控制系統還 包括壓力繼電器，所述壓力繼電器位於與油缸的進油口連通的油路上， 所述壓力繼電器與回油閥聯動。
所述接近開關為機械式、電磁式、光電式或者霍爾式接近開關。 所述的接近開關設有狀態指示燈。
參照圖1，試驗機控制系統，包括用於實現試驗機工作控制的自 動控制器2和用於實現複雜控制策略、數據報表管理與列印、聯網等 複雜功能的控制計算機1 ，自動控制器2連接試驗機1 。
參照圖2，應用在材料試驗機上的3個接近開關，從下至上依次 設置在試驗機的立柱上油缸下限位置傳感器7、油缸速度轉換位置 傳感器6和油缸上限位置傳感器5，當油缸行進至對應接近開關位置 時，接近開關位置反饋信號有效。油缸下限位置傳感器7，在上升過
程中，用於控制進油迴路與控制迴路的切換，也就是說，在上升過程 中，先通過進油迴路使油缸快速上升，觸發該開關後，關閉進油迴路， 轉入控制迴路，油缸上升速度減緩，而在下降過程中，該開關用於控 制試驗完成後的試驗機的回落位置。在連續的試驗過程中，油缸每次 都回落到最低位置，無疑大大增加了空行程的時間，導致試驗效率下 降。設置此接近開關可以有效的縮短空行程的時間(試驗完成後油缸
懸停於此處，而不用降落至底部)；油缸速度轉換位置傳感器6，在上
升過程中，用於將油缸的慢速轉入工作速度，以減少油缸對試件的衝 擊，而在油缸下降過程中，可以讓油缸懸停於此位置，也可以忽略此
位置繼續向下；油缸上限位置傳感器5，如果設置了上限保護，當油 缸在上升過程中觸發此開關，則馬上停止試驗，油缸卸荷，避免對試 驗機造成傷害。
參照圖3， 一種液壓迴路圖，液壓油經油箱8、過濾器9和油泵 10，至控制閥11和三位兩通換向電磁閥12，其中，控制閥ll所在油 路稱為控制油路，換向閥所在油路稱為進油迴路。油泵啟動後，油泵 將壓力油供至上述兩個迴路，在非試驗狀態下，換向電磁閥處於中間 位置，進油迴路不通，控制閥口也處於關閉狀態，壓力油經控制閥ll 內的溢流通道，流回油缸，在控制閥11的出口無壓力，油缸處於底部 位置；試驗時，先通過換向電磁閥切換至左側位置的進油迴路，此時， 供油量大，油缸快速上升，當行進至下限開關時，進油閥切換至中間 位置，進油迴路截止，同時，控制閥口全開，壓力油經控制迴路供給 油缸，由於控制閥口小，油缸速度減緩，行進至速度轉換開關時，控 制閥口進一步減小，轉入工作速度，控制閥也轉入自動控制狀態；當 試驗結束，換向電磁閥切換至右側位置，油缸內的壓力油快速回至油
缸，油缸快速下降，若需要在下限開關或速度轉換開關處懸停油缸， 則只需同時關閉回油迴路和控制迴路即可，油缸內的壓力保持，油缸 懸停。
工作時，若控制迴路或進油迴路中的壓力超過壓力安全閥13的設 定值，壓力安全閥工作，將壓力油回至油箱，油缸中的壓力降低，避 免因壓力過高而損壞試驗機。
上述試驗機可以是各種材料試驗機，如材料拉伸機、壓力機、萬 能機，還包括各種其他類似的具有自動控制系統的試驗機。
實施例2
參照圖1、圖2和圖4，本實施例中不帶換向電磁閥，因此，不會 進行進油和回油的切換。液壓油經油箱8、過濾器9和油泵10，至控 制閥11，再壓力安全閥13至油缸4。在非試驗狀態下，控制閥口處於 關閉狀態，壓力油經控制閥11內的溢流通道，流回油缸，在控制閥 11的出口無壓力，油缸處於底部位置；試驗時，控制閥口全開，此時， 供油量大，油缸快速上升，當行進至速度轉換開關時，控制閥口減小， 轉入工作速度，控制閥也轉入自動控制狀態；當試驗結束，控制閥口 開閉，油缸懸停，或先控制閥口負向打開，快速下降，在下限開關或 速度轉換開關失效時，控制閥口關閉，油缸內的壓力保持，油缸懸停。
本實施例的其他結構和工作過程與實施例1相同。
權利要求1、一種材料試驗機，包括機架、油缸和油路控制系統，所述油缸安裝在機架上，所述油路控制系統包括油箱、過濾器、油泵和控制閥，其特徵在於在所述機架上自下而上依次安裝用於在油缸上升過程中控制進油迴路與控制迴路的切換，在下降過程中，檢測試驗完成後的試驗機的回落位置的油缸下限位置傳感器；用於在油缸上升過程中將油缸的慢速轉入工作速度的油缸速度轉換位置傳感器；用於油缸在上升過程中如觸發此開關，控制停止實驗並油缸卸荷的油缸上限位置傳感器；所述的油缸下限位置傳感器、油缸速度轉換位置傳感器和油缸上限位置傳感器位於油缸的側邊。
2、 如權利要求1所述的材料試驗機，其特徵在於所述油路控制系統 還包括三位兩通電磁換向閥，所述三位兩通電磁換向閥的進口與油泵 出口連接，所述三位兩通電磁換向闊的出口與油缸連接。
3、 如權利要求1所述的材料試驗機，其特徵在於所述的油缸下限位 置傳感器、油缸速度轉換位置傳感器和油缸上限位置傳感器均為接近 開關。
4、 如權利要求2所述的材料試驗機，其特徵在於所述的油缸下限位 置傳感器、油缸速度轉換位置傳感器和油缸上限位置傳感器均為接近 開關。
5、 如權利要求l一4之一所述的材料試驗機，其特徵在於所述的油 路控制系統還包括壓力安全閥，所述壓力安全閥位於與油缸的進油口 連通的油路上。
6、 如權利要求l一4之一所述的材料試驗機，其特徵在於所述的油 路控制系統還包括壓力繼電器，所述壓力繼電器位於與油缸的進油口 連通的油路上，所述壓力繼電器與回油閥聯動。
7、 如權利要求4所述的材料試驗機，其特徵在於所述接近開關為機 械式、電磁式、光電式或者霍爾式接近開關。
8、 如權利要求7所述的材料試驗機，其特徵在於所述的接近開關設 有狀態指示燈。
專利摘要一種材料試驗機，包括機架、油缸和油路控制系統，所述油缸安裝在機架上，所述油路控制系統包括油箱、過濾器、油泵和控制閥，在所述機架上自下而上依次安裝用於在油缸上升過程中控制進油迴路與控制迴路的切換，在下降過程中，檢測試驗完成後的試驗機的回落位置的油缸下限位置傳感器；用於在油缸上升過程中將油缸的慢速轉入工作速度的油缸速度轉換位置傳感器；用於油缸在上升過程中如觸發此開關，控制停止實驗並油缸卸荷的油缸上限位置傳感器；所述的油缸下限位置傳感器、油缸速度轉換位置傳感器和油缸上限位置傳感器位於油缸的側邊。本實用新型提供一種安全性好、實驗效率更高的材料試驗機。
文檔編號G01N3/00GK201215536SQ20082008851
公開日2009年4月1日 申請日期2008年6月5日 優先權日2008年6月5日
發明者力 葉, 趙章風 申請人:杭州中盛科技有限公司