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技術文章
微機控制恒加載抗折抗壓試驗機的主要組成部分
微機控制恒加載抗折抗壓試驗機是用于建筑材料（如混凝土、水泥、石材等）抗折強度、抗壓強度測試的Z用設備，其核心特點是微機自動控制和恒定加載速率，確保測試精度與規(guī)范性。該設備的組成需圍繞 “加載執(zhí)行 - 精度控制 - 數(shù)據(jù)處理 - A全保障" 四大核心功能展開，具體可分為以下 5 大系統(tǒng)，各系統(tǒng)包含關鍵組件及作用如下：
一、主機加載系統(tǒng)（核心受力與動力單元）
主機加載系統(tǒng)是實現(xiàn) “抗折"“抗壓" 加載動作的基礎，需提供穩(wěn)定、可控的加載力，同時保證機械結構的剛性與穩(wěn)定性，避免自身變形影響測試精度。
| 組件 | 具體構成 | 核心作用 |
| 1、剛性主機架 | 立柱、上橫梁、下橫梁、工作臺 | 整體為高強度鋼材焊接 / 鍛造結構，承受加載過程中的Z大力（可達數(shù)千 kN），確保無明顯變形，為測試提供穩(wěn)定基準。 |
| 2、加載動力單元 | 液壓泵站（油泵、電機）、高壓油缸 | 多數(shù)機型采用液壓驅(qū)動（恒加載穩(wěn)定性優(yōu)于機械驅(qū)動）： - 液壓泵站提供高壓油源； - 油缸（多為下置式 / 上置式）推動橫梁或工作臺移動，實現(xiàn)對試件的加壓。 |
| 3、加載執(zhí)行機構 | 加載橫梁（可移動）、傳動絲杠 | 油缸驅(qū)動加載橫梁沿立柱上下移動，通過絲杠微調(diào)橫梁位置，J準控制加載初始間隙，確保加載力均勻作用于試件。 |
二、Z用夾具系統(tǒng)（適配抗折 / 抗壓測試）
因 “抗折" 與 “抗壓" 測試的受力形式不同，需通過可更換的Z用夾具實現(xiàn)兩種測試功能，確保試件受力符合國家標準（如 GB/T 50081-2019《混凝土物理力學性能試驗方法標準》）。
主要組件及功能：
1、抗壓夾具
1.1核心構成：上抗壓壓板、下抗壓壓板（材質(zhì)多為高強度合金鋼，表面經(jīng)硬化處理）、定心裝置。1.2作用：用于抗壓測試（如混凝土立方體試塊），上下壓板平行度需符合高精度要求（≤0.02mm/m），確保加載力垂直作用于試件端面，避免偏心加載導致誤差。
2、抗折夾具
2.1核心構成：三點彎曲支座（固定支撐點）、加載壓頭（活動加載點）、間距調(diào)節(jié)機構。2.2作用：用于抗折測試（如混凝土棱柱體試塊、水泥膠砂試塊），通過 “兩點支撐 + 一點加載" 的三點彎曲結構，模擬試件受彎破壞過程，支座間距可根據(jù)試件長度（如 100mm、150mm）調(diào)節(jié)。
三、測控系統(tǒng)（實現(xiàn) “恒加載" 與精度控制）
測控系統(tǒng)是設備的 “大腦"，負責接收指令、實時監(jiān)測加載力 / 位移、反饋調(diào)節(jié)加載速率，核心目標是實現(xiàn)恒定加載速率（如抗壓測試加載速率 0.3~1.0MPa/s），確保測試數(shù)據(jù)符合標準要求。
主要組件及功能：
| 組件 | 具體構成 | 核心作用 |
| 1. 傳感器單元 | （1）力傳感器：安裝于加載橫梁或油缸端，高精度（精度等級 0.1% FS~0.05% FS），實時采集加載力值； （2）位移傳感器（如 LVDT）：安裝于橫梁或試件旁，監(jiān)測試件變形或橫梁位移，輔助判斷加載穩(wěn)定性。 | 為控制與數(shù)據(jù)處理提供 “實時反饋信號"，是恒加載精度的基礎。 |
| 2. 控制單元 | Z用測控卡（或 PLC）、伺服控制器 | 接收微機指令與傳感器信號，通過閉環(huán)控制算法（PID 調(diào)節(jié)）控制液壓泵站的出油量 / 壓力，實時修正加載速率，確保力值按設定速率平穩(wěn)上升（無超調(diào)、無波動）。 |
| 3. 微機操作單元 | 工業(yè)計算機（或嵌入式觸摸屏） | 運行測試軟件，實現(xiàn) “參數(shù)設置（加載速率、試件尺寸、試驗類型）- 啟動 / 停止控制 - 實時狀態(tài)監(jiān)控"，是人機交互的核心。 |
四、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)
該系統(tǒng)負責將傳感器采集的 “力 - 時間"“力 - 位移" 信號轉(zhuǎn)化為可分析的測試數(shù)據(jù)，并生成規(guī)范報告，避免人工記錄誤差。
主要組件及功能：
1、數(shù)據(jù)采集卡
高精度 A/D 轉(zhuǎn)換器，將傳感器輸出的模擬信號（電壓 / 電流）轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，采樣頻率高（≥100Hz），確保捕捉加載過程中的力值變化細節(jié)（如試件破壞瞬間的力值驟降）。
2、測試軟件
核心功能：
2.1實時顯示：動態(tài)繪制 “力 - 時間曲線"“力 - 位移曲線"，直觀觀察加載過程；2.2數(shù)據(jù)計算：自動計算抗折強度（Rf = 1.5FL/bh2，F(xiàn) 為破壞荷載，L 為支座間距，b、h 為試件截面尺寸）、抗壓強度（Rc = F/A，A 為試件受壓面積）；2.3報告生成：自動生成測試報告（含試件信息、測試參數(shù)、強度結果、曲線圖譜），支持導出 Excel/PDF 格式，便于存檔。
3、存儲與顯示設備
硬盤（存儲測試數(shù)據(jù)與報告）、顯示器（實時顯示測試界面與曲線），部分機型支持 U 盤導出數(shù)據(jù)。
五、A全與輔助系統(tǒng)
保障設備運行A全、試件破壞時人員A全，同時延長設備使用壽命，是測試過程的 “防護屏障"。
主要組件及功能：
1、A全保護裝置
過載保護：當加載力超過設定量程的 110%~120% 時，控制單元自動停機，避免傳感器或主機損壞；
- 急停按鈕：緊急情況下手動切斷電源與液壓系統(tǒng)，強制停機；
- 防護罩（或防護網(wǎng)）：試件破壞時（如混凝土試塊破碎飛濺），防止碎片傷人，多為透明有機玻璃材質(zhì)，不影響觀察。
2、液壓輔助裝置
油溫控制器：液壓油溫度過高會影響粘度與壓力穩(wěn)定性，通過油溫傳感器與冷卻風扇，將油溫控制在 20~50℃；
- 油液過濾系統(tǒng)：內(nèi)置濾芯，過濾液壓油中的雜質(zhì)，避免堵塞油缸或閥門，延長液壓系統(tǒng)壽命。
3、其他輔助組件
試件定位工裝：輔助試件快速對準壓板中心，避免偏心加載；
- 電源穩(wěn)壓模塊：穩(wěn)定輸入電壓，防止電壓波動影響控制單元與傳感器精度。
六、總結：各系統(tǒng)的協(xié)同工作流程
1、裝夾試件：根據(jù)測試類型（抗折 / 抗壓）安裝對應夾具，放置試件并定位；
2、參數(shù)設置：通過微機軟件設定加載速率、試件尺寸、試驗編號；
3、啟動加載：微機發(fā)送指令，控制單元通過閉環(huán)算法驅(qū)動液壓系統(tǒng)加壓，傳感器實時反饋力值與位移；
4、數(shù)據(jù)處理：軟件采集信號，繪制曲線并自動計算強度；
5、試驗結束：試件破壞后設備自動停機，軟件生成報告，防護罩防止碎片飛濺。
各系統(tǒng)緊密配合，Z終實現(xiàn) “高精度、自動化、規(guī)范化" 的抗折抗壓測試，廣泛應用于建材檢測機構、建筑施工單位、科研院所等場景。要想了解更多產(chǎn)品組成部分，可隨時聯(lián)系河北天棋星子檢測設備有限公司工作人員。
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