塑料持久蠕变试验机

一、 适用范围:

塑料蠕变持久试验机主要用于非金属材料力学性能的检测，测定稳态蠕变速率、蠕变极限、蠕变伸长率、持久断裂时间、持久强度极限 。

二、 塑料持久蠕变试验机主要指标:

三、 主要配置:

计算机控制系统部分：                                

四、塑料蠕变持久试验机执行标准:

1、 制造和检验标准

试验机所有零部件和各种仪表的计量单位全部采用国际单位（SI）标准。

试验机设计制造、检验、使用符合国家标准和有关行业标准，适用标准如下:

    JB/T9373《拉力蠕变试验机技术条件》

    GB/T16491《电子式万能试验机》

    GB2611《试验机通用技术要求》

    GB/T16825.2《拉力蠕变试验机施加力的检验》

2、 适用的试验方法标准

    标准GB11546.1、 ISO899

五、结构原理及性能特点

塑料蠕变持久试验机主要由主机、测量控制系统、（手控盒）、集中控制系统、软件包等部分组成。

1 主机

上横梁与台面用两根立柱相连，构成门式高刚度框架，台面中央装有电动加载缸。交流伺服电机的转动经同步带和减速机减速后带动滚珠丝杠旋转，丝杠螺母安装在电动加载缸活塞上，活塞在滚动式防转导向机构约束下做直线运动。活塞端安装负荷传感器，下拉杆通过万向球座与负荷传感器连接，夹头与下拉杆连成一体，活塞的运动带动夹头上下移动，对试样施加试验力。电动加载缸装有行程开关，用于保护夹头的行程极限；伺服电机上的光电编码器，用于移动夹头位移的检测及试验速度的反馈，速度控制采用了进口全数字交流伺服系统。通过高精度反馈构成全闭环控制。

夹头与上拉杆用球形支座与横梁联接。上下两球座间距大，自动调心，试样仅受轴向拉力。

主机具有如下特点：

1.1 主机刚度高。采用无间隙传动，传动平稳，响应速度快；

1.2 上、下拉杆均设有自动对中的球座，有效地保证上下夹头的同轴度。

1.3 各执行机构之间设有位置限定开关或报警控制及互锁保护。

2 、温度测量控制系统

系统由高温箱、测温热电偶、冷端温度补偿器、温度测量控制仪等组成。

2.1 高温箱

  高温箱安装在主机立柱上，装卸试样方便；空间大。

炉体采用双层不锈钢壳体，上部和下部开有通风孔，有利于热气散热。

2.2  温度控制器

温度控制采用了日本岛电温度控制仪表，该表是智能型温度调节仪。温度控制器控制，试验温度和设定参数均可显示，并且有上、下限保护功能。

2.3  热电偶

高温箱带有热电偶，用于测量试样标距内温度，并同时进行自动控温。

3  高温拉杆及高温夹头

板材夹具的两平面对其纵轴中心的平行度在全长范围内不大于0.05mm;夹头槽的对称平面与其纵轴中心线重合，对称度不超过0.05mm;销孔轴线与夹具的纵轴中心线应垂直相交，对称度和垂直度均不大于0.05mm,销孔轴线对槽的两平面垂直度不超过0.03mm。

4  测量控制系统

GT550测量控制器与伺服系统、测力传感器、引伸计、位移传感器等部件构成全数字测控系统。

4.1  测量控制器                                                  

GTC550型测量控制器（安装在机座内） 用于电子式蠕变持久试验机等各种试验机，它是集数据采集、数据处理、过程控制一体化的新型测控器。它采用了目前先进的美国SOC(system on chip)片上系统和基于FPGA（高密度现场可编程门阵列）的DSP（数字信号处理）技术。

测量部分包括：测力单元、变形测量单元及其相配的传感器。

在试验过程中所测量的试验力、变形、位移经GTC550测量控制器数据的采集、标度变换及处理，在计算机屏幕上数字实时直读和曲线显示。根据试验方法要求，通过计算机控制系统运算后得到控制信号，再经调速系统放大后驱动电机。具有试验力、变形、位移闭环控制功能，真正实现匀试验力速率，匀变形速率，匀速控制，并在试验过程中无冲击切换。

测控系统具有如下特点：

4.1.1 有高速处理能力，低噪音、高抗干扰，高采样频率100次/s.

4.1.2 力、测变形分辨力高(24位),且内外不分档，全程分辩力不变化，用户可根据试验要求自行设定。

4.1.3 自动调零、自动标定等功能。

4.1.4 传感器通道频带宽度可达18HZ，所测得的试验数据和曲线真实。

4.1.5 测控器配有触摸屏操作盘，既独立操作试验机，也可以与计算机联机操作。

4.2  测力单元

力传感器采用美国世铨公司产品，它与测控器组成测力单元。其特点是：

4.2.1 分辨力高（可达1/500000），测量范围宽（1-100%FS）。

4.2.2 测量精度高且长时间稳定性好。

4.2.3 考虑传感器本身产生蠕变，选择了二倍于额定试验力的传感器。

4.3  测变形单元

光栅尺引伸计与测控器组合成测变形单元。其特点是：

4.3.1 分辨力高，测量范围宽。

4.3.2 测量精度高（0.5%）, 长期稳定性好，几乎无漂移。

4.3.3 双边引伸计所测量的变形值真实。

4.3.4 引伸杆导向部分刚度好；滚动轴承，导向灵活自如，摩擦力小。

5  集中控制系统

5.1系统构成

TestSoft RDW V3.0,由‘控制软件系统’和‘分析软件系统’两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。

系统采集控制结构

5.2运行环境

操作系统:简体中文Windows

5.3集散控制系统 （DCS）

支持多任务分配、合理使用CPU资源.。

支持硬件故障监视和诊断。

完整功能的独立单元，进一步分散危险性。

开放式网络、数据传输自由。

本系统由多台蠕变持久试验机的测控器、温度控制仪、计算机部分组成。系统具有如下功能：

5.3.1 测量控制器与计算机组成集散式控制系统，测量控制器作为下位机可完成试验的所有功能，可储存试验数据，可随时与计算机联机或脱开，通过网络接口接收或传送数据；数据采集间隔可根据变形变化量、试验力变化量任意设定。采样开始后具有变形清零密码保护功能，防止误操作造成的数据丢失。

5.3.2 控制系统具有强大的扩展能力，通过网络集成等技术，可由一台主控计算机与多台下位机组成集散式控制系统；控制器可以与计算机联机使用，也可以脱离计算机独立操作。计算机再联机时，控制器自动把数据传给计算机。通过控制器或计算机都可以设定试验所需的试验力、变形和加载速度，完成试验控制。

5.3.3 控制器可以与温控器进行通讯，并且对其控制，保证整个实验过程不受人为干扰，根据实验条件自动升温，当达到设定的环境温度时能自动进行规定的试验。

5.3.4 每台试验机可预设多个PID参数与功率控制参数，与温度相对应，当试验过程中以不同的试验温度进行试验时，系统将会自动选用所对应的PID参数与功率控制参数，避免更换试验温度时重新自整定炉温。

5.3.5 配有计时装置，试验时负荷达到设定值时开始计时并显示。

5.3.6 无人值守功能。试验机自动控制，反应灵敏、准确度高，当超出调整范围时用声光报警提醒操作人员，并自动停机，试验开始后不需要人看守。

5.3.7温度控制器与计算机完成对温度的控制和监测，对每台试验机高温炉数据进行实时显示、报警、控制。

MR13是日本岛电公司的产品，该产品即可作为独立的三回路，又可实现多温区的闭环自动调节，带模拟遥控输入/输出及232/485通讯接口。四排四位显示，是一款功能非常强大稳定的仪器仪表。

MR13的工作方式如下：

独立的三回路，定值调节方式。

a) 第一回路程序控制，二，三回路定值调节方式。

b) 二，三回路跟踪一回路设定值的三温区方式。

c) 第一回路定值程序，二，三回路跟踪一回路设定值后测量值三输出方式。

d) 模拟遥控用于群控或配比调节。

MR13带有RS485或RS232数字通讯接口。通讯距离最长达到1000米，利用址

号区分技术，在同一通讯线路上可控制100台MR13。MR13有LOC和COM两种工作方式，存储方式可达10万次。

6  试验软件

6.1 功能

a) 测量通道数据用户权限可自行设定；

b) 实时反馈数据监视；

c) 服务器端可以进行控制画面的实时图像监视；

d) 委托单位的信息参数可以根据用户的权限自行设定；

e) 满足各种材料形状的尺寸信息录入；

f) 可以对控温系统进行温控参数的设定，各段温度曲线的绘制，各段温度通道信号的显示；

g) 报警处理系统根据应变反馈信号模块自动报警并生成报警记录，以便操作人员定期查询；

h) 独立的数据处理系统形成局域网络进行所有控制台的数据处理；

i) 在主界面上，可以观察到系统内各台机器的试验情况：机器是否进行试验；正在试验的机器的主要参数（试验温度、试验力、试验时间、蠕变变形）；

j) 单台机器的试验界面，在主界面上双击机号的机器图标，就进入该机器的试验界面，在此可以看到该机器试验的详细情况，包括委托单位的信息、试样的信息、试验温度、试验力、试验方案、蠕变变形等详细信息；

k) 试样信息和试验温度、负荷、变形、时间等数据能够存储并输出，便于保存并且可以随时查阅。

6.2  性能

a) 在正常情况下，能够同时任意控制器中一台或多台试验机进行蠕变、持久试验，且互不干扰；

b) 完成单台或多台（自由组合）蠕变、持久试验机温度、变形等数据的自动测量与采集，对每台试验机数据进行实时监测，实时显示、报警；

c) 试验过程中实时显示温度-时间曲线、变形-时间曲线，试验结束后可再现数据曲线并可放大和缩小；

d) 图形界面直观、简洁，可对全部设备进行监控，以不同颜色、图标醒目标识，进行警示与报警；

e) 软件登陆及相关操作界面均有密码管理，避免误操作造成的试验数据丢失；

f) 对采集到的数据进行处理，按照标准的规定要求计算试验结果并绘制相应的试验曲线，生成用户所需报告；

g) 自动记录并保存数据，可对试验数据的历史资料进行查询，可按试样编号自动查询任意已经完成试验的原始数据或试验报告；

h) 设备可以根据试验方案的要求自动进行加温、保温、加载、数据记录等工作；

i) 图形处理功能强大，具有曲线放大、曲线遍历。曲线坐标移动。曲线叠加。曲线添加标注及曲线打印等功能；

k) 软件具有断点恢复、曲线自动刷新、故障自诊断等功能；

l) 具有报警提示功能，报警提示显示于控制台中，可显示温度异常、仪表通讯出错、电源未接通、电偶断裂等，并有报警声发出；

m) 具有超限报警、故障报警等安全保护功能；

n) 系统有良好的可维护性，主控计算机故障时，试验机不受主控计算机的影响，可完成试验的所有功能，且不丢失试验数据；

O) 监测系统软件菜单式操作，主页面可显示试样编号、试样尺寸、试验温度、试验应力、试验时间、加载方式（分级加载和一次加载）、升温和保温时间、加载时间、结束时间、温度曲线、加载曲线；

P） 具有试验数据存储、整理、回归处理、外推计算、试验结果曲线绘制功能；

q) 自动处理和储存试验数据，定期备份或还原试验数据，具有检索、分析和修改功能；

r) 可绘制蠕变曲线（可显示单边蠕变曲线和平均变形蠕变曲线）；

s) 试验报告根据用户格式设计，数据可导入Excel文档进行处理；

t) 报告自动生成，根据用户意愿编辑、打印试验报告。