解讀萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)

伴隨著社會(huì)的進(jìn)步，國(guó)力的增強(qiáng)，各類新材料層出不窮，原有材料的性能也有了進(jìn)一步的提高，使用面也在不斷的擴(kuò)大，因而對(duì)材料的檢驗(yàn)也提出了更高的要求。眾所周知，在上世紀(jì)80年代之前，材料試驗(yàn)機(jī)的使用僅局限于金屬等少數(shù)領(lǐng)域，而如今，材料試驗(yàn)機(jī)的使用范圍已不再只限于金屬等領(lǐng)域了，它已經(jīng)擴(kuò)展到了所有的行業(yè)。材料試驗(yàn)機(jī)由過(guò)去的手動(dòng)液壓試驗(yàn)機(jī)一統(tǒng)天下，發(fā)展到今天，多種控制模式并存，性能特點(diǎn)各異，百花齊放的時(shí)代。在這琳瑯滿目的試驗(yàn)機(jī)中，如何選擇一款適合自己特點(diǎn)的試驗(yàn)機(jī)是大多數(shù)用戶所關(guān)心的事。由于目前絕大多數(shù)的材料試驗(yàn)都是靜力學(xué)性能試驗(yàn)，為此，下面就針對(duì)目前市場(chǎng)上的常見萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的性能特點(diǎn)做一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比分析，提出一個(gè)選型原則，供大家參考（寶大儀器公司技術(shù)參考）。

一、常見萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的種類

目前市場(chǎng)上常見的萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)主要有兩大系列，四種類型：

1、液壓系列：手動(dòng)液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī) 電液伺服液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)

2、電子萬(wàn)能系列：常規(guī)電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)

高性能電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)

它們的性能各異，優(yōu)缺點(diǎn)并存，各有各的用戶群體。

二、性能特點(diǎn)

1、液壓系列

1）手動(dòng)液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)

手動(dòng)液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)主要采用簡(jiǎn)易高壓油源作為動(dòng)力源，手動(dòng)調(diào)整閥作為控制元件，并進(jìn)行人工手動(dòng)實(shí)現(xiàn)加載，因而，它屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。由于受油源流量及主機(jī)結(jié)構(gòu)的限制，它的油缸活塞行程較小，常見的一般在300mm左右，它的試驗(yàn)速度一般也較小。受價(jià)格因素的影響，測(cè)力傳感器一般采用壓力傳感器（大噸位基本采用壓力傳感器）。因而，精度較低，量程較小，一般精度為1級(jí)或2級(jí)，量程一般為4%-100%F.S.受油缸摩擦力的影響，噸位一般很難做到很小，國(guó)內(nèi)最小為5T.但由于它所特有的低價(jià)及大噸位的特點(diǎn)，目前，在成品檢驗(yàn)、單一材料指標(biāo)的測(cè)試中還在大量使用。

2）電液伺服類萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)

它主要采用了精密高壓油源作為動(dòng)力源，使用伺服閥或比例閥作為控制元件進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)控制，因而控制性能較高，一般可實(shí)現(xiàn)載荷、應(yīng)變、位移三種控制模式。同手動(dòng)液壓萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)一樣，受油源流量的限制，他的試驗(yàn)速度較低。由于采用閉環(huán)自動(dòng)控制，系統(tǒng)剛度成了整個(gè)系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。眾所周知，液體的剛度是比較低的，為了盡可能的減少液體對(duì)整機(jī)剛度的影響，一般電液伺服試驗(yàn)機(jī)的行程都不大，同樣受整機(jī)剛度的影響，電液伺服類試驗(yàn)機(jī)的噸位都不可能做的很小，基本上都在一噸以上。但由于它有多種控制模式，因而具有使用靈活，性能較高的特點(diǎn)。

2、電子萬(wàn)能系列

1）常規(guī)電子萬(wàn)能類材料試驗(yàn)機(jī)

常規(guī)電子萬(wàn)能主要采用伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，絲杠、絲母作為執(zhí)行部件，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)移動(dòng)橫梁的速度控制，它的試驗(yàn)速度范圍可進(jìn)行調(diào)整，以RGM-200為例，它的試驗(yàn)速度可達(dá)0.001mm/min-1000mm/min，速比可達(dá)100萬(wàn)倍之多，試驗(yàn)行程可按需要而定，最大可達(dá)幾米。這是液壓類試驗(yàn)機(jī)無(wú)論如何也實(shí)現(xiàn)不了的。隨著電子技術(shù)的發(fā)展及伺服電機(jī)性能的提高，電子萬(wàn)能所采用的電機(jī)從早期的直流伺服電機(jī)到現(xiàn)在的更多的采用交流伺服電機(jī)，從早期的功率元件選用可控硅進(jìn)行移相觸發(fā)控制到今天的采用多種功率模塊實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制控制，電子萬(wàn)能的性能有了質(zhì)的飛躍，人們心目中的電子萬(wàn)能故障率高，性能較差的情況已經(jīng)不復(fù)存在了。由于常規(guī)電子萬(wàn)能采用速度控制，因而對(duì)系統(tǒng)剛度的要求不高，這樣就為小噸位試驗(yàn)機(jī)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了有利的條件。從目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)的情況看，一噸以下試驗(yàn)機(jī)基本上都為常規(guī)的電子萬(wàn)能類試驗(yàn)機(jī)。它的用途最廣，性價(jià)比最高。

2）高性能電子萬(wàn)能類試驗(yàn)機(jī)

高性能電子萬(wàn)能類試驗(yàn)機(jī)與常規(guī)的電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)一樣，它也采用伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，絲杠、絲母作為執(zhí)行部件，它與常規(guī)電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)所不同的是它的控制方式可為載荷控制，也可為應(yīng)變控制或位移控制。除了具有常規(guī)電子萬(wàn)能的速度寬，行程大的特點(diǎn)外，還具有電液伺服類試驗(yàn)機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，因而它是目前性能最好的萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。目前，這類試驗(yàn)機(jī)的佼佼者基本上都采用德國(guó)Doli公司生產(chǎn)的EDC 120系列作為核心控制部件。如瑞格爾公司生產(chǎn)的RG 2000系列就采用了EDC 120控制器。當(dāng)然，這類試驗(yàn)機(jī)也有它的缺點(diǎn)。由于具有載荷、應(yīng)變、位移三種控制模式，因而整機(jī)的穩(wěn)定性與系統(tǒng)的剛度有直接的關(guān)系，而試樣剛度又直接影響系統(tǒng)的剛度。所以當(dāng)所做試驗(yàn)的試樣種類較多時(shí)，整機(jī)剛度的變化就會(huì)很大，這樣就很難保證所有的試驗(yàn)都能夠正常進(jìn)行。為了滿足全部的試驗(yàn)都能夠正常進(jìn)行，就需隨時(shí)調(diào)整控制系統(tǒng)的參數(shù)（P，I，D參數(shù)），這對(duì)于非自動(dòng)控制專業(yè)的人來(lái)說(shuō)是有一定難度的，這樣也就不能完全發(fā)揮這類試驗(yàn)機(jī)的優(yōu)勢(shì)。這類試驗(yàn)機(jī)的價(jià)格比較高。

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