高強(qiáng)度螺栓拉力試驗(yàn)機(jī)的主要組成部分

高強(qiáng)度螺栓拉力試驗(yàn)機(jī)是用于檢測高強(qiáng)度螺栓抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率等力學(xué)性能的核心設(shè)備，其組成部分圍繞 “J準(zhǔn)加載、穩(wěn)定夾持、J確測量、智能控制" 四大核心功能設(shè)計(jì)，主要可分為 7 大系統(tǒng)，各系統(tǒng)分工明確且協(xié)同工作，確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

一、加載系統(tǒng)：提供可控拉力的核心動力源

加載系統(tǒng)是試驗(yàn)機(jī)的 “動力心臟"，負(fù)責(zé)向高強(qiáng)度螺栓施加持續(xù)、均勻且可調(diào)節(jié)的拉力，根據(jù)加載方式不同，常見結(jié)構(gòu)如下：

1、核心部件：

1.1驅(qū)動單元：主流為電液伺服驅(qū)動（大噸位測試，如 1000kN 以上）或伺服電機(jī) - 滾珠絲杠驅(qū)動（中小噸位，精度更高）；1.2執(zhí)行元件：液壓驅(qū)動對應(yīng) “液壓缸 + 活塞"，電機(jī)驅(qū)動對應(yīng) “滾珠絲杠 + 移動橫梁"；1.3動力輔助：液壓系統(tǒng)含 “液壓泵、溢流閥、換向閥"（控制油壓和流量），電機(jī)系統(tǒng)含 “伺服驅(qū)動器"（調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩）。

2、關(guān)鍵作用：按測試標(biāo)準(zhǔn)（如 GB/T 1231、ISO 898-1）要求，實(shí)現(xiàn) “勻速加載、分級加載、恒定載荷保持" 等模式，避免拉力驟變導(dǎo)致螺栓受力不均。

二、夾持系統(tǒng)：固定螺栓、確保力線對中

夾持系統(tǒng)需將高強(qiáng)度螺栓牢固固定，同時(shí)保證 “拉力中心線與螺栓軸線重合"（力線對中偏差≤1%），否則會導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)偏差（如抗拉強(qiáng)度虛高）。根據(jù)螺栓結(jié)構(gòu)（全螺紋、半螺紋、帶頭部），分為上下兩組夾具：

1、核心部件：

1.1上夾具：固定在試驗(yàn)機(jī) “固定橫梁" 上，多為楔形夾具或?qū)A式夾具，通過 “液壓 / 手動夾緊" 確保螺栓頭部不打滑；1.2下夾具：連接在 “移動橫梁" 或 “加載油缸" 上，針對全螺紋螺栓，常配螺紋套夾具（內(nèi)螺紋與螺栓規(guī)格匹配，如 M16、M24），或 “V 型塊 + 壓板"（防止螺栓徑向偏移）；1.3對中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：部分G端機(jī)型含 “球面調(diào)心座"，可微調(diào)夾具角度，補(bǔ)償螺栓安裝時(shí)的微小偏斜，保證力線對中。

2、關(guān)鍵要求：夾具材質(zhì)需為高強(qiáng)度合金鋼（如 40CrNiMoA），表面硬度≥HRC 55，避免夾具變形或磨損影響夾持穩(wěn)定性。

三、測量系統(tǒng)：J準(zhǔn)采集力值與變形數(shù)據(jù)

測量系統(tǒng)是 “數(shù)據(jù)傳感器"，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集螺栓承受的拉力值和軸向變形量，是計(jì)算力學(xué)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)，核心為兩類高精度傳感器：

補(bǔ)充說明：引伸計(jì)需直接夾持在螺栓的 “Y效螺紋段"，避免夾持在頭部或非受力區(qū)，確保變形數(shù)據(jù)真實(shí)反映螺栓本身的拉伸狀態(tài)。

四、控制系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)自動化測試與A全保護(hù)

控制系統(tǒng)是試驗(yàn)機(jī)的 “大腦"，通過軟件和硬件協(xié)同，控制加載過程、采集數(shù)據(jù)、觸發(fā)A全保護(hù)，核心分為 “硬件控制單元" 和 “軟件控制平臺"：

1、硬件控制單元：

1.1PLC（可編程邏輯控制器） 或 Z用控制板卡：接收傳感器信號，向加載系統(tǒng)發(fā)送指令（如調(diào)節(jié)加載速度）；1.2人機(jī)交互界面：觸摸屏或工業(yè)電腦，用于設(shè)置測試參數(shù)（如加載速度 5mm/min、目標(biāo)載荷 800kN）、啟動 / 停止測試。

2、軟件控制平臺：

2.1功能：實(shí)時(shí)繪制 “力 - 位移曲線"“力 - 時(shí)間曲線"，自動識別屈服點(diǎn)、計(jì)算抗拉強(qiáng)度 / 延伸率；2.2數(shù)據(jù)管理：支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲（Excel / 數(shù)據(jù)庫）、報(bào)告生成（含測試標(biāo)準(zhǔn)、螺栓規(guī)格、數(shù)據(jù)結(jié)果）、歷史數(shù)據(jù)查詢。

3、A全控制：內(nèi)置 “過載保護(hù)"（拉力超過量程 110% 時(shí)自動停機(jī)）、“過位移保護(hù)"（移動橫梁超出A全行程時(shí)斷電）、“急停按鈕"（緊急情況下切斷動力源）。

五、機(jī)架結(jié)構(gòu)：提供穩(wěn)定的受力框架

機(jī)架是試驗(yàn)機(jī)的 “骨架"，需承受測試過程中的Z大拉力（如 2000kN），且自身變形極小（剛度≥5×10^5 N/mm），否則會導(dǎo)致加載精度下降。

1、核心結(jié)構(gòu)：

1.1框架類型：主流為 “門式框架"（上下固定橫梁 + 兩側(cè)立柱），少數(shù)大噸位機(jī)型為 “拉桿式框架"；1.2材質(zhì)：立柱和橫梁采用高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)鋼（如 Q345D 或 45# 鋼調(diào)質(zhì)處理），部分G端機(jī)型采用 “整體鍛造框架"（減少拼接間隙，提升剛度）；1.3連接方式：立柱與橫梁通過 “高強(qiáng)度螺栓 + 螺母" 緊固，或采用 “焊接 + 時(shí)效處理"（X除焊接應(yīng)力，防止后期變形）。

2、關(guān)鍵要求：機(jī)架出廠前需進(jìn)行 “預(yù)壓處理"（施加額定載荷 120% 的壓力，保持 12 小時(shí)），確保框架進(jìn)入 “彈性穩(wěn)定區(qū)"，避免測試時(shí)因機(jī)架變形影響數(shù)據(jù)。

六、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)：將信號轉(zhuǎn)化為Y效數(shù)據(jù)

該系統(tǒng)是 “信號轉(zhuǎn)換器"，負(fù)責(zé)將力值傳感器、引伸計(jì)輸出的 “模擬信號"（如電壓信號 0-10V）轉(zhuǎn)化為 “數(shù)字信號"，并進(jìn)行濾波、修正，Z終S成可讀取的測試數(shù)據(jù)。

核心部件：

1、數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）：采樣頻率≥1000Hz（確保捕捉瞬間屈服點(diǎn)），分辨率≥16 位（保證數(shù)據(jù)精度）；

2、信號調(diào)理模塊：含 “放大器"（放大微弱信號）、“濾波器"（過濾環(huán)境干擾，如電網(wǎng)波動、機(jī)械振動）；

3、數(shù)據(jù)修正軟件：內(nèi)置 “傳感器校準(zhǔn)曲線"（每臺設(shè)備出廠前需經(jīng)國家計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)，輸入校準(zhǔn)系數(shù)），修正溫度漂移（環(huán)境溫度變化導(dǎo)致的傳感器誤差）。

七、輔助與A全系統(tǒng)：保障設(shè)備運(yùn)行與人員A全

除核心功能外，輔助系統(tǒng)確保試驗(yàn)機(jī)長期穩(wěn)定運(yùn)行，A全系統(tǒng)保護(hù)操作人員和設(shè)備：

1、輔助系統(tǒng)：

1.1潤滑系統(tǒng)：對滾珠絲杠、導(dǎo)軌等運(yùn)動部件定期加注潤滑油（電動潤滑泵自動定時(shí)供油），減少磨損；1.2冷卻系統(tǒng)：液壓驅(qū)動機(jī)型需 “液壓油冷卻器"（風(fēng)冷或水冷），防止液壓油溫度過高（超過 60℃會降低油液粘度，影響加載精度）；1.3防塵罩：覆蓋移動橫梁和導(dǎo)軌，防止灰塵、雜質(zhì)進(jìn)入，影響運(yùn)動精度。

2、A全系統(tǒng)：

2.1A全防護(hù)罩：透明亞克力或鋼板材質(zhì)，包圍測試區(qū)域，防止螺栓斷裂時(shí)碎片飛濺；2.2漏電保護(hù)：電源回路含漏電保護(hù)器，避免電機(jī)、液壓泵漏電引發(fā)A全事故。

八、總結(jié)

高強(qiáng)度螺栓拉力試驗(yàn)機(jī)的各組成部分緊密關(guān)聯(lián)：加載系統(tǒng)提供動力→夾持系統(tǒng)固定試件→測量系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)→控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)過程→機(jī)架保證穩(wěn)定→數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理結(jié)果→輔助系統(tǒng)保障運(yùn)行。要想了解更多產(chǎn)品組成部分，可隨時(shí)聯(lián)系河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司工作人員。