科普：拉伸試驗機的型號、結(jié)構(gòu)和技術(shù)解讀

拉伸試驗機是材料力學(xué)性能測試領(lǐng)域最為核心的設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于金屬、非金屬、復(fù)合材料等多種材料的拉伸、壓縮、彎曲等力學(xué)性能檢測。  

冠騰試驗機被廣泛應(yīng)用于科研院所、高等院校、國家重點實驗室、質(zhì)檢院、行業(yè)監(jiān)測中心、航空航天、汽車制造、軌道交通、船舶制造、石油化工、鋼鐵冶金，以及地質(zhì)礦業(yè)、核能、電力、土木建筑等工程質(zhì)檢科研領(lǐng)域，在中國一汽、中車長春軌道客車、吉林碳谷等行業(yè)頭部企業(yè)中擁有大量應(yīng)用案例。公司所生產(chǎn)的全部產(chǎn)品均為高技術(shù)產(chǎn)品，即中檔和高檔次的試驗機。  

吉林冠騰拉伸試驗機的核心技術(shù)體系圍繞三個層面構(gòu)建：高剛度主機結(jié)構(gòu)、全數(shù)字智能測控系統(tǒng)以及雙控制屏交互平臺。  

一、主機結(jié)構(gòu)技術(shù)  

吉林冠騰拉伸試驗機的主機結(jié)構(gòu)設(shè)計體現(xiàn)了對剛性與穩(wěn)定性的追求。其電子萬能試驗機系列采用雙空間結(jié)構(gòu)、六柱雙自潤滑軸承導(dǎo)向高剛度主機，上空間進行拉伸試驗，下空間進行壓縮彎曲試驗，無需像單空間機型那樣頻繁更換夾具，大幅提升了工作效率。自潤滑軸承保證了良好的軸向線性運作，最大限度地減少了彎曲對測試精度的影響。單臂式高精度萬能試驗機則采用高鋼度單臂式主機結(jié)構(gòu)，強度高、變形小，經(jīng)特殊工藝保證試驗機同軸度，有效消除了不規(guī)則試樣對傳感器的影響。  

電液伺服系列（如LAW-2000型鋼絞線拉伸試驗機）采用大型框架式主機結(jié)構(gòu)，主機尺寸達到1300×1100×4300mm，整機凈重達9600kg，彰顯了其在大噸位測試領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢?；钊邪惭b的球面調(diào)心支承能夠自動調(diào)節(jié)上下夾頭同軸度，使鋼絞線斷口合格率高達100%。  

二、傳動與驅(qū)動系統(tǒng)  

在傳動系統(tǒng)方面，吉林冠騰采用了由高性能伺服電機、減速系統(tǒng)及精密滾珠絲杠組成的三級傳動鏈。萬能試驗機采用圓弧齒同步帶傳動，傳動過程中雙向無間隙，傳動平穩(wěn)、力矩穩(wěn)定，同時配備過流、過壓、過載等保護裝置。試驗速度范圍寬泛，例如WDW-200型電子萬能試驗機的速度范圍可達0.001～250mm/min，部分型號可達500mm/min，支持滿速滿載運行。  

三、測控系統(tǒng)——全數(shù)字化的智能大腦  

吉林冠騰拉伸試驗機最核心的技術(shù)優(yōu)勢在于其自主研發(fā)的全數(shù)字測量控制系統(tǒng)。該公司是國內(nèi)少數(shù)能夠自主研發(fā)、制造全數(shù)字測量控制器和試驗軟件的試驗機企業(yè)之一。其測控系統(tǒng)采用荷蘭ARM芯片網(wǎng)口通訊，采樣頻率高達10000Hz（電液伺服控制器），PC機無需額外板卡，通訊速度快、壽命長。電子萬能試驗機的采樣頻率可達1000Hz，測控準確穩(wěn)定。  

CT-3000系列旗艦機型采用自主研發(fā)的多閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)，力值精度達±0.5%FS，位移分辨率提升至0.001mm。電液伺服試驗機的油源采用智能數(shù)字油源技術(shù)，采用伺服電機加載，廢除了原有的伺服閥的壓差油源，具有節(jié)約電能80%以上、壽命比普通壓差伺服油源高5倍以上、控制平穩(wěn)的特點。  
 

四、雙控制系統(tǒng)與軟件平臺  

吉林冠騰的獨特創(chuàng)新在于配備了雙控制系統(tǒng)：除計算機軟件控制外，還配備了一塊7寸液晶彩色觸摸控制屏。該觸摸屏主界面包含調(diào)整空間功能區(qū)、試驗功能區(qū)、設(shè)置功能區(qū)等不少于23個功能模塊，支持可視化的PID調(diào)節(jié)，PID參數(shù)一目了然。即使計算機或測控系統(tǒng)出現(xiàn)異常，用戶仍可通過觸摸控制屏獨立完成試驗，保障了試驗的連續(xù)性。  

吉林冠騰拉伸試驗機產(chǎn)品線主要分為WDW系列微機控制電子萬能試驗機和LAW系列微機控制電液伺服鋼絞線拉伸試驗機兩大主線，覆蓋從小力值材料測試到超大噸位預(yù)應(yīng)力工程的完整應(yīng)用場景。  

一、WDW系列電子萬能試驗機  

WDW-20型電子試驗機主要用于金屬和非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲試驗等力學(xué)性能測試和分析研究。其最大試驗力為20kN，準確度等級0.5級，試驗力測量范圍0.4%～99%FS，試驗力分辨力達試驗力的1/500000，全程不分檔且分辨率不變。變形測量范圍0.2%～99%FS，變形分辨力為變形的1/500000。試驗速度范圍0.001～500mm/min（支持滿速滿載），位移示值誤差±0.5%，有效試驗寬度≥420mm，橫梁行程≥1100mm，主機重量≥350kg，電源為220V、50Hz、750W。該機型采用臺座式六柱雙自潤滑軸承導(dǎo)向高剛度主機，下空間做拉伸試驗，操作空間符合人體工程學(xué)，可減少勞動強度。  

WDW-100型微機控制電子萬能試驗機最大試驗力100kN，準確度等級0.5級，試驗力測量范圍0.4%～100%FS，試驗力示值誤差為示值的±0.5%，試驗力分辨率最大試驗力的1/500000。變形測量范圍0.2%～100%FS，變形示值誤差±0.5%，變形分辨率最大變形的1/500000。試驗速度0.001～500mm/min（支持滿速滿載），有效試驗寬度≥600mm，橫梁最大行程≥1200mm，主機重量≥1550kg，電源220V、50Hz、2kW。該機型采用雙空間結(jié)構(gòu)、六柱雙自潤滑軸承導(dǎo)向高剛度主機，上空間做拉伸試驗，下空間做壓縮彎曲試驗，無需頻繁更換夾具。  

兩款WDW系列機型均配備了冠騰自主研發(fā)的全數(shù)字測量控制器，采用網(wǎng)口通訊，采樣頻率1000Hz，PC機無需額外板卡，測控準確穩(wěn)定，壽命長。同時都具備預(yù)載保護功能，避免了高速開車導(dǎo)致傳感器過沖損壞，有效保護力傳感器及操作人員。  

二、LAW系列電液伺服鋼絞線拉伸試驗機  

LAW系列是冠騰的核心產(chǎn)品之一，專為預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線、高強度鋼絲等大型材料設(shè)計，以“電液伺服控制技術(shù)”為核心，在路橋建設(shè)、高層建筑、預(yù)應(yīng)力工程等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。LAW-600、LAW-1000、LAW-2000三款型號分別對應(yīng)600kN、1000kN、2000kN三個不同最大試驗力等級，形成了從入門級大力值到旗艦級超大力值的完整產(chǎn)品矩陣。  

LAW-600型最大試驗力600kN，有效測量范圍3～600kN，試驗力示值相對誤差控制在±0.5%以內(nèi)，分辨力高達1/500000FS。位移量程0.01～250mm，位移分辨力0.001mm；變形測量范圍0.2%～100%FS，變形分辨力同樣達到1/500000FS，可精準測量試樣在拉伸過程中的微小伸長量，滿足彈性模量、規(guī)定非比例延伸強度等關(guān)鍵參數(shù)的測量需求。試驗速度可在0～120mm/min范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，兼顧快速空載和慢速加載的不同工況需求。主機尺寸900×700×3200mm，伺服油源860×1000×1200mm，整機凈重3600kg，拉伸鉗口最大距離1100mm，可容納φ8~。  

三、高精度拉力試驗機  

吉林冠騰的高精度拉力試驗機主要用于金屬薄片和非金屬材料的拉伸試驗等力學(xué)性能測試和分析研究，還可配備大變形引伸計測量非金屬的變形，若配備相應(yīng)夾具還可完成壓縮、彎曲試驗。該機型采用四柱雙自潤滑軸承導(dǎo)向高剛度主機，自潤滑軸承保證了良好的軸向線性運作，高剛度主機提高了重復(fù)測量誤差。具備預(yù)載保護功能，避免了高速開車導(dǎo)致傳感器過沖損壞。主機、附件、測控、軟件均為冠騰公司獨立研發(fā)、生產(chǎn)制造，性能穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)準確，售后有保證，還可按用戶要求定制加長試驗空間、加寬空間機型。  

以上各型號均采用試驗軟件與觸摸控制屏雙控雙顯，實時顯示試驗數(shù)據(jù)，試驗軟件自動繪制試驗力-位移曲線、試驗力-時間、試驗力-變形、應(yīng)力-應(yīng)變等曲線，測試結(jié)束后自動存檔，自動求算最大力、上下屈服強度、非比例延伸強度、抗拉強度、抗壓強度、彎曲強度、彈性模量、延伸率等性能參數(shù)，測試結(jié)果按照試驗標準以EXCEL格式輸出。  

一、安裝條件與準備  

吉林冠騰拉伸試驗機在安裝前需要做好以下準備工作：  

安裝環(huán)境要求：設(shè)備應(yīng)放置于溫度10～35℃、濕度≤80%RH、無振動、無腐蝕性氣體的實驗室環(huán)境中。試驗機基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的強度，建議按設(shè)備廠商提供的安裝基礎(chǔ)圖進行混凝土基礎(chǔ)施工，對于大噸位機型（如LAW-2000型整機凈重9600kg）必須單獨制作專用基礎(chǔ)。  

電源要求：根據(jù)設(shè)備型號的不同，WDW-100型需要220V、50Hz、2kW電源，WDW-20型需要220V、50Hz、750W電源。安裝時應(yīng)確保電源電壓穩(wěn)定，建議配備穩(wěn)壓電源，同時做好接地保護。  

設(shè)備就位與水平調(diào)整：試驗機就位后，使用精度不低于0.02/1000mm的水平儀，在機身上橫梁、工作臺面等關(guān)鍵位置測量水平度，通過主機底座地腳螺栓調(diào)整設(shè)備水平，確保整機垂直度滿足要求。  

二、安裝步驟  

步驟一：設(shè)備開箱后首先核對裝箱清單，檢查各部件是否齊全，外觀有無損壞。  

步驟二：按照說明書要求將主機、測控系統(tǒng)、電氣控制柜分別就位，連接主機與測控柜之間的動力電纜、信號電纜。  

步驟三：安裝并連接計算機系統(tǒng)與觸摸控制屏，安裝冠騰公司提供的專用測控軟件及驅(qū)動程序。  

步驟四：連接液壓系統(tǒng)（針對電液伺服系列機型），按照管路標識正確連接油路，檢查接頭是否擰緊，加注合格液壓油。  

步驟五：進行通電前的全面檢查，確認所有連接無誤后方可通電。通電后檢查各指示燈狀態(tài)是否正常。  

步驟六：按照廠商提供的校準流程進行力值、位移、變形等參數(shù)的初始標定，確認各項技術(shù)指標達到要求。  

三、操作使用指南  

（一）開機前的準備工作  

確保所有的接線正確，設(shè)備至少預(yù)熱15分鐘，以保證傳感器的穩(wěn)定性。  

根據(jù)試驗合理設(shè)定上下限位塊的位置，防止超行程運行，對夾具和試樣造成損害。  

測量試樣形狀和尺寸，更換與試樣對應(yīng)的鉗口，安裝對應(yīng)的引伸計并進行校準。  

對于液壓機型，先檢查各數(shù)據(jù)線、電源線是否連接正常，然后按控制柜“電源”按鈕，指示燈點亮，此時油泵電機開啟。應(yīng)對泵站系統(tǒng)油路進行預(yù)熱，大約1分鐘后開始使用即可。  

（二）拉伸試驗操作流程  

第一步：系統(tǒng)啟動。接好電源線，開啟電源開關(guān)，按順序按下計算機開關(guān)和放大器電源開關(guān)，使電腦進入操作系統(tǒng)。電腦和放大器開機預(yù)熱時間不少于半小時。需要注意的是：必須先開啟計算機電源開關(guān)后，再開啟放大器電源開關(guān)，以免損壞AD卡。打開試驗機測控系統(tǒng)軟件，并聯(lián)機。  

第二步：參數(shù)設(shè)置。進入試驗窗口，選擇試驗方法，設(shè)定試驗參數(shù)。在軟件中設(shè)置拉伸方案，輸入拉伸速率等參數(shù)；設(shè)置拉伸試樣，輸入試樣名稱及尺寸。  

第三步：試樣安裝。根據(jù)試樣的直徑或尺寸裝入相對應(yīng)的鉗口，液壓機鉗口一套分為4塊，上下各兩塊，鉗口與鉗口夾板之間應(yīng)加注少量二硫化鉬潤滑脂。夾持試樣時應(yīng)將試樣的一端先夾持于試驗機的上鉗口中，然后點擊手控盒夾緊按鈕，選擇合適的速度，點擊橫梁上升按鈕使中橫梁上升而夾持于下鉗口中。夾持試樣應(yīng)在鉗口中的三分之二即可。  

第四步：引伸計安裝。安裝引伸計，拔出引伸計芯，確保引伸計與試樣接觸良好。  

第五步：清零與開始試驗。對力值、位移、時間等進行清零操作，然后點擊試驗按鈕，顯示屏曲線開始繪制，試驗開始。  

第六步：過程監(jiān)控。隨著試驗力的增加，測試曲線也會隨力值呈上升趨勢，直至金屬材料屈服后曲線開始下滑，此時表明試樣快要斷裂，注意觀察直至試驗結(jié)束。  

第七步：試驗結(jié)束與數(shù)據(jù)保存。測試結(jié)束后，實驗報告會自動彈出，選擇所需要的測試結(jié)果進行打印保存。按照順序取下引伸計、試樣，記錄實驗數(shù)據(jù)。  

（三）關(guān)機順序  

按照程序要求關(guān)閉機器，嚴禁直接切斷電源。正確順序為：先關(guān)閉試驗軟件，然后關(guān)閉計算機和放大器電源，最后關(guān)閉總電源開關(guān)。  

四、操作安全注意事項  

當(dāng)按快速上升鍵或快速下降鍵時，不要將手放在移動橫梁與固定的試樣、夾具或試驗裝置之間，以免受傷。嚴禁超負荷、超速度規(guī)定使用機臺。嚴禁硬物碰撞升降絲杠，按時上潤滑油。電子試驗機和微機連機時必須按程序要求操作，嚴禁違章操作導(dǎo)致程序紊亂。更換試驗夾具時注意配合，防止砸傷。  

一、日常保養(yǎng)（每日/每次使用后）  

清潔機身與夾具：使用干凈軟布擦拭主機、傳感器、夾具表面，清除灰塵、油污或試樣碎屑。避免使用腐蝕性溶劑（如丙酮、強酸堿），可用中性清潔劑。  

檢查夾具與連接件：確認夾具無松動、磨損或裂紋。檢查螺紋、銷釘是否完好，必要時緊固或更換。試驗機的夾具必須涂有防銹油，經(jīng)常檢查鉗口的螺絲是否有松動，及時擰緊松動的螺絲。  

觀察運行狀態(tài)：啟動空載運行，聽是否有異常噪音（如電機異響、絲杠卡頓），檢查橫梁移動是否平穩(wěn)、無抖動。  

關(guān)機與斷電：測試結(jié)束后將橫梁歸位至安全位置，關(guān)閉軟件和主機電源。  

檢查電氣連接：經(jīng)常檢查控制器后面的連接線是否接觸良好，但注意，必須關(guān)閉控制器的電源才能拔插連接線的接口，接口是對應(yīng)好的，否則會對試驗機造成損壞。  

二、定期保養(yǎng)（按周/月/季度/年）  

每周：清潔導(dǎo)軌與絲杠，用無絨布擦拭滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，檢查潤滑情況。  

每月：潤滑傳動部件，在絲杠、導(dǎo)軌等運動部位加注專用潤滑脂（如鋰基脂）。機主體底座上面的壓蓋上設(shè)有注油孔，通過該孔注油來潤滑螺母。下鉗口座升降用絲杠的螺紋，根據(jù)使用情況也應(yīng)該經(jīng)常潤滑，以免磨損妨礙轉(zhuǎn)動。  

每季度：檢查傳感器與接線，確認力傳感器、引伸計連接牢固，無松動或氧化。一級保養(yǎng)一般定為三個月進行一次，保養(yǎng)后應(yīng)達到外觀清潔、呈現(xiàn)本色、油路暢通、油窗明亮、潤滑良好、試驗臺磨損減少、試驗臺缺陷排除、事故隱患消滅、試驗臺操作靈活、運轉(zhuǎn)正常、保持完好狀態(tài)。  

每半年：由計量部門或廠家對力值、位移、變形進行校準（依據(jù)JJG139、ISO7500-1等標準）。  

每年：全面檢查電氣系統(tǒng)，檢查電機、驅(qū)動器、控制板工作狀態(tài)，清理內(nèi)部灰塵。減速箱、油緩沖器用高速潤滑機油，每隔一年更換一次，更換時要清洗干凈，手輪升降絲杠用普通機油。  

三、電液伺服系列特殊維護  

對于電液伺服系列試驗機，需特別注意液壓系統(tǒng)的維護：  

定期更換油路濾芯，清理變質(zhì)油，防止污物進入伺服閥，有效防止故障發(fā)生，延長伺服閥的運行時間。  

定期更換液壓油，加強液壓油的管理。液壓油在長期工作中會氧化焦化，液壓系統(tǒng)中的泵、閥、油缸等的磨損會產(chǎn)生一些金屬屑，它們會降低液壓油的品質(zhì)，造成故障。  

定期檢查密封圈，檢查主機和油源處是否有漏油的地方，如發(fā)現(xiàn)有漏油，應(yīng)及時更換密封圈或組合墊。  

定期更換濾芯，根據(jù)機器的使用情況及油的使用期限，定期更換吸油過濾器和濾芯。  

四、常見故障及排除方法  

故障一：主機電源不亮，不能上下移動  

解決方法：檢查接入試驗機的電源線路是否連接正常；檢查急停開關(guān)是否處于擰起狀態(tài)；檢查電源電壓是否正常；檢查機器插座上的保險是否燒斷，取出備用保險絲安裝即可。  

故障二：加載卡頓/異響  

原因分析：導(dǎo)軌/絲杠潤滑不足導(dǎo)致摩擦阻力增大（尤其金屬材質(zhì)部件長期未保養(yǎng)）；試樣夾持偏心，加載時產(chǎn)生側(cè)向力；傳動齒輪磨損或嚙合不良。解決方法：拆卸導(dǎo)軌蓋，涂抹高溫潤滑脂（如二硫化鉬），手動推動橫梁確認順滑度；校準夾具同軸度，使用對中裝置確保試樣垂直受力。  

故障三：試樣斷口總是在兩邊斷  

原因分析：試驗機主體部分安裝不垂直；鉗口裝夾時沒放正；鉗口質(zhì)量太差、齒損壞。解決方法：按要求使鉗口對稱夾好試樣；檢查安裝垂直度；更換損壞的鉗口。  

故障四：力值波動大/不歸零  

原因分析：力傳感器受潮或接線松動導(dǎo)致信號干擾（常見于環(huán)境濕度＞80%RH）；放大器電路板元件老化；試樣夾持不緊，加載時打滑導(dǎo)致力值跳變。解決方法：用萬用表檢測傳感器線纜電阻，重新焊接接線端子；更換放大器模塊，校準零點；檢查夾具鉗口磨損情況，更換鋸齒狀鉗口或增加防滑襯墊。  

故障五：力值超差/誤差大  

原因分析：傳感器校準周期過長（超過1年），線性度偏離國家標準；加載速度與設(shè)定值不符，導(dǎo)致動態(tài)力值偏差。解決方法：送計量機構(gòu)校準傳感器，獲取校準證書并在設(shè)備中輸入修正系數(shù)；用轉(zhuǎn)速表實測電機轉(zhuǎn)速，調(diào)整變頻器參數(shù)，確保速度精度≤±0.5%。  

故障六：引伸計數(shù)據(jù)異常  

原因分析：引伸計刀刃磨損或污染，夾持試樣時接觸不良；引伸計信號線屏蔽層破損，受電磁干擾；變形測量范圍設(shè)置錯誤。解決方法：用細砂紙打磨刀刃表面，測試前用酒精擦拭試樣夾持區(qū)域；更換帶屏蔽層的信號線，遠離強電磁源布線。  

故障七：軟件聯(lián)機后提示超載  

解決方法：檢查計算機與試驗機的通訊線是否脫落；檢查聯(lián)機選擇傳感器是否正確；檢查傳感器是否被撞過；檢查是否手動更改過校準值或標定值。  

故障八：擺錘快速回落造成沖擊  

解決方法：主要是緩沖器失靈，除按常規(guī)調(diào)整外，還應(yīng)考慮用油是否太稀、太臟等。  

五、長期停用注意事項  

長期不通電時，請關(guān)閉設(shè)備主電源。如超過6個月仍不啟用，應(yīng)開箱清洗，重新封涂。超過1年不用的設(shè)備，建議重新啟用前由專業(yè)人員進行全面檢查和校準。  

吉林冠騰拉伸試驗機以其高剛度主機結(jié)構(gòu)、全數(shù)字智能測控系統(tǒng)和完備的雙控制交互平臺為核心技術(shù)優(yōu)勢，WDW系列與LAW系列產(chǎn)品覆蓋了從常規(guī)材料檢測到超大力值預(yù)應(yīng)力工程的全場景應(yīng)用需求。標準化的安裝流程、精細化的操作規(guī)范和制度化的維護保養(yǎng)體系，是確保設(shè)備長期穩(wěn)定運行、數(shù)據(jù)準確可靠的根本保障。用戶在使用過程中應(yīng)嚴格遵循廠商指導(dǎo)，建立*的設(shè)備檔案，定期進行校準和保養(yǎng)，方能充分發(fā)揮設(shè)備性能，延長使用壽命。