冲击试验机impact testing machine

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点击量: 204814 来源: 上海坚融实业有限公司

中文名称:冲击试验机
英文名称:impact testing machine
定义:对试样施加冲击试验力,进行冲击试验的材料试验机。
应用学科:机械工程(**学科);试验机(二级学科);材料试验机-材料试验机名称(三级学科)
   
冲击试验机
冲击试验机分为手动摆锤式冲击试验机,半自动冲击试验机,非金属冲击试验机等。它是一种能瞬时测定和记录材料在受冲击过程中的特性曲线的一种新型冲击试验机。通过更换摆锤和试样底座,可实现简支梁和悬臂梁两种形式的试验。它通过检测角位移信号送给计算机进行数据处理,**度高。
 
冲击的概念
冲击是指一个结构系统受到瞬时的载荷,也可以看成能量从外界传递到一个结构系统的短暂过程。
 
冲击试验分成三种:
1、规定脉冲试验方法,采用正弦波进行试验;
2、冲击普试验方法;
3、规定试验机试验方法。
前两种属于无损检测,后一种属于破坏性检测。我们经常使用的就是第三种试验方法,而它采用的就是我们的冲击试验机。
 
功的概念
功,也叫机械功,是物理学中表示力对距离的累积的物理量。与机械能相似的是,功也是标量,国际单位制单位为焦耳。
 
冲击试验机的应用范围
  1、选材及新材料研制
  2、冶金产品检查控制
  3、工艺质量监督
  4、各种条件下韧性评定
  5、冶金产品交货重要指标之一
很多机器零件在工作时要受到冲击载荷(冲击力)的作用,比如说冲床、锻锤、凿岩机、铆钉枪等都是在冲击载荷下工作的,日常生活中也很常见,比如汽车在启动、刹车以及速度突然改变的情况下都要受到冲击。另一方面国家需要对某些特殊设备进行强检比如:压力锅炉、压力容器等,必须要用到冲击试验机,另外也用到万能试验机和硬度计。
 
冲击试验的发展历史
  冲击试验自1905年左右问世以来发展很快,现在已经成为材料性能不可缺少的检查项目,*初的试验方法各种各样,但是随着时代的发展:夏比锁形冲击试验、夏比V型冲击试验和夏比梅氏冲击试验得到重视。1968年之前美国都是采用夏比锁形冲击试验方法,但是这种试验方法有个缺点:由于锁形缺口过钝,由此来确定脆性转变温度低于结构的脆性断裂温度,因此68年以后,在ASTM规范中就改用采用标准夏比V型试样,所以现在采用V型式样和梅氏冲击试样的比较多。总体来说欧美采用夏比V型缺口较多,而俄罗斯则采用夏比梅氏试样。
  我国的冲击试验,解放前几乎没有,解放以后**学习苏联,直到1963年才出现**个冲击试验标准GB229-1963,我们现在是用的*新的标准是GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤试验方法》,这个标准也适用于美标和欧标。
  冲击试验机的原理就是能量守恒定律,按照摆锤打断冲击试样后损失多少计算冲击功。但是这种试验方法天生就有一个缺点,不能像拉伸试验机那样直接显示里和位移的曲线,因为我们测量出来的结果只能是冲击功,冲击功是能量单位,他的单位是焦耳,而能量的公式是:
  W =FS 即 冲击功=力*位移,所以这两个变量无论哪一个发生变化都回引起冲击功的变化,尤其是位移。所以冲击功这一数值不能直接说明材料的韧性如何,不能描述材料在打击过程中产生的变化,只能作为一个参考。为了解决这个问题人们发明了仪器化冲击试验方法,
  该试验机试用标准GB/T19748—2005《钢材 夏比V型缺口摆锤冲击试验仪器化试验方法》
所以说示波冲击试验机是目前*先进的冲击试验机。
 
冲击试验机的工作原理
  冲击试验机被冲击的试样在受锤冲击的瞬间,分为手动摆锤式冲击试验机,半自动冲击试验机,非金属冲击试验机,数显半自动冲击试验机,微机控制冲击试验机。
数显全自动冲击试验机通过高速负荷测量传感器产生信号,经高速放大器放大后,由A/D快速转换成数字信号送给计算机进行数据处理,同时通过检测角位移信号送给计算机进行数据处理,**度高。加装高速角位移监控系统和力检测传感器和放大器,经计算机高速采样,数据处理,可显示N-T和J-T曲线,数据存盘,数据报告打印等,能瞬时测定和记录材料在受冲击过程中的特性曲线,通过更换摆锤和试样底座,可实现简支梁和悬臂梁两种形式的试验。
 
冲击试验机试验机的分类
  从做试验的材料上分:   
金属试验机 主要是各种金属的冲击性能测试,通常冲击功比较大
非金属试验机    各种塑料、橡胶的冲击性能测试,通常冲击功较小
从试验方式上分
  摆锤冲击试验机和落棰冲击试验机
  从结构上分:
  简支梁冲击试验机和悬臂梁冲击试验机
  从显示方式上分
  度盘显示、液晶显示、微机屏显
  从自动化程度上分
  手动、半自动、全自动冲击试验机
  
我们平常接触*多、使用*多的就是度盘显示半自动金属冲击试验机,型号是:JB-300B。
  从冲击能量上分
  金属摆锤的一般是300J、500J、800J
  金属落锤的要到几万焦耳的能量
  橡胶塑料的不只不过几焦耳 5.、10
  木材的一般的是100J
  从测试结果上分:
普通冲击试验机和仪器化冲击试验机
 
  下面我们以JB-300B为例重点讲解一下金属冲击试验机。   
一、适用标准:GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤试验方法》
  GB/T 3808-2002 《摆锤式冲击试验机的检验》
ISO 148-2-2008 《金属材料--夏比摆锤冲击试验--第2部分:试验机的检定》
 
  二、试验原理:
  用打击试样时能量前后的变化评定材料的韧性。
  KV(U)=FL( cos β-cos α)
  F-摆锤重力
  L-摆长(摆轴至F作用点距离)
  α-冲击前摆锤的落角
β-冲击后摆锤的升角
 
  三、基本参数、基本配置、工作条件
  △冲击能量: 300J、150J
  △度盘刻度范围及分度值:
  
能量范围    0~300J 0~150J
每小格分度值    2J 1J
△摆锤力矩:
  
摆锤冲击能量    300J    150J
摆锤力矩    160.7695 N•m    80.3848 N•m
△摆锤预扬角: 150°
  △主轴中心冲击点(试样中心)距离: 750mm
  △冲击速度: 5.2m/s
  △试样支座跨距: 40mm
  △试样支座端部圆弧半径: 1~1.5mm
  △试样支座支撑面倾角: 0°
  △冲击刃圆弧半径: 2~2.5mm
  △冲击刃夹角: 30°±1°
  △冲击刃厚度: 16mm
  △试样规格: (10×10×55)mm
  △试验机重量: 约 450kg
  △试验机外型尺寸: 2124×600×1340mm
  △电源: 三相四线制 50Hz 380V 180W(主电机)
  工作条件
  室温10~35°C 范围内;
  相对湿度不大于 85%;
  周围无腐蚀性介质的环境中;
  安装在厚度不小于150mm的混凝土地基上或固定在大于880公斤的基础上;
e、机座上安装基准面(250×300mm)的水平度调至0.2/1000以内;
 
  四、冲击试验机的组成部分
  JB-300B摆锤式冲击试验机由以下部分组成:主机身、取摆机构、挂脱摆机构、自动扬摆讯号装置、标度盘、摆锤、防护装置、电气部分组成。
  该机*大冲击能量为300J,并带有150J摆锤一个。所用试样断面为10×10mm.主要对冲击韧性较大的黑色金属,特别是钢铁及其合金进行试验。
该的产品的试验原理是利用摆锤冲击前位能与冲击后所剩位能之差在度盘上显示出来的方式,得到所试验试样的吸收功。
 
五、冲击试验的试样
 
  六、试验的步骤
  首先把试样放到砧座上面
  完成冲击动作共有四个过程:
  1 取摆
  按动取摆按钮,通过继电器和离合器、接触器的动作,摆锤扬至*高位置后,碰到微动开关,电机停转,其他电器线路复位,保险销伸出。
  2 退销
  按动退销按钮,保险销退回。
  3 冲击
  按动冲击按钮,电磁铁工作、实现落摆冲击。
  4放摆
按下放摆按钮,试验工作结束,把摆放下来。
 
  七、读数
  通过刻度盘的刻度读数,刻度都是事先标好的,越靠近零刻度每个刻度间的距离越大,越靠近*大刻度,刻度值之间的距离越小。
12.电源:220V
 
故障诊断及预防
  试验机作为控制产品质量必须的设备,在使用过程中如何排除故障、保证机器良好运转,操作人员应学会发现问题并能排除。
常见故障一:
  度盘指针灵敏性差,卸荷后有中途停止现象,或者零点位置经常变动。此种现象的产生原因是多方面的。
  1.齿杆上的滑轮及其道轨灰尘过多、锈蚀。此时需要卸下清洗干净,再加少许钟表油。
  2.指针转动轴脏,应清洗。
  3.齿杆压片和齿杆之间有接触,应调松。
  4.缓冲器回油情况**,应加以调整或清洗。
  5.测力活塞上的皮带脱落或太松(使活塞不能匀速运转)。
  6.测力活塞在油缸内摩擦力增大或卡死现象,应用氧化铬研磨膏对研,直至正常为止。
  7.摆锤在扬起过程中有阻碍物,或者摆轴太脏或锈蚀,使指针回零变动大。
常见故障二:
  做拉伸试验时,试样断口总是在两边断。造成这种现象的原因,首先应考虑试验机主体部分安装是不是垂直,如排除了这种原因,再从以下3个方面进行排除。
  1.钳口装夹时没放正,应按要求使钳口对称的夹好试样。
  2.钳口质量低劣,牙齿损坏,除了影响钳口不同心外,还使试验过程中试样打滑,使屈服点很难辨认。这时应更换钳口。
  3.升降导轮调节不正,使上下钳口不同心。应加工一个检验棒,上下钳口拉紧后,以两根力柱为依据用百分表测量,直到调节合格为止。
常见故障三:
  摆锤位置不正常,摆杆对不准垂直标记。
  原因主要是油的黏度过大或油太脏。排除方法:更换黏度合适的油。
  测力活塞转动有较大摩擦或不转动。排除方法:检查冲击试验机是否水平,排除测力活塞故障。
  存在不稳定摩擦力。排除方法:清洗摆轴轴承、齿杆、指针、线轮,调整好试验机水平,减少存在的不稳定摩擦力。
常见故障四:
  锤回位不正常,时快时慢。
  通常情况下,将缓冲器旋到恰当位置即可。但是,如果缓冲器的油孔被堵塞,或缓冲阀的钢球与进口接触部分有赃物或间隙过大,都会使缓冲器失灵。解决方法是清洗缓冲阀,调整钢球与阀座间隙在0.5mm左右。放置油针旋钮,使油针与阀体之间的间隙减小,并重新列出A.B.C砣的标志。还有,当温度影响较大时,可适当更换油。
常见故障五:
  被动针不能很好的停在任意位置,并且和主针不重合。
  排除方法是卸下表盘玻璃,调整被动针压簧螺丝,并调整指针,使之与主针重合。
常见故障六:
  加荷时,油路系统漏油严重或油管破裂。
  首先,检查油路系统接头处是否拧紧,如有需要更换垫圈的,要及时更换。如果是油管破裂,那么,需要更换强度更高的油管,另外,还要观察送油阀,溢流阀活塞是否顶死或装反。
常见故障七:
  试样断裂后,摆锤快速回落,造成冲击。
  主要是缓冲器失灵,除了按照常规调整外,还应考虑用油是否太稀、太脏等。
总之,要经常注意试验机的在使用过程中发现的问题,及时排除,以免您测试结果产生错误。在就是对试验机定期检查校正,保证试验机的正常使用。
 
主要技术指标
  1、冲击能量:150J、300J
  2、摆锤预扬角:150°
  3、摆轴中心至冲击点距离:750mm
  4、冲击速度:5.2m/s
  5、试样支座跨距:40mm
  6、钳口圆角:R1-1.5mm
  7、冲击刀刃圆角:R2-2.5mm
  8、冲击刀厚度:16mm
  9、角度准确度:±0.1°
  10、标准试样尺寸:10×10×55mm
  11、外形尺寸:2124 mm×600 mm×1340 mm
  12、试验机净重:450Kg
  13、电源:交流三相 380V±10% 50HZ 5A
  14、环境条件:周围环境中无腐蚀介质,无震动,无强电磁场干扰。
  冲击试样配套低温槽:
  1、 控温范围:+30℃~—60℃ (室温≤25℃)
  2、 恒温精度:<±0.5℃
  3、 降温速度:+30℃~0℃ 约2.0℃/min
   
冲击试样配套低温槽
0℃~-20℃ 约1.5℃/min
  -20℃~-40℃ 约1.0℃/min
  -40℃~—60℃ 约0.7℃/min
  4、 *大外形尺寸:900×505×850mm
  5、 有效工作空间:120×120×70mm
  6、 可装试样数量:>60(冲击试样尺寸:10×10×55mm)
  7、 数显计时器:1分~99分,分辨率1分
  8、 冷却介质:乙醇或其它不冻液
  9、 搅拌电机:16W
  10、工作电源:220V~240V,50HZ,3KW
11、试样筐三个。 
 
  冲击试样配套低温槽操作步骤:
  1、向低温槽的冷却槽中加入适量的冷却介质
  2、将清洁干净的试样按顺序整齐摆放在盛样筐中;然后放进低温槽冷槽内。
  3、在确认电源在规定的电压下及接地**,插上电源。
  4、按下电源开关,电源指示灯亮。
  5、设置低温温度:见《TCC智能温控仪使用说明书》
  6、当温度接近设定温度时,电控系统自动调节冷却流量,减缓降温速度。当温度到达设定温度时,电控系统自动启动保温记时,当保温时间达到八分钟时,蜂鸣器鸣响报警。此时,即可取出试样进行试验。
  7、按操作记时器上“RESET”键,可关闭蜂鸣器。
  8、试验完毕,按操作面板上“制冷”键,关闭压缩机;按下电源开关,关闭电源,电源指示灯灭;拔下电源插座,试验完毕。
  冲击试样配套缺口拉床:
  CSL-Y型冲击试样缺口双刀液压拉床,是冲击试验的专业配置设备,专门用于冲击试样V型与U型缺口加工。双刀双工位,一次加工拉削成型,加工质量可靠且��一性好;加工出的试样完全满足GB/T229-2007《金属材料夏比缺口冲击试验方法》。高盛冲击试样缺口拉床如改变结构形式及更换重要相关零件,可同时满足美标、欧标ASTM E23-02a、EN10045、ISO148、ISO083等国际标准。
  拉刀采用特殊材料,特殊工艺精密加工制造、硬度高、耐磨性好,使用寿命长。高盛冲击试样缺口拉床为液压传动的双刀结构,双刀双工位,一次加工两个试样缺口。