試驗機拉伸裝置中的控制器升級方案
來源：天氏庫力 發(fā)布日期
2018-12-29 瀏覽：
改造升級方案加熱爐的改造將原有的一個固定對開式電阻加熱爐，改造升級為兩個移動對開式電阻加熱爐。具體改造方法是在試驗機上增加旋轉(zhuǎn)臂爐架，如所示。旋轉(zhuǎn)臂爐架分前臂和后臂兩部分，分別與試驗機底座上的立柱和加熱爐連接。通過調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)臂爐架的位置不僅能相對試驗機調(diào)整加熱爐的高度，而且能方便地將高溫爐爐膛和試驗機的夾頭中心軸線調(diào)整到適當(dāng)的位置。
可旋轉(zhuǎn)的對開式電阻加熱爐示意圖兩個可移動對開式電阻加熱爐的主要參數(shù)如下：外形尺寸320mm*440mm，爐膛尺寸80mm*320mm，均熱帶150mm，加熱爐上、中和下三段發(fā)熱體（鎳鉻電熱合金絲）的直徑均為1.0mm，繞制成螺旋體。加熱爐上、中和下三段發(fā)熱體的最大功率分別為1000，2000和1000W，試樣上綁扎熱電偶（K型熱電偶）與加熱爐上、中和下三段發(fā)熱體和各段溫度控制器對應(yīng)。高溫拉伸夾具的改造改造前拉桿和試驗機保持相對的固定關(guān)系，在進行完一次高溫拉伸試驗后要等待高溫拉桿冷卻到室溫狀態(tài)（或接近室溫）后，才能進行下一次高溫拉伸試驗的控溫過程。為提高工作效率，對試驗機的高溫拉伸夾具也進行了改造。重新設(shè)計了高溫拉伸夾具，在夾具的上部分增加隔熱板，在隔熱板上增加可以調(diào)節(jié)高度的懸掛固定桿，從而有效地解決了高溫拉桿和試驗拉棒在高溫環(huán)境中產(chǎn)生的熱膨脹變形問題。懸掛固定桿（根據(jù)不同試樣的長度調(diào)節(jié)以保證試樣位于加熱爐的中央）可以保證高溫夾具位置在高溫爐中保持相對固定，解決了不同試樣造成的在加熱爐內(nèi)的相對位置不同的問題，提高了控溫過程中的精度。另外，加入懸掛固定桿后，相當(dāng)于增加了一個把手，實現(xiàn)了在高溫試驗過程結(jié)束后將已拉斷試樣快速拿出，將另一支含有高溫試樣的拉桿裝入加熱爐內(nèi)，從而有效地提高了加熱爐的利用效率。
同時把以上設(shè)計為兩個可以移動的，在試驗機后側(cè)兩端分別增加一個支柱，可以再次提高一倍的工作效率。最后，將高溫夾具設(shè)計為上下兩部分可以與拉伸試驗機分離的結(jié)構(gòu)部件，待保溫結(jié)束后再與拉伸試驗機連接進行高溫拉伸試驗，其他時間可以利用該試驗機進行常溫拉伸等試驗，從而可以實現(xiàn)試驗機的最大利用率。溫度控制器的升級該試驗機高溫裝置原溫度控制儀表功能很簡單，主要存在如下缺點：由于其控制方式為加熱、保持和停止三位式控制，存在著溫度控制波動大、溫度控制精度差和加熱功率不可調(diào)節(jié)等缺點，因而能源浪費大，加熱效率低；該溫度控制儀表老化嚴(yán)重，存在著溫度控制失靈等故障，儀表控制精度難以滿足相關(guān)高溫拉伸試驗標(biāo)準(zhǔn)的精度要求，而且此儀表要求日常頻繁維護。因此，對試驗機高溫拉伸裝置中的溫度控制器進行了升級，優(yōu)化了控制器的控制參數(shù)。通過調(diào)研，筆者決定采用國產(chǎn)宇電A1-808P儀表替代原控制儀表，主要增加了程序控制和手動調(diào)節(jié)等方便試驗控制的功能。A1-808P儀表屬于智能型控制儀表，在整個溫度控制中可以人工干涉控制參數(shù)，以保證試驗的精度要求。在應(yīng)用人工智能調(diào)節(jié)算法功能后，能自動學(xué)習(xí)系統(tǒng)特性。當(dāng)自整定完成后，雖然初次控制時效果不太理想，但第二次使用時便能獲得非常精確的控制。
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