高強度螺栓拉力試驗機的主要組成部分

高強度螺栓拉力試驗機是用于檢測高強度螺栓抗拉強度、屈服強度、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準加載、穩(wěn)定夾持、J確測量、智能控制" 四大核心功能設(shè)計，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)是試驗機的 “動力心臟"，負責向高強度螺栓施加持續(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 - 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），電機系統(tǒng)含 “伺服驅(qū)動器"（調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速和扭矩）。

2、關(guān)鍵作用：按測試標準（如 GB/T 1231、ISO 898-1）要求，實現(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)需將高強度螺栓牢固固定，同時保證 “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：固定在試驗機 “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)機構(gòu)：部分G端機型含 “球面調(diào)心座"，可微調(diào)夾具角度，補償螺栓安裝時的微小偏斜，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"，負責實時采集螺栓承受的拉力值和軸向變形量，是計算力學(xué)性能指標的基礎(chǔ)，核心為兩類高精度傳感器：

補充說明：引伸計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)真實反映螺栓本身的拉伸狀態(tài)。

四、控制系統(tǒng)：實現(xiàn)自動化測試與A全保護

控制系統(tǒng)是試驗機的 “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，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、目標載荷 800kN）、啟動 / 停止測試。

2、軟件控制平臺：

2.1功能：實時繪制 “力 - 位移曲線"“力 - 時間曲線"，自動識別屈服點、計算抗拉強度 / 延伸率；2.2數(shù)據(jù)管理：支持數(shù)據(jù)存儲（Excel / 數(shù)據(jù)庫）、報告生成（含測試標準、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"（拉力超過量程 110% 時自動停機）、“過位移保護"（移動橫梁超出A全行程時斷電）、“急停按鈕"（緊急情況下切斷動力源）。

五、機架結(jié)構(gòu)：提供穩(wěn)定的受力框架

機架是試驗機的 “骨架"，需承受測試過程中的Z大拉力（如 2000kN），且自身變形極?。▌偠取?×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)大噸位機型為 “拉桿式框架"；1.2材質(zhì)：立柱和橫梁采用高強度合金結(jié)構(gòu)鋼（如 Q345D 或 45# 鋼調(diào)質(zhì)處理），部分G端機型采用 “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 “高強度螺栓 + 螺母" 緊固，或采用 “焊接 + 時效處理"（X除焊接應(yīng)力，防止后期變形）。

2、關(guān)鍵要求：機架出廠前需進行 “預(yù)壓處理"（施加額定載荷 120% 的壓力，保持 12 小時），確?？蚣苓M入 “彈性穩(wěn)定區(qū)"，避免測試時因機架變形影響數(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"，負責將力值傳感器、引伸計輸出的 “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），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、機械振動）；

3、數(shù)據(jù)修正軟件：內(nèi)置 “傳感器校準曲線"（每臺設(shè)備出廠前需經(jīng)國家計量機構(gòu)校準，輸入校準系數(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)備運行與人員A全

除核心功能外，輔助系統(tǒng)確保試驗機長期穩(wěn)定運行，A全系統(tǒng)保護操作人員和設(shè)備：

1、輔助系統(tǒng)：

1.1潤滑系統(tǒng)：對滾珠絲杠、導(dǎo)軌等運動部件定期加注潤滑油（電動潤滑泵自動定時供油），減少磨損；1.2冷卻系統(tǒng)：液壓驅(qū)動機型需 “液壓油冷卻器"（風冷或水冷），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)進入，影響運動精度。

2、A全系統(tǒng)：

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

八、總結(jié)

高強度螺栓拉力試驗機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)保障運行。要想了解更多產(chǎn)品組成部分，可隨時聯(lián)系河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司工作人員。