扭轉試驗機是對試件施加扭矩，進行扭轉試驗的設備。它的類型很多，構造形式也各有不同，但一般都是由加載和測力兩部分構成?，F(xiàn)以NJ—100B型扭轉試驗機為例，來說明其構造原理和使用方法。
一、主要技術性能
圖2-6 NJ— 100B扭轉試驗機外形圖 1—溜板；2—導軌；3—直流電機；4—減速器； 5—夾頭；6—試件；7—操作臺；8—度盤；9—記錄裝置 |
該試驗機采用了電子自動平衡測力裝置，直流電機無級調(diào)速系統(tǒng)并設有記錄裝置，它可以正反兩個方向施加扭矩進行扭轉試驗，專門用來測定各種金屬和非金屬材料受扭轉時的力學性能。分四級度盤：即0～1000N·m；0～500 N·m；0～200N· m；0～100N·m。
二、工作原理
試驗機由加載系統(tǒng)，測力系統(tǒng)和記錄裝置三個部分組成，其外形如圖2-6所示。
（1）加載系統(tǒng) 安裝在溜板上的加載機構，通過6個滾珠軸承可以在基座的導軌上自由滑動。由直流電動機的帶動，通過兩級蝸輪、蝸桿，減速箱的減速，使夾頭旋轉，對試件施加扭矩。試驗機的正反加載和停車可按動操縱面板上的按鈕3（圖2-7），為了適應各種材料扭力試驗的需要，試驗機具有較寬的調(diào)速范圍，即分為兩檔：0～36°／min；0～360°／min，可將調(diào)速開關6撥在0～36或0～360處，擰動調(diào)速電位器5進行調(diào)節(jié)，具體速度值由電表4顯示出。如選用0～36檔，電表上的數(shù)值減少10倍。
圖2-7 扭轉試驗機操作面板
1一工作電流表；2一記錄開關；3一按鈕；4一轉速表；5一調(diào)速電位器；
6一變速開關；7一電源開關；8一復位
圖2-8 扭轉試驗機原理示意圖
1—夾頭；2—杠桿；3—反向杠桿；4—變支點杠桿；5—拉桿；6—平衡杠桿；7—差動變壓器；
8—放大器；9—伺服電機；10—鋼絲；11—游鉈；12—繩輪；13—指針；14—測力度盤；15—
記錄筆；16—鋼絲；17—記錄筒；18—夾頭；19—減速箱；20－自整角發(fā)送機；21—放大器；
22—伺服電機；23—自整角變壓器；24—齒輪，25—量程選擇手輪；26—鏈條；27—傘齒輪；
28—凸輪
（2）測力系統(tǒng) 扭轉試驗機的杠桿系統(tǒng)原理如圖2-8所示。由夾頭1傳來的力矩，通過杠桿2或反向杠桿3，變支點杠桿4和拉桿5，拉動平衡杠桿6。由于P力的作用，水平杠桿失去平衡，右端上翹，推動差動變壓器7，差動變壓器鐵芯位移后輸出一個電信號，經(jīng)放大器8，使伺服電機9轉動，通過鋼絲10，拉動游鉈11。當游鉈對支點的力矩QS=Pr時，杠桿達到平衡，恢復水平狀態(tài)。這時，差動變壓器鐵芯處于零點，無信號輸出，電機9停止轉動。游鉈移動的同時，通過鋼絲拉動繩輪12，使指針13在測力度盤14上指出扭矩Mn的數(shù)值。
（3）記錄裝置 記錄裝置中的記錄筆15通過鋼絲16由繩輪12來拉動。
記錄筒17的轉動是通過減速箱19上的自整角發(fā)送機20發(fā)出信號，經(jīng)過放大器21放大，由伺服電機22帶動自整角變壓器23，通過齒輪24嚙合來實現(xiàn)記錄筒的轉動，使記錄筆15在紙上繪出代表扭轉變形的曲線。記錄筒的轉動有兩種速度，即記錄紙的移動有1°／min、15′／min兩級，通過齒輪24來變換。使用記錄筒時，可開動操作臺上的開關2，即可自動繪制Mn一φ曲線圖。
試驗機有四級度盤，采用變支點杠桿及變表盤機構，當需要換表盤時，旋動量程選擇手輪25，經(jīng)鏈條26、傘齒輪27、凸輪28來變換支點，即可得到所選用的度盤。
三、操作步驟
（1）檢查試驗機夾頭的形式是否與試件相配合。將速度范圍開關置于 0～36°／min處。調(diào)速電位器置于零位。
（2）根據(jù)所需大扭矩來轉動量程選擇旋鈕，選取相應的測力度盤。按下電源開關，接通電源。轉動調(diào)零旋鈕，使指針對準零點。
（3）裝好自動繪圖器的筆和紙，掛好傳動齒輪（調(diào)低速），打開繪圖器開關。
（4）安裝試件。先將試件的一端插入夾頭中，調(diào)整加載機構作水平移動，使試件另一端插入夾頭中后再給以夾緊。先緊主夾頭，再緊動夾頭。
（5）加載。將加載開關“正”（或“反”）按下，逐漸增大調(diào)速電位器的刻度值，操縱直流電機轉動，對試件施加扭矩。
（6）實驗完畢，停機，取下試件，將機器復原并清理現(xiàn)場。
四、注意事項
（l）施加扭矩后，禁止再轉動量程選擇旋鈕。
（2）使用V型夾板夾持試件時，必須盡量夾緊，以免試驗過程中試件打滑。
（3）試驗機運轉時，操作者不得擅自離開。聽見異聲或發(fā)生任何故障應立即停機。
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