室温拉伸试验

室温拉伸实验操作规程
第一章实验前的准备
一试样的检查及尺寸量取
1. 试样的形状与尺寸
试样的形状与尺寸取决于要被实验的金属产品的形状与尺寸。

试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可以为某些其他形状。

2. 原始标距(L0>的测定及标记
应用小标记、细划线或细墨线标记原始标距，但不得用引起过早断裂的缺口作标记。

对于比例试样，应将原始标距的计算值修约至最接近5mm 的倍数，中间数值向较大一方修约。

原始标距的标记应准确到±1％。

如平行长度<L c）比原始标距长许多，例如不经机加工的试样，可以标记一系列套叠的原始标距。

有时，可以在试样表面划一条平行于试样纵轴的线，并在此线上标记原始标距。

3. 原始横截面积<S0）的测定
试样原始横截面积测定的方法和准确度应符合金属材料室温拉伸实验方法GB／T 228－2002标准规定的要求。

应根据测量的试样原始尺寸计算原始横截面积，并至少保留4位有效
数字。

二实验机介绍
拉力实验机是拉伸实验的主要设备。

它主要由加载机构、夹样机构、记录或输出机构、测力机构四部分组成。

目前主要分位机械式、液压式、电子万能以及电液式几类。

我们实验室现有的室温拉伸主要是液压式万能材料实验机和电液伺服万能实验机。

其规格主要有30吨、60吨、100吨和60吨。

我实验室选用的液压式万能材料实验机是由主体和测力计两部分组成。

实验机的加荷方法系采用液压加荷，在测力计外壳内装有活塞式高压油泵，由电动机带动，运转时动作平稳及音响正常。

负荷指示度盘采用封闭式结构，刻度清晰，使实验者读数时减少误差。

自动描绘装置在测力计外壳上，记录之应变图可随实验的需要，将应变原形放大到2倍到4倍。

液压系统主要由测力计外面手轮控制，操作方便并保证安全。

实验机的示值相对误差在±1％以内<指负荷在实验机最大名义负荷的4％以上时）。

实验机外形整齐美观，操作部分及指示负荷部分高度适当，便于实验者进行操作与观察。

我们所选用的SHT4605D微机控制电液伺服万能实验机由主机、液压源、DCS控制器及计算机数据处理系统等组成，采用了电液伺服控制系统，能满足负荷、变形、位移的三闭环控制要求，并可以按照设定
程序平滑切换，满足各种材料实验的要求。

第二章液压式万能材料实验机
一组成机构
液压式万能实验机由主体和测力机构两部分组成。

1.主体部分
油缸和活塞为主体的主要部分。

随机带有拉伸、压缩、弯
曲及剪切等附件。

如下图所示：
2.测力计部分
⑴概念：本实验机采用动摆测力计，测力系统由负荷指示、自动描绘器、高压油泵及操作部分等组成。

所以它是一个综合的机构，这些机构全部被封闭在简单平滑美观的钢板外壳内，外壳各面必要处设有活门，打开能清楚的看到内部机构，以便进行个别调整及修理。

所有测力机构部分、测力活塞、测力油缸及动摆的传动部分，指针的传动部分，都装设在外壳内部。

⑵测力机构：测力油缸内装有测力活塞，该活塞通过夹具与蜗轮相连动。

当油泵开动时油泵上小槽轮用皮带连动蜗杆上的皮带轮，使蜗杆传动蜗轮及测力活塞。

测力活塞与主体工作活塞的截面积之比在实验机校验后以成为固定值，因此作用在两者截面积上的总负荷是与两者截面积成正比的。

当油压作用在测力活塞上时，测力活塞向下移动通过联板及上部分铁使主轴带动摆杆及摆锤产生一角位移，这个角位移的大小与加到测力活塞上的负荷大小成正比例，它推动推杆，使度盘指针指出作用在试样上的负荷数值。

⑶负荷指示机构：动摆测力计的负荷指示机构封闭在玻璃罩
内，三种测力范围刻制在一个度盘上。

从外观观察刻度清楚准确，每两条刻度线之间有足够的间隙，可以估计每小格的五分之一。

指示度盘上指示负荷数值的指针有两根，其中一根为主动指针，另一根为从动指针，其尖端部分涂以红色标记。

当实验时主动指针带着从动指针随负荷的增加做顺时针方向旋转，当实验完成，卸掉负荷后，主动指针回到零位，从动指针仍留在原负荷数值地方，以便实验人员有足够时间读出准确的负荷数值。

从动指针的位置可用玻璃罩外面的手把调节。

如图所示：
⑷自动描绘器：自动描绘器装在测力计右上方由记录笔、导轨架及描绘筒等组成。

记录纸<方格纸295×210mm）卷在圆筒上，在实验过程中，应力应变图可以自动的描绘在方格纸上。

曲线由装在夹持架上的记录笔画出。

将材料的变形传到描绘筒去的线。

根据实验者的要求，可将先缠在绘图筒上的大、中、小的沟槽内，绘出来的图将是1∶1、2∶1及4∶1,。

⑸高压油泵与电动机：高压油泵与它所用的电动机由三角带连接，装在测力计底座上，油箱设在测力计内侧面，油箱外面有油窗观察油位，高压油泵是采用活塞式油泵。

⑹操作部分：高压油泵电动机上开停按钮装在测力计台面上。

指示灯装在测力计右角，以观察是否有电。

送油阀也称为压力调节阀，利用此阀可使油泵打出的油产生高压而送到实验机油缸内，同时可控制负荷增减的速度。

回油阀为卸除负荷，使工作油缸内的油回到油缸内。

⑺缓冲阀：缓冲阀装在回油阀体内，其用途是，当试样断裂后，油路系统中各处油压立即下降，因而摆杆及摆锤就要以很大的速度回落，为了防止这种回落的冲击，采用了缓冲阀的装置，使摆杆及摆锤缓慢的回落到原来的位置。

⑻油压传动系统：油箱内的油经过滤油网被吸入油泵后，经油泵的出油管送到送油阀内，当送油阀的松油手轮关闭时，因为油压作出将油送油阀内活塞推开，油从送油阀的回油管流回油箱，当松油手轮打开时，则油液经由送油管进入工作油箱内，再
通过压力油管经回油阀体的孔路进入测力缸，测力油缸内的测力活塞被压而向下移动，通过拉板、摆杆、推板及推杆而使指针转动，在度盘上指示出实验负荷数值。

二操作方法
1. 度盘的使用
实验人员在实验前应对所要做的实验最大负荷有所估计，以便选用相应的测量范围，得到准确的数据。

例如对某一实验的估计最大负荷不超出13吨，就应选用15吨的测量范围，而不用30吨测量范围<系指用30吨实验机）。

如估计最大载荷不超出27吨，就应选用30吨测量范围，而不用60吨测量范围<系指60吨实验机），这样可以保证实验结果的数据更为准确
3.摆锤的悬挂
本实验机采用摆杆固定形式，根据测量范围的不同，而悬挂不同重量的摆锤。

3.指针零点的调整
开始做实验前须将指针对准零点<就是当实验机上端以被夹住，下端未夹住时，调整到零点位置）。

调整时应先开动油泵，拧开送油阀，直到活塞自缸底升起一段<约5-10mm左右），以便指针对准零点时，将活塞以及它所带起的试台附件、试样等得重量消除，只有这样才能避免测力读数的误差。

活塞升起后，可以转动推杆，直到指针正好对准度盘上的零点位置，在这样的调整时，必须将描绘笔抬起，使它不起作用。

每次实验前都必须调整零位，然后才可继续下面的操作。

4．平衡铊的调整
平衡机构主要用来平衡试台、试样及附件等得重量，使实验机活塞上升后，摆杆保持悬吊在铅垂位置，实验机出厂前已在摆杆上标定有刻线标示牌<在使用中不可调整或移动）。

在使用时如果采用较大重量的试料和附件增减时<小试料和附件不必调整平衡铊），必须开动油泵，打开送油阀，使实验机活塞升起一段距离，然后再将送、回油阀全部关闭，调整平衡铊，使摆杆上的标示牌刻线与缓冲档座的指标刻线对齐，证明摆杆以在铅垂位置，如果指针不对度盘零点时，则转动推杆，使指针对准对盘上的零点。

注：为了证明摆杆是否在保持铅垂位置，在实验机活塞升起一段距离的情况下，使指针调至度盘零点，分别在摆杆上加挂三个铊，无论卸除哪个铊，指针对准零点保持不变，否则应继续调整平衡铊。

5.送油阀和回油阀的操作
⑴送油阀：送油阀在升起试台时可以开的大些，为使油泵输出
的全油量能进入油缸内，使试台以最快的速度上升，减少实验的辅助时间。

当试料加荷时，应注意操作，必须根据试料规定的加荷速度进行调节，不应骤然升的过快，使试料受到冲击，亦不应骤然无故关闭，使试料所受负荷突然下降，因而影响实验数据的精确性。

如果是做测定规定的屈服点或其他特殊实验的情况下，负荷需要反复增减时，亦需要平稳的作增减负荷操作，试样断裂后，可将送油阀关闭，然后慢慢的打开回油阀，使油缸内的油回到油箱里。

⑵回油阀：回油阀用以卸除负荷并使实验机活塞回落到原
来的位置，使油回到油箱。

当试样加荷时，必须将其关紧，不许有油漏回。

注：送油阀手轮不能拧的过紧，以免损伤油针的尖端；回油阀手轮必须拧紧，因油针尖端有较大的钝角，所以不易损伤。

6. 试样的装夹
⑴
拉伸实验：先开动油泵，拧开送油阀，使工作活塞升起一小段距离，然后关闭送油阀，将试样的一端夹于上钳口，使指针对
准零位，再调整下钳口，夹住试样的下端，即可开始实验。

夹持试样时，在按钳口上所刻得尺寸范围夹持试样。

试样应该夹在钳口的全长上，两块钳口位置必须一致，并对准中央充分加以固定。

⑵
压缩实验：将上压板装在油缸座底部<油缸下部），用螺钉加以固
定，下压板放在试台中央的球面座上，能略作倾侧，适合受压试样的平面。

试样的中心线必须与压板中心线重合，避免偏心受力。

⑶弯曲实验：将压滚支座根据实验需要的距离，用螺钉固定在试台上，二支座间的中心距离，可视试台侧面的刻度标尺。

将上压头装在油泵座底部用螺钉拧紧<注意对准锥窝）。

7. 缓冲阀的使用调整
转换手柄上有三条刻线，端面上分别有同度盘测量范围相同的吨位值。

实验时，根据所选用的度盘、测量范围<应挂相同吨位的铊），将转换手柄上的吨位刻线对准指标的刻线，然后进行相应的实验。

8. 应力应变图的示值
⑴推杆位移表示应力坐标；
⑵试样变形经弦线使描绘筒转动，构成应变坐标，其放大比例参看自动描绘器一节所述。

三实验操作规程
1. 使开关接电<指示灯亮）；
2. 根据试样，选用测量范围，在摆杆上挂上或取下摆铊，并调
整转换手柄；
3. 根据试样形状及尺寸，把相应的钳口装入上下钳口座内；
4. 在描绘器的转筒上，卷压好记录纸<方格纸），此项只是需
要时才推进；
5. 开动油泵，拧开送油阀，使试台上升约10mm，然后关闭送
油阀。

如果试台以在升起的位置时，则不必先开动油泵送
油，仅将送油阀关好即可；
6. 将试样一端夹于上钳口中；
7. 开动油泵调整指针对准度盘零点；
8．开动电动机，将下钳口升降到适当高度，将试样另一端夹在下钳口中<须注意试样必须垂直）；
9. 将推杆的描绘笔放下进入描绘准备状态<需要描绘时，才进行并
配好描绘比例）；
10. 按实验要求的加荷速度，缓慢的拧开送油阀进行加荷实
验；
11. 试样断裂后，关闭送油阀，并停止油泵工作；
12. 把记录数值的描绘的描绘笔抬起；
13. 打开回油阀卸荷后，将从动针拨回零点；
14. 取下断裂后的试样。

注：压缩和弯曲实验可参照上述各项进行操作。

四操作时的注意事项
1. 测力计摆杆摆程不准超出最大规定限度，指针旋转不能超过一
周，否则实验人员不注意会发生意外损坏；
2. 如果正在实验过程中，因为某种特殊原因或意外，油泵突然
停止工作，此时应将负荷卸掉，使油压降低，检查后重新
开动油泵进行实验，不应在高压下启动油泵或检查事故原
因，以免发生意外损坏；
3. 如果在启动或停止实验机工作时，因为某种原因突然电气
发生失灵，启动或停止按钮不起作用时，应立即将转换开
关手把旋到横的方向切断电源，使实验机停止运转，防止
发生意外的损坏。

五一般故障的维修及处理
1. 指针转动不稳
在实验过程中不因试样变形或达到屈服点而指针有停止或转动不平稳时一般由下列原因造成：
⑴在实验机油缸及油路中尚有气体存在，应将气体排净。

⑵送油阀内有杂质
当不干净的东西随油带到送油阀内部时<如：铁末、油渣等
），易使活塞磨损，同时对指针平稳上升有影响，要去掉
这种不清洁的东西，可拧下螺丝，用小丝杆从后面拧在活
塞上，把他拉出来便可用煤油清洗内部，完后重新灌油，
再拧上螺丝，使内部不存有空气，否则会影响油阀的效用。

⑶检查一下油管接头是否有渗油现象，有时应加以紧固。

2. 摆杆回落不对
⑴
当试样断裂时或用回油阀消除负荷时，摆杆不能回落或极慢的
回落到中途的某一点时停止不落，这种现象的发生是缓冲油针尖端与回油阀体上的一个小孔所造成的间隙太小或被杂质堵塞了间隙，这时可用转换手柄调节间隙，若杂质太多可卸下回油阀进行清洗；
⑵在使用过程中若影响实验机的灵敏对零时，这种现象发生的原因
是钢球与回油阀球座所造成的间隙过小或被杂质堵塞了间隙，这时可将测力油卸下，再用螺丝刀<中间挖空）将球座卸下，
若间隙过小时，可用小圆棒从装弹簧处顶钢球迫使圆肖变形<
若间隙大时可从反向使圆肖变形），从而调整间隙后试用。

若存在杂质，只是清洗干净即可。

3.摆杆到最大限度而指针不能转动一周
发现摆杆在最大限度的位置时，指针不能转动一周，可调整测力计主轴方铁下横隔板上的控制螺丝，使指针可以转动一周稍超过每级负荷的3-5％。

此时，连杆上的挡板触动微开关，紧接方铁与控制螺丝接触，如果不注意这种情况，开机后，会使机器发生意外损坏。

4.工作油箱在规定最大负荷内压力不能继续上升
在实验机的高压油泵，测力及液压机构工作正常的情况下，突然发生工作油缸压力不能继续上升时，主要是送油阀内的活塞套中存有污物，使活塞在套中不能正常滑动，需要增大油量时，活塞圆锥端的边沿不能自动调整回油间隙或回油路堵死<油泵供油量不变，减少油量靠间隙回油），因此影响了油量的
增加和压力的升高。

处理方法是，将送油阀后面的六角压母拧下，用随机所带的小丝杆拧在活塞上，把他拉出后用煤油清洗其活塞套的内部<注意清洗凹槽处），清洗完后重新注油，装上活塞，拧紧六角压母<注意要垫好垫圈以免影响弹簧压力或产生漏油）。

六设备的维护与保养
1. 主体各部应经常擦拭干净，对没有喷漆的表面擦拭干净后用棉纱蘸少量的机油再擦一遍，以防止生锈。

雨季期间更应注意擦拭，不用时用布罩罩起，以防灰尘进入；
2. 每次实验后试台下降，最好活塞不落到油缸底上，稍留一点距离，以便下次使用；
3. 测力计上所有活门不应经常打开放置，以免灰尘进入内部，影响到测量机构的灵敏性能。

禁止非使用实验机的人员随便摆弄实验机，以免发生意外事故；
4. 实验暂停时应将油泵电动机关闭，不应使其空转，浪费电力以及无故磨损油泵内的转动部件。

第三章SHT4605D微机控制电液伺服万能实验机
一组成机构
主要由主机、液压源、DCS控制器、计算机数据处理系统等。

1.
主机：主机由底座<内部为工作油缸和活塞）、试台、下横梁
、夹持部分、丝杠、光杠等组成。

试台和上横梁通过光杠联接成一个刚性框架。

上横梁和下横梁形成拉伸空间，下横梁和试台形成压缩空间。

通过下横梁的升降调整拉伸和压缩空间。

注：严禁使用下横梁的升降对试样加载，下横梁只是用来调整拉伸和压缩空间的。

所有实验只能通过活塞运动来实现。

2. 液压源：液压源主要由电机、油泵、油箱、空气冷却器、控制阀组等部分组成。

打开油泵控制开关，通过计算机对伺服阀的控制来实现油缸活塞的上升和下降。

空气冷却器对液压油进行冷却使其温度保持在一定范围内。

正常操作条件下的液压
油的最高温度应该低于60℃<140ºF），而且不能超过80℃<176ºF）。

3. 计算机数据处理系统：实现数据的采集、处理、曲线显示，操作过程的自动设定。

4. 操作盒按钮：
注：当试样夹紧后，严禁升降下横梁。

二操作方法及操作规程：
1. 开关机顺序
开机：显示器→打印机→计算机…EDC 120→液压源→启动实验软件
关机：退出实验软件…EDC 120→液压源→计算机→显示器→打印机
2．判断传感器信号采集是否正常
运行实验软件，“联机”进入实验界面，观测力示值是否显示并伴有跳动<如下图所示）。

只有在力示值窗口显示正常的情况下
，油泵电机方可启动。

软件操作部分请参看《软件说明书》。

如果力示值窗口无显示，则表明力传感器信号采集不正确，请参阅一般故障维修与处理。

3. 液压系统空气的排除
液压系统若存在空气，会严重影响设备的正常使用，可能出现油管振动、液压源有尖叫声、油缸活塞上升速度不均匀<即实验力加载不均匀）等异常现象，甚至会造成液压元器件的损坏。

所以，当加完油<或换完油）后的第一次开机时，必须将残存气体排除。

排除空气的方法：启动油泵，拖动软件右侧的速度条，将主机油缸活塞反复的升降几次即可。

<如下图所示）
4. 拉伸实验的操作方法
⑴实验前，用户根据试样的形状和尺寸选择合适的夹块，圆
试样选择V型夹块，扁试样选择平夹块。

如下图：
★如果选错规格，会存在严重隐患<比如小活塞会被拉出等）。

★对于扁试样，需在平夹块上装配试样定位对中装置，并调整好位置。

★必须指出，试样的硬度对于拉伸夹具的使用寿命影响极大，随着实验硬度的提高，夹块的损坏将会明显的加重。

其最佳使用状态是硬
度＜30HRC的试样。

对于硬度＞40HRC的试样，请选用台肩夹具做拉
伸实验。

⑵
将夹块推入衬板的燕尾槽内。

<注：夹块齿部有倒角的一面顺着实验受力的方向。

）
⑶锁紧衬板两侧的小挡板，防止夹块偏离。

如图：
选用夹块注意点：当试样的尺寸在夹块的临界点时，尽量选用尺寸
较小的一种。

例如：SHT4106的V型夹块有Φ15—Φ30，Φ30—Φ
45，Φ45—Φ60三种，如果试样尺寸为Φ30，则应尽量选择Φ15
—Φ30的夹块。

★警告: 在装夹块时，油泵电机切勿启动，并让设备处于断电状态。

⑷装夹试样
a 启动油泵电机。

b 试样夹紧，圆试样夹在V型试样的中间，扁试样需处于竖直状
态，不能倾斜，试样的中心线和加载线重合。

★注意：1、试样加持部分应大于夹板长度的3∕4，否则容易对设
备造成损坏。

2上下夹头同时夹紧后，严禁升降下横梁。

夹持试样时，
手必须远离夹持部分，以防夹伤手指。

如下图所示：
⑸实验步骤
a 顺序开机，运行软件，进入联机状态。

b 进入实验窗口，选择设置好的实验方案。

c 设置好实验用户参数<实验方案的设定及软件其他部分请
参看软件说明书）。

d 需要精确测量试样变形时，请安装引伸计。

e 调整下横梁到适当位置，力值清零，夹紧试样。

f 点击软件实验界面上的按钮，开始实验。

根据软
件提示，及时取下引伸计。

g 实验结束，保存实验数据。

h 试样拆卸：握住试样的上半段，按操作盒上
下的按钮、取下试样。

再握住试样的下半段，按操作盒按钮，取下试样。

i 切换转换开关至“快退”档，活塞复位后，再切换至“加
荷”档。

重复c-i的步骤，可进行下次实验。

⑹操作规程
a 在装夹块时，油泵电机切勿启动。

并让设备处于断电
状态。

b 如果选错夹块规格，会存在严重的隐患<比如小活塞会被拉
出等）。

c 对于扁试样，需在平夹块上装置试样定位对中装置，
并调整好位置。

d 试样加持部分应大于夹板长度的3∕4，否则容易对设备
造成损坏。

e 上下夹头同时夹紧后，严禁升降横梁。

夹持试样时，手
必须远离夹持部位，以防夹伤手指。

f 实验过程中，严禁将手放于实验空间内。

g 实验过程中，如有异常情况，请立即按下“电源”按钮。

h 实验结束，先去下试样，再活塞复位，如果先复位活
塞，会使断裂的试样相互抵住而损坏设备。

三设备保养
1．保养原则
a 每次开机前检查有无漏渗油现象<具体位置如：油管、各
个控制阀、油箱、小活塞），螺栓是否<即各个螺丝的统称）紧固，电气是否完好；定期检查，保证其零部件的完整性。

b 开机预热时间不少于15分钟。

c 每次做完实验均应将活塞降至最低位置。

d 关机后及时清理垃圾，试台做防锈处理。

e 运行一段时间后，应对实验机进行必要的检查和维护：镶钢板每
周加一次二硫化钼极压润滑脂；丝杠每月加两次机油；半年检查链条的松紧程度，并加二硫化钼极压润滑脂；并滑动零部件应定期加润滑油，保持清洁并防止锈蚀。

f 预防高温、过湿、灰尘、腐蚀性介质、水等侵蚀仪器。

g 每年或累计工作2000小时以后必须更换液压油。

h 每年周期性鉴定一次。

i 记载使用情况。

如上所述，在保证整个系统正常的情况下，方可进行实验。

★注意：请严格按照以上开关机顺序，设备打开后，请预热15分钟，待电气信号稳定后，再开始使用。

2. 主机保养
a 设备所配得夹具应涂上防锈油保管。

b 主机实验台上不要放重物与尖硬的物品，以免损伤试台。

C每次做完实验后进行清扫，保持设备清洁。

d定期对镶钢板与衬板接触的滑动面涂一层二硫化钼极压
润滑脂。

<具体步骤：先把螺钉拧下，然后把左右压板取下，再把衬板和镶钢板取下，拿刷子蘸取二硫化钼极压润滑脂，均匀涂于镶钢板与衬板斜面接触的面上。

见下图）
e定期检查钳口<横梁的夹持部分）部位的螺钉，如发现松动，及时拧紧，如下图：
f 定期检查链轮的张紧情况，如发现有松动，请讲张紧轮重新张紧。

g 实验机上的所有运动面都应涂润滑油，以减少磨损。

如链条传动机构和丝杠可涂二硫化钼极压润滑脂，试台表面涂防锈油。