微机控制的塑料管材压力试验机的设计

　　0　引言

　　在建筑、工农业生产、国防和日常生活中,塑料管材凭借其质量轻、比强度高、耐腐蚀、消声、隔热及良好的耐磨性能等诸多的优点,得到了广泛的应用。劣质管材投入使用后会发生爆裂或者泄漏,给工农业生产和日常生活带来十分严重的后果和损失。塑料管材出厂时必须进行质量检验,为此,我们设计了一种塑料管材压力试验机,用以检验塑料管材最主要的性能指标———管材的耐压和爆破压力。本试验机最大试验压力为50MPa,压力精度≤±1%,恒压精度≤±2%,计时范围为0·1min~10000h,是塑料管材及其它复合管材生产厂家、大专院校、质检单位和科研单位必不可少的检测设备。

　　1　塑料管材压力试验机组成及工作原理

　　参照GB 6111-85《长期恒定内压下热塑性管材耐破坏测定方法》,本方法用于测定充满水的试样在规定温度(室温)、规定内压力下,试样不被破坏所需要的时间;参照GB/T 15560-1995《流体输送用塑料管材液压瞬时爆破和耐压试验方法》,测定充满水的试样在规定温度(室温)下,试样爆裂时的最大压力。被试管材的主要参数有:试验管材直径Φ400mm以下,试验管材长度1200mm,试验管材厚度2~6mm。

　　1·1　塑料管材压力试验机的组成

　　塑料管材压力试验机主要由夹紧密封装置,注水排气装置,增压保压装置,微机控制系统等组成。如图1所示,夹紧密封装置由机架、电机、皮带传动机构、摩擦离合器、齿轮传动机构、丝杠螺母机构、固定在螺母上的动夹具体和机架上的定夹具体等机构组成;如图2所示,注水排气装置由水箱、水泵、电动截止阀、水管、排气阀等组成;增压保压装置由油箱、油泵、比例溢流阀、换向阀、单向节流阀、液控单向阀、蓄能器、电接点压力表、增压缸、压力变送器等组成;微机控制系统包括工控微机、数据采集卡、开关量卡、控制柜等。

　　1·2　塑料管材压力试验机的工作原理

　　对每一种规格的塑料管材,实验压力都有不同的标准,一般来说实验压力按下式计算:

　　式中:δ—环压力,Pa; D—管的平均外径,mm; e—管的最小壁厚,mm。

　　注:每一种产品试样的环应力δ的值在国家标准中已列出。

　　(1)夹紧密封:如图1所示,将被试管材放入静夹具体,开启电机正转,电机通过皮带、摩擦离合器、齿轮副、丝杠螺母带动动夹具体前进,使被试管材进入动夹具体,前进终了后,由于摩擦离合器的作用,电机会空转,齿轮副停止转动;通过装在齿轮副转轴上的旋转编码器判断齿轮副的转速,当齿轮转速为零时,切断电机电源,完成管材的夹紧密封。