专利名称：材料试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种材料试验机。
背景技术：
近年来，随着计算机与自动控制技术的发展，传统的试验机行业 也由手工控制转至自动控制，试验环境、工人的劳动强度、检测精度 等得到了极大的改善与提高。试验机的自动化、信息化也是传统的试 验机行业的发展趋式。
试验机的自动控制， 一般是在试验机的基础上增加一个自动控制 系统，由控制系统代替手工进行自动控制。控制系统的主体部分一控 制器也分成多种模式，可以是专用控制器(例如由单片机构成的专用 控制器)模式，也可以由计算机+控制器构成上下位机的控制模式。专
用控制器简单，成本低，但功能简单；由计算机+控制器的上下位机控 制模式中，控制器用于实现信号的采集与控制指令的执行，上位计算 机则可实现复杂的控制策略、数据报表管理与打印、联网等复杂的功 能，是目前使用较广的一种控制方式。
试验机的自动控制带来了一些优点，例如试验环境、工人的劳动 强度、检测精度等得到了极大的改善与提高，但也存在以下缺点
(1)安全性不及手动控制方式高
与试验机的手动控制方式不同，在进行自动控制试验过程中，有 时，由于液压回路中控制阀的零位不准或者是控制器出现故障，油缸 会出现失控导致上升速度过快，会出现过冲现象，如果不能及时停止
试验，容易造成试验机的损坏。而在手动控制方式中，这些危险都可 以由操作人员及时发现并通过松开回油阀等操作来排除险情。 (2)工作效率不及手动控制方式高在手动控制方式，尤其是在试验过程中的空行程，可以通过手工 操纵送油阀、回油阀等方式让空行程中油缸的上升或下降速度很快，从而縮短试验中的无效时间提高工作效率；也可以通过控制油缸的下 降位置(例如两次试验之间，油缸不下降至底部位置，只预留出足够 的装夹试件空间即可)，以縮短空行程的方式来提高工作效率。而在自 动控制方式中，送油阀、回油阀一般处于关紧状态，不参与控制，且 两次试验之间，油缸一般也回落至底部，导致自动控制方式的工作效 率不及手动控制方式高。发明内容为了克服已有的试验机控制系统的安全性不高、试验效率低的不 足，本实用新型提供一种安全性好、实验效率更高的材料试验机。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种材料试验机，包括机架、油缸和油路控制系统，所述油缸安 装在机架上，所述油路控制系统包括油箱、过滤器、油泵和控制阀， 在所述机架上自下而上依次安装用于在油缸上升过程中控制进油回 路与控制回路的切换，在下降过程中，检测试验完成后的试验机的回 落位置的油缸下限位置传感器；用于在油缸上升过程中将油缸的慢速 转入工作速度的油缸速度转换位置传感器；用于油缸在上升过程中如 触发此开关，控制停止实验并油缸卸荷的油缸上限位置传感器；所述 的油缸下限位置传感器、油缸速度转换位置传感器和油缸上限位置传 感器位于油缸的侧边。
作为优选的一种方案所述油路控制系统还包括三位两通电磁换 向阀，所述三位两通电磁换向阀的进口与油泵出口连接，所述三位两 通电磁换向阀的出口与油缸连接。进一步，所述的油缸下限位置传感器、油缸速度转换位置传感器 和油缸上限位置传感器均为接近开关。作为优选的另一种方案:所述的油路控制系统还包括压力安全阀， 所述压力安全阀位于与油缸的进油口连通的油路上。或者是所述的油路控制系统还包括压力继电器，所述压力继电 器位于与油缸的进油口连通的油路上，所述压力继电器与回油阀联动。再进一步，所述接近开关为机械式、电磁式、光电式或者霍尔式 接近开关。所述的接近开关设有状态指示灯。本实用新型的技术构思为在试验机立柱上设置3个接近开关， 分别作为油缸上限、油缸下限、油缸速度转换位置反馈，当油缸行进 至对应接近开关位置时，接近开关位置反馈信号有效，按油缸上升方 向，油缸下限位置传感器、油缸速度转换位置传感器、油缸上限位置 传感器依次排列。进一步来说，在油缸上升之初，通过电磁阀切换至 送油回路，油缸快速上升，首先触发油缸下限位置传感器，关闭送油 回路，切换至压力控制回路(此时控制阀为最大开口)，油缸转慢速上 升，接着触发油缸速度转换位置传感器，压力控制回路中的控制阀开 口减小，油缸转工作速度，并启动自动控制程序，自动判断试件是否 压到，并进行相应的过程控制(例如恒载荷控制)，如果上升过程中触 发了油缸上限位置传感器，并设置了上限保护功能，则自动停止试验;
在试验完成之后，根据不同的试验要求，油缸应下行，或悬停。在下 行过程中，通过电磁阀切换至回油回路，油缸快速下降，首先使油缸 速度转换位置传感器失效，此时可根据需要让油缸悬停在此位置，或 忽略继续快速下行至油缸下限行程开关，关闭回油油路，关闭控制回 路的控制阀开口，油缸悬停在此位置而不是下降到油缸底部，以縮短 下次试验中油缸的空行程。如果在试验过程中，液压回路中的压力超 过压力安全阀设定的压力，则压力安全阀打开卸载。本实用新型的有益效果主要表现在1、通过在试验机上设置多个 位置开关、切换电磁阀，提高试验过程中的油缸空行程速度，縮短空 行程距离，从而提高试验机的工作效率，减小试验中的冲击；2、通过 在试验机上设置上限位开关和在液压油路中设置压力安全阀，防止试 验中的过冲和压力过载，起到保护试验设备的目的。
图1是试验机控制系统的系统逻辑结构图。图2是接近开关在试验机上的布置示意图。 图3是实施例1中的试验机液压回路图。 图4是实施例2中的试验机液压回路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。 实施例1参照图1 图3， 一种材料试验机，包括机架14、油缸4和油路 控制系统，所述油缸4安装在机架14上，所述油路控制系统包括油箱 8、过滤器9、油泵IO和控制阀11，在所述机架14上自下而上依次安 装用于在油缸上升过程中控制进油回路与控制回路的切换，在下降
过程中，检测试验完成后的试验机的回落位置的油缸下限位置传感器 7;用于在油缸上升过程中将油缸的慢速转入工作速度的油缸速度转换 位置传感器6;用于油缸在上升过程中如触发此开关，控制停止实验 并油缸卸荷的油缸上限位置传感器5;所述的油缸下限位置传感器7、
油缸速度转换位置传感器6和油缸上限位置传感器5位于油缸4的侧边。
所述油路控制系统还包括三位两通电磁换向阀12，所述三位两通 电磁换向阀13的进口与油泵10出口连接，所述三位两通电磁换向阀 13的出口与油缸4连接。所述的油缸下限位置传感器7、油缸速度转 换位置传感器6和油缸上限位置传感器5均为接近开关。
所述的油路控制系统还包括压力安全阀13，所述压力安全阀13 位于与油缸的进油口连通的油路上。或者是所述的油路控制系统还 包括压力继电器，所述压力继电器位于与油缸的进油口连通的油路上， 所述压力继电器与回油阀联动。
所述接近开关为机械式、电磁式、光电式或者霍尔式接近开关。 所述的接近开关设有状态指示灯。
参照图1，试验机控制系统，包括用于实现试验机工作控制的自 动控制器2和用于实现复杂控制策略、数据报表管理与打印、联网等 复杂功能的控制计算机1 ，自动控制器2连接试验机1 。
参照图2，应用在材料试验机上的3个接近开关，从下至上依次 设置在试验机的立柱上油缸下限位置传感器7、油缸速度转换位置 传感器6和油缸上限位置传感器5，当油缸行进至对应接近开关位置 时，接近开关位置反馈信号有效。油缸下限位置传感器7，在上升过
程中，用于控制进油回路与控制回路的切换，也就是说，在上升过程 中，先通过进油回路使油缸快速上升，触发该开关后，关闭进油回路， 转入控制回路，油缸上升速度减缓，而在下降过程中，该开关用于控 制试验完成后的试验机的回落位置。在连续的试验过程中，油缸每次 都回落到最低位置，无疑大大增加了空行程的时间，导致试验效率下 降。设置此接近开关可以有效的縮短空行程的时间(试验完成后油缸
悬停于此处，而不用降落至底部)；油缸速度转换位置传感器6，在上
升过程中，用于将油缸的慢速转入工作速度，以减少油缸对试件的冲 击，而在油缸下降过程中，可以让油缸悬停于此位置，也可以忽略此
位置继续向下；油缸上限位置传感器5，如果设置了上限保护，当油 缸在上升过程中触发此开关，则马上停止试验，油缸卸荷，避免对试 验机造成伤害。
参照图3， 一种液压回路图，液压油经油箱8、过滤器9和油泵 10，至控制阀11和三位两通换向电磁阀12，其中，控制阀ll所在油 路称为控制油路，换向阀所在油路称为进油回路。油泵启动后，油泵 将压力油供至上述两个回路，在非试验状态下，换向电磁阀处于中间 位置，进油回路不通，控制阀口也处于关闭状态，压力油经控制阀ll 内的溢流通道，流回油缸，在控制阀11的出口无压力，油缸处于底部 位置；试验时，先通过换向电磁阀切换至左侧位置的进油回路，此时， 供油量大，油缸快速上升，当行进至下限开关时，进油阀切换至中间 位置，进油回路截止，同时，控制阀口全开，压力油经控制回路供给 油缸，由于控制阀口小，油缸速度减缓，行进至速度转换开关时，控 制阀口进一步减小，转入工作速度，控制阀也转入自动控制状态；当 试验结束，换向电磁阀切换至右侧位置，油缸内的压力油快速回至油
缸，油缸快速下降，若需要在下限开关或速度转换开关处悬停油缸， 则只需同时关闭回油回路和控制回路即可，油缸内的压力保持，油缸 悬停。
工作时，若控制回路或进油回路中的压力超过压力安全阀13的设 定值，压力安全阀工作，将压力油回至油箱，油缸中的压力降低，避 免因压力过高而损坏试验机。
上述试验机可以是各种材料试验机，如材料拉伸机、压力机、万 能机，还包括各种其他类似的具有自动控制系统的试验机。
实施例2
参照图1、图2和图4，本实施例中不带换向电磁阀，因此，不会 进行进油和回油的切换。液压油经油箱8、过滤器9和油泵10，至控 制阀11，再压力安全阀13至油缸4。在非试验状态下，控制阀口处于 关闭状态，压力油经控制阀11内的溢流通道，流回油缸，在控制阀 11的出口无压力，油缸处于底部位置；试验时，控制阀口全开，此时， 供油量大，油缸快速上升，当行进至速度转换开关时，控制阀口减小， 转入工作速度，控制阀也转入自动控制状态；当试验结束，控制阀口 开闭，油缸悬停，或先控制阀口负向打开，快速下降，在下限开关或 速度转换开关失效时，控制阀口关闭，油缸内的压力保持，油缸悬停。
本实施例的其他结构和工作过程与实施例1相同。
权利要求1、一种材料试验机，包括机架、油缸和油路控制系统，所述油缸安装在机架上，所述油路控制系统包括油箱、过滤器、油泵和控制阀，其特征在于在所述机架上自下而上依次安装用于在油缸上升过程中控制进油回路与控制回路的切换，在下降过程中，检测试验完成后的试验机的回落位置的油缸下限位置传感器；用于在油缸上升过程中将油缸的慢速转入工作速度的油缸速度转换位置传感器；用于油缸在上升过程中如触发此开关，控制停止实验并油缸卸荷的油缸上限位置传感器；所述的油缸下限位置传感器、油缸速度转换位置传感器和油缸上限位置传感器位于油缸的侧边。
2、 如权利要求1所述的材料试验机，其特征在于所述油路控制系统 还包括三位两通电磁换向阀，所述三位两通电磁换向阀的进口与油泵 出口连接，所述三位两通电磁换向阔的出口与油缸连接。
3、 如权利要求1所述的材料试验机，其特征在于所述的油缸下限位 置传感器、油缸速度转换位置传感器和油缸上限位置传感器均为接近 开关。
4、 如权利要求2所述的材料试验机，其特征在于所述的油缸下限位 置传感器、油缸速度转换位置传感器和油缸上限位置传感器均为接近 开关。
5、 如权利要求l一4之一所述的材料试验机，其特征在于所述的油 路控制系统还包括压力安全阀，所述压力安全阀位于与油缸的进油口 连通的油路上。
6、 如权利要求l一4之一所述的材料试验机，其特征在于所述的油 路控制系统还包括压力继电器，所述压力继电器位于与油缸的进油口 连通的油路上，所述压力继电器与回油阀联动。
7、 如权利要求4所述的材料试验机，其特征在于所述接近开关为机 械式、电磁式、光电式或者霍尔式接近开关。
8、 如权利要求7所述的材料试验机，其特征在于所述的接近开关设 有状态指示灯。
专利摘要一种材料试验机，包括机架、油缸和油路控制系统，所述油缸安装在机架上，所述油路控制系统包括油箱、过滤器、油泵和控制阀，在所述机架上自下而上依次安装用于在油缸上升过程中控制进油回路与控制回路的切换，在下降过程中，检测试验完成后的试验机的回落位置的油缸下限位置传感器；用于在油缸上升过程中将油缸的慢速转入工作速度的油缸速度转换位置传感器；用于油缸在上升过程中如触发此开关，控制停止实验并油缸卸荷的油缸上限位置传感器；所述的油缸下限位置传感器、油缸速度转换位置传感器和油缸上限位置传感器位于油缸的侧边。本实用新型提供一种安全性好、实验效率更高的材料试验机。
文档编号G01N3/00GK201215536SQ20082008851
公开日2009年4月1日 申请日期2008年6月5日 优先权日2008年6月5日
发明者力 叶, 赵章风 申请人:杭州中盛科技有限公司