WE型万能材料试验机结构和故障分析

    

     WE 型万能材料试验机（下简称材料试验机）是公路、建材系统最常见的设备。由于工地经常搬迁，加之运输的颠簸和重新安装，设备常常出现各种故障。了解材料试验机的结构及工作原理对故障的分析和解决办法提供有力的帮助。现就此问题进行阐述，供使用者和检定人员参考。

    1 材料试验机的工作原理

    1.1 杠杆平衡原理

    杠杆是一种在外力作用下绕固定轴转动的机械装置。它由力、力臂、支点、力点、重点等要素组成。力乘力臂为力矩，顺时针为正，逆时针为负。杠杆的平衡条件为：作用于杠杆上的所有合外力的力矩之和为零，简称为杠杆平衡原理。

    1.2 液压传动工作原理

    液压传动是基于工程流体力学的“巴斯卡”原理，主要是以液体的压能来传动力。两个大小不同的油缸相互连通，两活塞的位移与两活塞的面积成反比；活塞的移动速度与活塞的面积成反比；其油缸的压力相等,两活塞所受的力与该活塞面积的比值为常数。（忽略摩擦阻力和惯性力）即：

    p=F₁/A₁=F₂/A₂……………………………………（1）

    式中：p 为液体压力或压强；

    ₁、F₂分别为两油缸活塞杆的受力；

    A₁、A₂分别为两油缸的活塞面积。

    1.3 液压摆锤测力原理

    工作油缸和测力油缸是相互连通的，若测力活塞所受的力为 F₂，则 F₂通过拉杆传到小臂 R（力点刀）上。设工作活塞和测力活塞的有效面积为A₁和 A₂，由液压传动原理可得：

    F₂=F₁A₂/A₁…………………………………………（2）

    式中F₁是试件的受力，也是工作活塞所受的力。

    在力 F₂的作用下，摆杆 L 扬起 α 角，小臂 F₂与水平线夹角为 β，由杠杆平衡原理可得：

    WLsinα= F₂F₂’cosβ（β－α） …………………（3）

    式中W为铊重。

    由式（2）和式（3）可得：F₁=LA₁W/F₂’A₂·sinα/cos（β- α）

    摆杆扬起的同时，推杆推动齿条移动距离X，由几何关系可推出：

    F₁=LA₁WcosβX/ F₂’A₂m …………………………（4）

式中m 为摆杆轴心到齿条的距离。

    由此可见，试件受力F₁与齿条移动的距离X 成正比，所以，试验机度盘刻度为等分刻度。

    由式（4）可知：L、A₁、W、β、X、F₂、A₂、m 这些参数都是影响测力因素，任何一个发生变化都会引起示值误差。