Назначение
Машины для испытания конструкционных материалов И21М (далее - машины) предназначены для измерений силы и перемещения при испытаниях материалов на растяжение, сжатие и изгиб в режиме статического нагружения.
Описание
Принцип действия машин основан на преобразовании нагрузки, приложенной к испытываемому образцу датчиком силоизмерительным в электрический сигнал, изменяющийся пропорционально этой нагрузке.
Приложенная нагрузка, создаваемая машиной, деформирует испытываемый образец, при этом производится синхронное измерение значения величины силы и соответствующего ей значения величины перемещения подвижной траверсы (активного захвата).
Тип используемых на машинах измерительных датчиков силы и перемещений подвижной траверсы - электрический.
Конструктивно машины состоят из испытательной установки, блока силового, консоли, микропроцессорного контроллера управления и измерений.
Кинематическая схема испытательной установки включает силовую раму, выполненную в двухколонном (две винтовые передачи) исполнении, электропривод, расположенный в основании машин, комплект захватов (в базовой модели - 1 комплект) и (или) приспособлений для установки испытываемого образца, измерительные датчики - силы и перемещений подвижной траверсы (преобразователь угловых или линейных перемещений), блок конечных аварийных выключателей, кнопку аварийного останова.
Силовая рама состоит из основания, нижней плиты, неподвижной (верхней) и подвижной траверс. Подвижная траверса соединена с активным захватом и находится между нижней плитой и верхней неподвижной траверсой. Пассивный захват может быть установлен на нижней плите или неподвижной (верхней) траверсе (в зависимости от выбранной рабочей зоны машины). Скорость перемещения подвижной траверсы регулируется и поддерживается блоком управления привода.
Верхнюю рабочую зону образует неподвижная (верхняя) траверса (пассивный захват, приспособление) и подвижная траверса (активный захват, приспособление). В верхней рабочей зоне возможны два способа установки датчика силоизмерительного:
- на неподвижной (верхней) траверсе (пассивном захвате, приспособлении);
- на верхней плоскости подвижной траверсы (активном захвате).
Нижнюю рабочую зону образует нижняя плита (пассивный захват, приспособление) и подвижная траверса (активный захват, приспособление). В нижней рабочей зоне возможны два способа установки датчика силоизмерительного:
- на нижней плите (пассивном захвате, приспособлении);
- на нижней плоскости подвижной траверсы (активном захвате).
Машины могут быть укомплектованы несколькими датчиками силоизмерительными (опционально).
Блок силовой содержит микропроцессорный контроллер управления и измерений, блок управления приводом, системы питания, автоматики, сигнализации. В зависимости от применяемых электронных компонентов, потребляемой мощности машин, а также для удобства эксплуатации, применяются три способа размещения блока силового относительно испытательной установки: в основании испытательной установки, на основании испытательной установки, отдельно от испытательной установки.
Микропроцессорный контроллер управления и измерений осуществляет синхронный прием и обработку информации (с частотой от 10 до 100 Гц) от измерительных датчиков -силоизмерительных, перемещения подвижной траверсы, конечных выключателей, а также вырабатывает сигналы для управления процессом испытаний. Микропроцессорный контроллер управления и измерений позволяет подключать к машине устройства измерения деформации (экстензометры) стационарного и навесного типа с цифровым и (или) аналоговым выходным сигналом (опция). Микропроцессорный контроллер управления и измерений содержит метрологически значимую часть программного обеспечения машин.
У машин в базовой комплектации микропроцессорный контроллер управления и измерений имеет два измерительных канала:
- аналоговый канал измерения силы, для подключения и обработки сигналов датчика силоизмерительного;
- цифровой канал для подключения и обработки сигналов датчика перемещений подвижной траверсы.
У машин в расширенной комплектации микропроцессорный контроллер управления и измерений имеет шесть измерительных каналов:
- три аналоговых канала измерений силы и деформации, для подключения и обработки сигналов двух датчиков силоизмерительных и одного датчика измерения деформации (экстен-зометра с аналоговым выходным сигналом);
- три цифровых канала измерений перемещения подвижной траверсы и деформации, для подключения и обработки сигналов датчика перемещений подвижной траверсы (преобразователя угловых или линейных перемещений) и двух датчиков измерения деформации (экстен-зометров с цифровым выходным сигналом).
Консоль - устройство отображения и ввода информации. В качестве консоли может быть использованы пульт оператора и (или) программно-технический комплекс.
Консоль служит для реализации человеко-машинного интерфейса, обеспечивающего оператору ввод данных и команд управления машиной, вывод измеренных значений результатов измерений в цифровой и (или) графической форме на дисплей и печатающее устройство. Консоль содержит метрологически не значимую часть программного обеспечения машин.
Машины И21М изготавливается в различных вариантах исполнения, отличающихся наибольшим пределом измерений силы, пределами допускаемой относительной погрешности измерений силы и положением силового блока относительно силовой установки.
Машины могут быть укомплектованы печатающими устройствами, устройствами измерения деформации (экстензометрами), электронными микрометрами, штангенциркулями и средствами измерения массы, термокриокамерами и высокотемпературными печами и иметь порты для их подключения, а также соединительными устройствами и специальным обеспечением для консоли.
Модификация машин имеет обозначение:
«Машины для испытаний конструкционных материалов И21ХХМ-У-22-К УХЛ-4.2 ТУ26.51.62-002-75903286-17», где:
- параметр И21 М - определяет номер проекта предприятия разработчика машин ООО «ТОЧПРИБОР-КБ»;
- параметр ХХ - определяет модификацию машины (двухколонная), особенности ее установки и эксплуатации (Таблица 1);
- параметр Y - определяет наибольший предел измерений силы (Таблица 2);
- параметр ZZ - определяет исполнение машины (положение силового блока относительно испытательной установки (Таблица 3);
- параметр К - определяет пределы допускаемой относительной погрешности измерений силы - 0,5 или 1 (Таблица5).
| Номер модификации (значение параметра ХХ) | Количество колонн (винтовых передач) | Место установки и эксплуатации |
| 43 | двухколонная | напольная |
Таблица 2
| Значение параметра Y | Наибольший предел измерений силы машин, кН |
| 250 | 250,0 |
| 100 | 100,0 |
| 50 | 50,0 |
| 25 | 25,0 |
| 10 | 10,0 |
| 5 | 5,0 |
| 2,5 | 2,5 |
| 1 | 1,0 |
| 0,5 | 0,5 |
| 0,25 | 0,25 |
| 0,1 | 0,1 |
| 0,05 | 0,05 |
| 0,01 | 0,01 |
Таблица 3
| Значение параметра ZZ | Положение силового блока относительно испытательной установки |
| 01 | в основании испытательной установки |
| 02 | на основании испытательной установки |
| 03 | отдельно от испытательной установки |
Общий вид машин представлен на рисунках 1-3.
В местах соединения разъёмных частей корпуса электронного блока управления, нанесена защитная наклейка, которая ограничивает доступ к внутренним частям блока управления.
Таблица 4
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | mbu-im v2.5 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | * 2.5.XX |
| Цифровой идентификатор ПО | 3C82 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения | CRC16 |
*2.5 - метрологически значимая часть ПО;
ХХ - метрологически не значимая часть ПО.
Метрологически не значимая часть ПО, является сервисной частью её объём и конфигурация оговариваются при заказе.
Программное обеспечение машин обеспечивает:
- ввод всех параметров испытания единичного образца или серии образцов с клавиатуры консоли в диалоговом режиме;
- испытание образца по заданному алгоритму;
- полную автоматизацию процесса испытаний, включая быстрый возврат траверсы в исходное положение после разрушения образца;
- математическую обработку результатов испытаний;
- выдачу информации о результатах испытания на дисплей консоли;
- связь с внешними устройствами.
Конструктивно машины имеют защиту встроенного ПО от преднамеренных или непреднамеренных изменений, реализованную изготовителем на этапе производства путем установки режима защиты микроконтроллера от чтения и записи исполняемого кода. Доступ к ПО ограничен паролями.
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
в зависимости от номинальных значений установленных датчиков силоизмерительных, диапазоны измерений и пределы допускаемой относительной погрешности измерений силы для модификаций машин приведены в Таблице 5.
Таблица 5
| Модификация машин | Номинальное значение установленного силоизмерительного датчика, кН | Диапазон измерений силы, кН | Параметр К |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений силы при прямом ходе, % |
| И2143М-У-22-К | 250 | от 5 до 250 | ±0,5 | ±1 |
| | 100 | от 2 до 100 | ±0,5 | ±1 |
| | 50 | от 1 до 50 | ±0,5 | ±1 |
| | 25 | от 0,5 до 25,0 | ±0,5 | ±1 |
| | 10 | от 0,2 до 10,0 | ±0,5 | ±1 |
| | 5 | от 0,1 до 5,0 | ±0,5 | ±1 |
| | 2,5 | от 0,05до 2,50 | ±0,5 | ±1 |
| | 1,0 | от 0,02 до 1,00 | ±0,5 | ±1 |
| | 0,5 | от 0,01 до 0,50 | ±0,5 | ±1 |
| | 0,25 | от 0,005 до 0,250 | ±0,5 | ±1 |
| | 0,1 | от 0,002 до 0,100 | ±0,5 | ±1 |
| | 0,05 | от 0,001 до 0,050 | ±0,5 | ±1 |
| | 0,01 | от 0,0002 до 0,0100 | ±0,5 | ±1 |
Примечания:
1. Режим работы силоизмерительных датчиков: растяжение, сжатие.
2. Каждая модификация машины может комплектоваться одним или несколькими датчиками силоизмерительными (Таблица 5).
3. Диапазоны измерений силы, а также пределы допускаемой относительной погрешности измерения силы одинаковы для растяжения и сжатия.
| Наименование характеристики | Значение |
| ШШМ-Y- 01-К | ШШМ-Y- 02-К | ШШМ-Y- 03-К |
| Диапазон измерений перемещения подвижной траверсы, мм | от 0 до 900 | от 0 до 900 | от 0 до 900 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений перемещения подвижной траверсы при нулевой нагрузке в диапазонах измерений, мм от 0 до 10 мм включ. ±0,1 св. 10 до 900 мм ±0,5 |
| Диапазон задания рабочих скоростей перемещения подвижной траверсы (активного захвата), мм/мин | от 0,1 до 100 (от 0,1 до 200)* |
| Пределы допускаемой относительной погрешности поддержания заданной скорости перемещения подвижной траверсы, % | |
| от 0,1 до 1,0 мм/мин включ. | ±50 |
| св. 1 до 100 (200*) мм/мин | ±10 |
* - опционально по заказу
Таблица 7 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| ШШМ-Y- 01-К | ШШМ-Y- ШШМ-Y-02-К 03-К |
| Высота рабочего пространства без приспособлений и датчиков силы, мм, не менее | 900 |
| Скорость возврата подвижной траверсы, мм/мин, не менее | 100 (200)* |
| Ширина рабочего пространства, мм, не менее | 400 |
| Г абаритные размеры испытательной установки, мм, не более - ширина - высота - глубина | 1500 2500 1200 |
| Г абаритные размеры блока силового, мм, не более - ширина - высота - глубина | - | 1200 1200 1200 |
| Масса, кг, не более | 1500 |
| Напряжение питающей сети переменного тока, В | 380±38 |
| Частота питающей сети переменного тока, Гц | 50±1 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более | 3,0 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха, % -атмосферное давление, кПа | От +15 до +25 От 50 до 80 От 96 до 104 |
| Вероятность безотказной работы за 1000 ч | 0,92 |
| Полный средний срок службы, лет, не менее | 15 |
* - опционально по заказу
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом и методом офсетной печати на табличку, прикрепляемую к корпусу машин.
Комплектность
Комплектность машин И21М представлена в таблице 8.
Таблица 8
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Машина для испытания конструкционных материалов состоящая из: - блока силового - консоли | И21М | 1 шт. |
Программное обеспечение | - | 1 компл. |
| Подвес или опорный стол для установки гирь | - | 1 компл. |
| Машина для испытаний конструкционных материалов И21М. Паспорт | Кб1.200.001ПС | 1 экз. |
| Машина для испытаний конструкционных материалов И21М. Руководство по эксплуатации | Кб1.200.001РЭ | 1 экз. |
| Методика поверки | | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 71418-18 «ГСИ. Машины для испытания конструкционных материалов И21М. Методика поверки», утвержденному ФБУ «Ивановский ЦСМ» 22 декабря
2017 г.
Основные средства поверки:
- рабочие эталоны единицы силы 2 разряда по ГОСТ 8.640-2014 в диапазоне значений от 50 Н до 250 кН, ПГ: ±0,12 % для машин с пределами допускаемой относительной погрешности измерений силы ±0,5% и ±0,24% для машин с пределами допускаемой относительной погрешности измерений силы ±1%;
- рабочие эталоны единицы массы 4 разряда по ГОСТ 8.021-2015 - комплект гирь, класс точности М1 по ГОСТ OIML R 111-1-2009 в диапазоне значений от 10 мг до 5 кг;
- индикатор часового типа ИЧ 10, КТ 1 по ГОСТ 577-68;
- штангенциркуль ШЦ-Ш-1000-0,1 ГОСТ 166-89;
- секундомер механический СОСпр-2а-3-000, 0-60, КТ3, рег. №11519-11.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение
метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 8.640-2014 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений силы ТУ26.51.62-002-75903286-17 Машины для испытания конструкционных материалов И21М. Технические условия
71418-18: Методика поверкиСкачать478.6 Кб