萬能試驗機，集拉伸、彎曲、壓縮、剪下、環剛度等功能於一體的材料試驗機，主要用於金屬、非金屬材料力學性能試驗，是工礦企業、科研單位、大專院校、工程質量監督站等部門的理想檢測設備。
萬能試驗機是能進行拉伸、壓縮、彎曲以及扭轉等多種不同試驗的力學試驗機。最常見的有槓桿擺式和油壓擺式兩種。
基本介紹
- 中文名：萬能試驗機
- 外文名：Universal Testing Machine
- 功能：拉伸、彎曲、壓縮、剪下、環剛度
- 用途：金屬、非金屬材料力學性能試驗
- 常見分類：槓桿擺式和油壓擺式
- 常見儀器：電子、液壓萬能試驗機
基本信息,定義,組成,分類,主要功能,操作規程,設備保養,不同介紹,
基本信息
定義
萬能試驗機也叫萬能材料試驗機，或拉力機，雙絲桿系列，控制、測量、操作一體化結構，融當代先進技術於一體，具有精度高、調速範圍寬、結構緊湊、操作方便、性能穩定等優點。電子萬能試驗機滿足GB/T1040、1041、8804、9341、9647、ISO7500-1、GB16491、GB/T17200、ISO5893、ASTMD638、695、790和塑膠管材等標準的要求。適用於塑膠、防水材料、紡織品、紙製品和橡膠等材料試樣及製品的拉伸、壓縮、彎曲、蠕變試驗並配有大壓盤可直接進行管材扁平壓縮（壓縮復原）、環剛度（抗外負荷）、蠕變比率、環抗拉強度等試驗。
萬能試驗機
萬能試驗機萬能材料試驗機是現代電子技術與機械傳動技術相結合的產物，是充分發揮了機電各自特長而構成的大型精密測試儀器，可對各種材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剝離、剪下等多項性能試驗，且有測量範圍寬、精度高、回響快等特點。工作可靠，效率高，可對試驗數據進行實時顯示記錄、列印。
組成
分類
如果將現市面上的萬能試驗機按照用途分類，可劃屬為測定機械性能的試驗機。按照試驗機的用途可將所有試驗機分為兩類：
1.測定機械性能的試驗機
與萬能試驗機同屬測定機械性能的試驗機這一大類的還有：A-靜負荷試驗機：包括拉力試驗機、壓力試驗機、扭轉試驗機、複合應力試驗機、蠕變試驗機、持久強度試驗機、鬆弛試驗機以及硬度計中的布氏、洛式和維氏硬度計。B-動負荷試驗機：包括衝擊試驗機、疲勞試驗機以及硬度計中的衝擊布氏和肖氏硬度計。
拉力試驗機配套設備：高低溫試驗箱，高溫爐、低溫箱、各種制具。
拉伸試驗高溫爐：配套使用於液壓萬能試驗機和電子萬能試驗機為其試樣提供高溫環境。電爐外殼採用不鏽鋼製作，爐膽採用上、中、下三段加熱，三個溫度控制器分別控制三組加熱絲，爐膛內溫度均勻。採用PID模糊控制方式，試驗溫度過沖小，控制精度高，是高等院校、科研機構、廠礦材料研究單位的高性能材料試驗設備。可以根據使用環境要求與主機任意組合使用，可完成各種金屬、非金屬的高溫拉伸試驗，並能達到各種特殊行業（如塑膠、橡膠）等的使用要求。做常溫試驗時只需把高溫爐移開，可完全滿足GB/T4338-2006，HB5195-1996中圓棒試樣、矩形試樣、管材等，在特殊環境溫度下的強度檢驗。
2.工藝試驗用試驗機
萬能試驗機工藝試驗用試驗機：包括杯突試驗機、彈簧試驗機、彎曲試驗機和線材扭轉試驗機。
力值測量
通過測力感測器、放大器和數據處理系統來實現測量，最常用的測力感測器是應變片式感測器。
所謂應變片式感測器，就是由應變片、彈性元件和某些附屬檔案（補償元件、防護罩、接線插座、載入件組成），能將某種機械量變成電量輸出的器件。應變片式的拉、壓力感測器國內外種類繁多，主要有筒狀力感測器、輪輻式力感測器、S雙連孔型感測器、十字梁式感測器等類型。
從材料力學上得知，在小變形條件下，一個彈性元件某一點的應變ε與彈性元件所受的力成正比，也與彈性的變形成正比。以S型感測器為例，當感測器受到拉力P的作用時，由於彈性元件表面貼上有應變片，因為彈性元件的應變與外力P的大小成正比例，故此將應變片接入測量電路中，即可通過測出其輸出電壓，從而測出力的大小。
對於感測器，一般採用差動全橋測量，即將所貼上的應變片組成橋路，R1、R2、R3、R4，實際為阻值相等的4片（或8片）應變片，即R1=R2=R3=R4，當感測器受到外力（拉力或壓力）作用時，感測器彈性元件產生應變而使各電阻值發生變化，其變化值分別為△R1、△R2、△R3、△R4，結果原來平衡的電橋，現不平衡了，橋路就有電壓輸出。
簡單來說，外力P引起感測器內應變片的變形，導致電橋的不平衡，從而引起感測器輸出電壓的變化，我們通過測量輸出電壓的變化就可以知道力的大小了。
一般來說，感測器的輸出信號都是非常微弱的，通常只有幾個mV，如果我們直接對此信號進行測量，是非常困難的，並且不能滿足高精度測量要求。因此必須通過放大器將此微弱信號放大，放大後的信號電壓可達10V，此時的信號為模擬信號，這個模擬信號經過多路開關和A/D轉換晶片轉變為數位訊號，然後進行數據處理，至此，力的測量告一段落。
形變測量
通過形變測量裝置來測量，它是用來測量試樣在試驗過程中產生的形變。
該裝置上有兩個夾頭，經過一系列傳動機構與裝在測量裝置頂部的光電編碼器連在一起，當兩夾頭間的距離發生變化時，帶動光電編碼器的軸旋轉，光電編碼器就會有脈衝信號輸出。再由處理器對此信號進行處理，就可以得出試樣的變形量。
橫樑位移測量
其原理同變形測量大致相同，都是通過測量光電編碼器的輸出脈衝數來獲得橫樑的位移量。
主要功能
普通測試項目：
拉伸應力、拉伸強度、扯斷強度、扯斷伸長率、定伸應力、定應力伸長率、定應力力值、撕裂強度、任意點力值、任意點伸長率、抽出力、粘合力及取峰值計算值、壓力試驗、剪下剝離力試驗、彎曲試驗、拔出力穿刺力試驗。
特殊測試項目：
1.性係數即彈性楊氏模量定義：同相位的法向應力分量與法向應變之比。為測定材料剛性之係數，其值越高，材料越強韌。
2.比例限：荷重在一定範圍內與伸長可以維持成正比之關係，其最大應力即為比極限。
3.彈性限：為材料所能承受而不呈永久變形之最大應力。
4.彈性變形：除去荷重後，材料的變形完全消失。
5.永久變形：除去荷重後，材料仍殘留變形。
6.屈服點：材料拉伸時，變形增快而應力不變，此點即為屈服點。屈服點分為上下屈服點，一般以上屈服點作為屈服點。屈服：荷重超過比例限與伸長不再成正比，荷重會突降，然後在一段時間內，上下起伏，伸長發生較大變化，這種現象叫作屈服。
7.屈服強度：拉伸時，永久伸長率達到某一規定值之荷重，除以平行部原斷面積，所得商。
8.彈簧K值：與變形同相位的作用力分量與形變之比。
操作規程
1.使總開關接通電源。
2.根據試樣，選用測量範圍，在擺桿上掛上或取下擺鉈並調整緩衝閥手柄，對準標線。
3.根據試樣形狀及尺寸把相應的夾頭裝入上下鉗口座內。
4.在描繪器的轉筒上，卷壓好記錄紙（方格紙），此項只是需要時才進行。
彈簧試驗機
彈簧試驗機5.開動油泵電動機，擰開送油閥使試台上升紙10毫米，然後關閉油閥，如果試台已在升起位置時則不必先開油泵送油，僅將送油閥關好即可。
6.將試樣一端夾於上鉗口中。
7.開動油泵調整指針對準度盤零點。
8.開動下鉗口電動機，將下鉗口升降到適當高度，將試樣另一端夾在下鉗口中，須注意使試樣垂直。
9.將推桿上的描繪筆放下進入描繪準備狀態（需描繪時才進行）。
10.按試驗要求的加荷速度，緩慢地擰開送油閥進行加荷試驗。
11.試樣斷裂後關閉油閥，並停止油泵電動機。
12.記錄需要數值並將描繪。
13.打開回油閥，卸荷後被動針撥回零點。
14.取下斷裂後的試樣。
15.壓縮及彎曲等試驗可參照上述各項進行操作。
設備保養
1.安裝
試驗機安裝在清潔乾燥而且溫度均勻的房屋內同時應考慮到在機器上作較長的長梁彎曲試驗的可能性以及使用鏡式延伸計進行試驗的可能性，所以在試驗機的周圍應留出足夠的空餘面積。
試驗機主體及測力計安裝時不需要特殊地基，只按地基圖作好一般地基並留出地腳螺絲孔澆固即可。
找試驗機主體水平，可將水平儀放在油缸的外圓上按機座縱橫兩個位置及水平方向找好水平，用精度在0.10/1000毫米的水平儀找到±1格，不平時在底座下面加墊鐵來調整。
測力計頂上有兩個孔以備再安裝時穿鋼絲繩用。
測力計的水平很重要，找水平時使擺桿左側面與標準線板的刻線對齊，使其不動，然後用彎尺靠在擺桿上部的大面上以0.1/1000毫米的水平儀放在彎尺上找到±2格。不對時在底座下面加墊鐵，並須是擺鉈與不掛擺鉈是指針均須對正零點不動。
將測力計後上方鐵門打開檢查小線錘的線是否繞在指針同軸小齒輪的溝槽中，系線繩的長度應適當，不能太長或太短，其限度為最長不能碰到撤離記得橫隔板上，最短為小齒輪旋轉一周時效錘不會碰到小齒輪。
2.接管
在安裝主體與測力計相通的油管時，應首先將油管用柴油洗淨，不使任何雜質留在管內，以保證油路中的清潔。
應注意接頭墊圈是否完整，如不完整時應取用本機器附帶的新墊圈裝好以防高壓時滲油。
油的規格選用介紹：在液壓傳動中應採用優質的中等粘度礦物油。油內要不含水、酸及其他混合物，在普通溫度下應不分解、不變稠，並在灌入機器以前，油液必須經過過濾。由於用油不當，會使閥門和油路發生堵塞以及機器有可能產生振動，這些都會影響試驗機的正常運轉。油的參考規格：比重：0.86—0.97；凝固點：-15℃到-20℃；根據實際情況也可採用國產30—50號機油。
3.灌油及放油
揭開測力計左側鐵門，可以看到鋼絲網濾油器，灌油時就通過此濾油器注入油箱內，一次灌入的油量約28公升，以油箱外面上邊裝設之油位指示器為準，所用之油類規格可參看油的規格選用介紹。
開始使用試驗機之前，必須將從油箱到油泵管路中間裝設的活栓打開，活栓的刻線與管子成一直線時，表示油箱與油泵之間的油路暢通，如刻線與管子成正交時，則表示關閉。
放油時打開測力計左側底部之油嘴即可，關於油的使用期限根據各地氣候而決定，如發現油開始混穢不能用時應換新油，欲擦試油箱底部或東西掉入取出時先放淨油，卸下測力計左下方的圓蓋即可，完後須上好。
4.接電
本試驗機的電氣裝置配備在測力計內，設有磁力啟動器可用按鈕操縱，並有小型變壓器，輸入電源為380伏，輸出電壓為6伏，並在測力計正面右上方設有6.3伏小型指示燈一個。
本試驗機出廠接線電源為380伏，磁力啟動器線圈為380伏，從電源引來的電線，經過測力計前罩接到接線板上.全部接線可參看本說明書中附帶之電氣線路，接好電源並打開油箱與油泵的通路獲栓，其他各部檢查完畢後，可開動測力計檯面上的按鈕，試行運轉油泵電動機，觀察飛輪旋轉方向是否與飛輪箭頭方向一致，如不符合時應調換電源接頭使其一致，再開動下鉗口座升降用電動機，檢查下鉗口座的升降動作是否與按鈕上所示的文字相符，再檢查個超程及超荷電鈕是否合用.
5.潤滑
主體底座上面的壓蓋上設有注油孔，通過該孔注油來潤滑螺母，下鉗口座升降用絲槓的螺紋，根據使用情況應該經常潤滑，以免磨損妨礙轉動.
主體安裝完畢後通過底座上面探油針的座孔，用漏斗向油池內注入機油，注入的油深為30毫米，以探油針測出。
測力計內主軸兩端之滾珠軸承，平時不準設法注油潤滑，以免日久產生油泥妨礙精確機構的靈敏度，如果是使用年限較長必須拆卸內部時可用火油沖洗後放入極少量優質潤滑油，但要足以能防止其鏽蝕，裝好後一標準測力計重新校驗之。
油泵上沒有一個螺絲堵，安裝好後，初用時將它擰開，向油泵內部注入大量機油，以後如內部機油因使用日久不良時，可將油泵下面螺絲堵擰開放出之，重新灌入，如果機器經常使用時大約每月應換一次。
6.油泵的初次運轉及試車
按動測力計檯面上的電鈕即可開動及停止油泵的轉動，當安裝後初次運轉或變動電線接頭，在開動前必須檢查油箱通向油泵通路之活栓是否打開及開動後油泵皮帶輪的旋轉方向是否按箭頭指示的方向旋轉。
安裝油泵後的初次運轉，先把油泵頂上的螺絲取下以與油箱內相同的油用油壺對準絲孔灌入，灌滿後再擰緊螺絲，以後如發現內部機油使用日久不良時可將油泵下面螺絲堵擰開放出，再重新灌入清潔的油，如果每天正常使用的話，大約每月抽一次較適當。
當油泵初次運轉時，油泵內部常存在一少部分空氣不能排出或者在某種情況下有空氣被吸入到油泵內，那么油液的輸出便形成斷斷續續，因此荷載的增加也就不規則，指針會產生間歇現象，為了判斷這現象，可以將測力計側面蓋板卸下觀察，由送油閥流回油箱的油如果沒有什麼悸動現象，可以構想油泵是在正常的工作。
不同介紹
電子萬能試驗機
電子萬能試驗機是專門針對高等院校、科研院所而設計的新一代雙空間微機控制電子萬能試驗機。試驗機主機與輔具的設計借鑑了日本島津的先進技術，外形美觀，操作方便，性能穩定可靠。可滿足國家及國際相關標準。
液壓萬能試驗機
區別
電子萬能試驗機與液壓萬能試驗機均屬於材料力學檢測儀器，但在結構設計、使用性能、套用範圍等方面具有各自的特點，用戶可根據所在行業具體使用環境來決定選用電子萬能試驗機還是液壓萬能試驗機。電子萬能試驗機與液壓萬能試驗機的區別如下：
一、在結構特點上
電子萬能試驗機主要有兩種形式，同步帶和減速機；在測力上電子萬能試驗機均採用負荷感測器。
液壓萬能試驗機主要採用高壓液壓源為動力源，而電液伺服類萬能試驗機則是採用伺服閥或比例閥作為控制元件進行控制，國內有些廠家亦已經採用高精度負荷感測器來進行測力。
二、在使用性能上
電子萬能試驗機，不用油源，所以更清潔，使用維護更方便；它的試驗速度範圍可進行調整，試驗速度可達0.001mm/min～1000mm/min，速比可達100萬倍之多，試驗行程可按需要而定，更靈活；測力精度高，有些甚至能達到0.2%；體積小、重量輕、空間大、方便加配相應裝置來做各項材料力學試驗，真正做到了一機多用。目前國內的主流試驗機廠家生產的電子萬能試驗機，均可以做到載荷控制、應變控制、位移控制所謂的三閉環控制。
液壓萬能試驗機，受油源流量的限制，試驗速度較低。手動液壓萬能試驗機，操作較為簡易，價格便宜，但控制精度較低；電液伺服萬能試驗機，則性能與電子萬能試驗機相比，除速度低外，控制精度也不遜色。
三、在套用範圍上
電子萬能試驗機，廣泛套用於各種金屬、非金屬及複合材料，如木材、塑膠型材、電線電纜、紙張、薄膜、橡膠、醫藥、食品包裝材料、織物等進行拉伸性能指標的測試、數字顯示電子萬能試驗機適合於只求力值、抗拉強度、抗壓強度等相關數據的用戶，如需求取較為複雜參數，微機控制電子萬能試驗機是更好的選擇。
從性價比來說，30T以下的電子萬能試驗機更有優勢。液壓萬能試驗機主要用於金屬、非金屬材料和零件、部件、構件的拉伸、壓縮、彎曲等力學性能試驗。液壓萬能試驗機是工礦企業、建築建材、質檢中心、水利水電、橋樑工程、科研院所、大專院校力學試驗室的理想的試驗設備。而電液伺服萬能試驗機，則適合要求較高的鋼鐵、建材檢測類的試驗室。30T以上電液伺服萬能試驗機與電子萬能試驗機相比，更有價格優勢。
一、在結構特點上
電子萬能試驗機主要有兩種形式，同步帶和減速機；在測力上電子萬能試驗機均採用負荷感測器。
液壓萬能試驗機主要採用高壓液壓源為動力源，而電液伺服類萬能試驗機則是採用伺服閥或比例閥作為控制元件進行控制，國內有些廠家亦已經採用高精度負荷感測器來進行測力。
二、在使用性能上
電子萬能試驗機，不用油源，所以更清潔，使用維護更方便；它的試驗速度範圍可進行調整，試驗速度可達0.001mm/min～1000mm/min，速比可達100萬倍之多，試驗行程可按需要而定，更靈活；測力精度高，有些甚至能達到0.2%；體積小、重量輕、空間大、方便加配相應裝置來做各項材料力學試驗，真正做到了一機多用。目前國內的主流試驗機廠家生產的電子萬能試驗機，均可以做到載荷控制、應變控制、位移控制所謂的三閉環控制。
液壓萬能試驗機，受油源流量的限制，試驗速度較低。手動液壓萬能試驗機，操作較為簡易，價格便宜，但控制精度較低；電液伺服萬能試驗機，則性能與電子萬能試驗機相比，除速度低外，控制精度也不遜色。
三、在套用範圍上
電子萬能試驗機，廣泛套用於各種金屬、非金屬及複合材料，如木材、塑膠型材、電線電纜、紙張、薄膜、橡膠、醫藥、食品包裝材料、織物等進行拉伸性能指標的測試、數字顯示電子萬能試驗機適合於只求力值、抗拉強度、抗壓強度等相關數據的用戶，如需求取較為複雜參數，微機控制電子萬能試驗機是更好的選擇。
從性價比來說，30T以下的電子萬能試驗機更有優勢。液壓萬能試驗機主要用於金屬、非金屬材料和零件、部件、構件的拉伸、壓縮、彎曲等力學性能試驗。液壓萬能試驗機是工礦企業、建築建材、質檢中心、水利水電、橋樑工程、科研院所、大專院校力學試驗室的理想的試驗設備。而電液伺服萬能試驗機，則適合要求較高的鋼鐵、建材檢測類的試驗室。30T以上電液伺服萬能試驗機與電子萬能試驗機相比，更有價格優勢。
