扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)是一種設(shè)備，專門(mén)用于對(duì)試樣施加扭矩并測(cè)定扭矩的大小。其類(lèi)型多樣，結(jié)構(gòu)形式也各有差異，但通常由加載和測(cè)力兩個(gè)基本部分組成。這里我們以NJ-100B型扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)為例，描述其結(jié)構(gòu)和工作原理。

該試驗(yàn)機(jī)使用伺服直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行加載，杠桿電子自動(dòng)平衡測(cè)力，并采用可控硅無(wú)級(jí)調(diào)速控制加載速度。它具有正反向加載、高精度、寬廣的速度范圍等優(yōu)點(diǎn)。扭矩分級(jí)為1000Nm，具有四級(jí)度盤(pán)，分別為0～100Nm、0～200Nm、0～500Nm、0～1000Nm。加載速度分級(jí)為0～360min和0～3600min兩檔。其工作空間為650mm。

一、加載系統(tǒng)

安裝在試驗(yàn)機(jī)溜板上的加載機(jī)構(gòu)由六個(gè)滾珠軸承支持在機(jī)座的導(dǎo)軌上，可以前后滑動(dòng)。加載時(shí)，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)減速齒輪箱的兩級(jí)減速，帶動(dòng)活動(dòng)夾頭轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)安裝在夾頭和夾頭之間的試件施加扭矩。面板上為電源開(kāi)關(guān)。加載按鈕一組三個(gè)，可控制試驗(yàn)機(jī)的正反向加載和停機(jī)。加載速度由速度范圍開(kāi)關(guān)換檔、用調(diào)速電位器調(diào)節(jié)。

二、測(cè)力系統(tǒng)

測(cè)力機(jī)構(gòu)為杠桿電子自動(dòng)平衡系統(tǒng),當(dāng)試件受扭后，扭矩由固定夾頭傳遞給測(cè)力系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)A點(diǎn)將力傳遞給變支點(diǎn)杠桿;電動(dòng)機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)則杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)C點(diǎn)將力傳遞給變支點(diǎn)杠桿。拉桿上的拉力F通過(guò)刀口D作用在杠桿的左端。杠桿繞B支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)使右端翹起，推動(dòng)差動(dòng)變壓器的鐵芯移動(dòng)，發(fā)出一個(gè)電信號(hào)，經(jīng)放大器使伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鋼絲拉動(dòng)游鉈水平移動(dòng)。

當(dāng)游鉈移動(dòng)，以B為支點(diǎn)的力矩達(dá)到平衡Q×S=F×r時(shí)，杠桿又恢復(fù)到水平狀態(tài)，差動(dòng)變壓器的鐵芯也恢復(fù)零位。這時(shí)差動(dòng)變壓器無(wú)信號(hào)輸出，伺服電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。由此可見(jiàn)，扭矩大小與游鉈的移動(dòng)距離S成正比，與拉動(dòng)載荷F成正比。鋼絲帶動(dòng)滑輪旋轉(zhuǎn)，從而使指針偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度與游鉈位移S成正比。

經(jīng)過(guò)標(biāo)定，指針便可在示力盤(pán)上指示出扭矩的具體數(shù)值。若需要變換示力度盤(pán)，轉(zhuǎn)動(dòng)量程選擇旋鈕，經(jīng)過(guò)鏈條和F齒輪帶動(dòng)凸齒輪旋轉(zhuǎn)，使凸齒輪軸上的不同凸輪與變支點(diǎn)杠桿上的不同支點(diǎn)接觸，這樣便可改變杠桿上力臂比例，達(dá)到了變換測(cè)力矩范圍之目的。

三、記錄系統(tǒng)

對(duì)于扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，要記錄扭矩T和扭轉(zhuǎn)角Φ曲線。繪圖器由繪圖筆和滾筒等組成。繪圖筆水平移動(dòng)量表示扭矩大小，在滑輪帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，又帶動(dòng)鋼絲使繪圖筆水平移動(dòng)。繪圖滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)表示活動(dòng)夾頭的轉(zhuǎn)動(dòng)，它是由自整角發(fā)動(dòng)機(jī)給出轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)放大器放大后輸出給伺服電動(dòng)機(jī)和自整角變壓器，從而使繪圖滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。其轉(zhuǎn)動(dòng)量與試件的轉(zhuǎn)角成正比。這樣就會(huì)自動(dòng)繪制出T-Φ曲線。

四、操作步驟和注意事項(xiàng)

1、操作步驟

1)估算實(shí)驗(yàn)所要扭矩，選擇所需示力度盤(pán)。

2)根據(jù)試樣夾持端形狀，選擇合適的鉗口和襯套。

3)裝好自動(dòng)繪圖器上筆和紙，并打開(kāi)繪圖器開(kāi)關(guān)。

4)打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)旋鈕，使指針對(duì)準(zhǔn)零點(diǎn)。

5)安裝試件。先將試件的一端插入固定夾頭中，并夾緊。調(diào)整加載機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)，使試件的另一端插入活動(dòng)夾頭中后再夾緊。

6)加載。根據(jù)需要將加載開(kāi)關(guān)上的正向或反向按鈕按下，逐漸調(diào)節(jié)變速電位器，使直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)試件施加扭矩。

7)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，立即停機(jī)，取下試件，將機(jī)器復(fù)原并清理現(xiàn)場(chǎng)。

2、注意事項(xiàng)

1)開(kāi)機(jī)前要把調(diào)速電位器逆時(shí)針旋到零點(diǎn)，以防開(kāi)機(jī)時(shí)產(chǎn)生沖擊力矩而損壞試驗(yàn)機(jī)零部件。

2)施加扭矩后，禁止再轉(zhuǎn)動(dòng)“量程選擇手輪”和改變“變速開(kāi)關(guān)”。

3)面板上的正、反加載按鈕不能同時(shí)按下。若要改變施加扭矩方向和變換變速開(kāi)關(guān)，必須先按“?！卑粹o后，再改變扭矩方向和變速開(kāi)關(guān)。

4)試驗(yàn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，操作人員不能離開(kāi)。發(fā)現(xiàn)異常聲音或其它任何故障，應(yīng)立即停機(jī)并報(bào)告指導(dǎo)教師處理。