機械試驗裝置

⑴ 驗證加速度與力質量的關系實驗裝置為什麼不能用來驗證機械能守恆定律

能用來驗證機械能守恆定律如下：

主要是因為誤差的存在。具體的說一般的加速度與質量的關系實驗裝置存在小車與木板間的摩擦，和紙帶與打點計時器之間的摩擦以及空氣阻力，平衡摩擦阻力並不能減少實驗誤差。

因為即使平衡了摩擦力，摩擦力依然存在，系統機械能必然要損失，所以對實驗結果肯定有影響。就是因為這種誤差的存在，一般不會用於機械能守恆定律，所以在教材中驗證機械能守恆定律所用的裝置就是讓重物做自由落體運動。

能量守恆的特點：

不同形式的能量之間可以通過物理效應或化學反應而相互轉化。對應於物質的各種運動形式，能量有各種不同的形式。在機械運動中表現為物體或體系整體的機械能，如動能、勢能等。在熱現象中表現為系統的內能，它是系統內各分子無規運動的動能、分子間相互作用的勢能、原子和原子核內的能量的總和，但不包括系統整體運動的機械能。

對於熱運動的內能（舊稱熱能），人們是通過它與機械能的相互轉換而認識的（見熱力學第一定律）。各種場也具有能量。

⑵ 萬能試驗機的簡介

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、調速范圍寬、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、ASTM D638、695、790和塑料管材等標準的要求。適用於塑料、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、剪切等多項性能試驗，且有測量范圍寬、精度高、響應快等特點。工作可靠，效率高，可對試驗數據進行實時顯示記錄、列印。 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、復合應力試驗機、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：包括沖擊試驗機、疲勞試驗機以及硬度計中的沖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。電爐外殼採用不銹鋼製作，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（如塑料、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。測量系統
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】、彈性元件和某些附件（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，由於彈性元件表面粘貼有應變片，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，即將所粘貼的應變片組成橋路，
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，設△E
則△E=[R1R2/（R1+R2）2]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4）U
式中U為外電源供給橋路的電壓
進一步簡化有
△E=[R2/4R2]（△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R）U
將△Ri/Ri=Kεi代上上式
則有 △E=[UK/4]（ε1-ε2+ε3-ε4）
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轉換晶元轉變為數字信號，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沖信號輸出。再由處理器對此信號進行處理，就可以得出試樣的變形量。
橫梁位移測量
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沖數來獲得橫梁的位移量。

⑶ 起重機械超載保護裝置安全技術規范的試驗室試驗

6.1.1 一般規定
除6.1.6、6.1.7、6.1.8、6.1.9和6.1.13條試驗外，每項試驗後，均按6.1.2條檢測動作誤差，應符合5.10條規定。具有顯示功能的裝置，同時檢測顯示誤差，應符合5.9條規定。具有預警信號的裝置，同時檢測預警信號，應符合5.8.1條規定。
對每個測試點均應反復試驗三次。
6.1.1.2 開始試驗直至6.1.13條試驗結束，不得調整裝置設定點。
6.1.1.3 如果沒有特殊說明，試驗順序從6.1.2條至6.1.13條依次進行。蓄電池供電的裝置，可不做6.1.7、6.1.8和6.1.9條試驗。
6.1.2 動作誤差試驗
6.1.2.1 試驗方法
將裝置組成一個完整系統，模擬起重機工況進行試驗，對應每個測試點，載入使裝置動 作。
6.1.2.2 測試點的選擇
對額定起重量不變的起重機，測試點為裝置設定點。
對額定起重量不隨工作幅度變化的起重機，測試點為最大工作幅度點。
對額定起重量隨工作幅度變化的起重機，測試點應不少於起重機特性表(曲線)范圍內 所對應的五個點，並應盡可能包括最大、中間和最小三個點。
6.1.3 振動試驗
振動試驗過程中，裝置為非通電狀態。
6.1.3.1 按表1規定條件進行試驗。
表1
振動頻率Hz 加速度 振動時間（h）
上下 左右 前後
30 4g 4 2 2
6.1.3.2 振動試驗後，零部件不得松動、脫落、破損，導線不得斷開。
6.1.4 沖擊試驗
沖擊試驗過程中，裝置為非通電狀態。
6.1.4.1 按表2規定條件進行實驗。
沖擊加速度 沖擊時間ms 沖擊次數（h）
上下 左右 前後
30g <18 3 3 3
6.1.4.2 合格評定同6.1.3.2條。
6.1.5 溫度試驗
溫度試驗過程中，裝置為非通電狀態。
6.1.5.1 將裝置放人高溫試驗箱，待箱內溫度達到60℃後，歷時16h，取出後在30min
內完成測試。
6.1.5.2 將裝置放人低溫試驗箱，待箱內溫度達到-20℃後，歷時16h，取出後在
30min內完成測試。
6.1.6 電壓波動試驗
交流供電時，分別施加110%及85%額定電壓60min及10min；蓄電池供電時，分別施
加135%及85%的額定電壓60min及10min。在試驗過程中期和後期按6.1.2條檢測動作誤
差。
6.1.7 抗干擾試驗
在裝置的供電電源上迭加一個具有下述參數的尖脈沖電壓：
脈沖幅值：1000V；
脈沖寬度：0.1-2 ；
脈沖頻率：5-10Hz。
施加的時間不少於30min，在此期間裝置應工作正常，檢測動作誤差應符合5.10條規
定。
6.1.8 絕緣電阻試驗
按GB 998第6.2.2條選擇試驗用兆歐表，在裝置的電源進線端與外殼金屬部分之間進
行試驗，絕緣電阻值應符合5.14條相應規定。
6.1.9 耐壓試驗
按GB 998第6.3條進行試驗，在裝置的電源進線端與外殼金屬部分之間施加試驗電壓。
電壓等級按表3選擇。
表3
測定部分額定電壓 試驗電壓（v）
Uo≤60 500
60∠Uo≤125 1000
125∠Uo≤250 1500
250∠Uo≤500 2000
500∠Uo≤750 2500
6.1.10 濕熱試驗
濕熱試驗過程中，裝置為非通電狀態。
試驗前，裝置應先通過6.1.8和6.1.9條試驗。
試驗方法按GB 2423.3規定進行。試驗時間48h，試品取出恢復2h後，進行6.1.8和 6.1.9條規定的試驗。
6.1.11 防護等級試驗
防護等級按5.16條規定。
試驗方法和合格評定按GB 4942.2第6章和第7章相應規定進行。
6.1.12 過載能力試驗
對取力感測器施加相當於配用起重機規定的最大載荷試驗值，載入三次。
6.1.13 報警音響試驗
使裝置發出報警音響，用聲級計測量，音響強度應符合5.8.2條規定。
6.2 裝機試驗
6.2.1 試驗前的准備
試驗用起重機應按規定進行調整檢查和試運行。試驗場地、環境條件應符合有關規定。
試驗用重物精度不低於1%，並應滿足試驗范圍需要，裝置應預先標定。
6.2.2 額定起重能力試驗
按配用起重機有關標准中額定載荷試驗方法和程序，吊運相應的額定載荷進行試驗，起 重機應能正常工作。
6.2.3 綜合誤差試驗
6.2.3.1 試驗方法
對額定起重量不變的起重機，按本條a進行。
對額定起重量隨工作幅度變化的起重機，允許帶載變幅的按本條b進行；不允許帶載變 幅的按本條c進行。
對應每個測試點應反復試驗三次，綜合誤差應符合5.6條規定。
具有顯示功能的裝置，同時檢測顯示誤差，應符合5.9條相應規定。具有預警信號的裝 置，同時檢測預警信號。
a．吊起重物後停止起升，逐漸載入至裝置動作，實測起重量。
b．對應每個測試點准備試驗重物，以小於測試點的工作幅度起吊，逐漸增加工作幅度 使裝置動作，實測工作幅度後在起重特性表上查出對應的額定起重量。
如果實測工作幅度在起重特性表上不能直接查到相應額定起重量，應按起重機製造廠提 供的計算方法和其他規定的方法計算出額定起重量(以下同)。
c．對應每個測試點的工作幅度，吊起重物後停止起升，逐漸載入使裝置動作，實測起重量。實測工作幅度後，在起重特性表上查出對應的額定起重量。
6.2.3.2 注意事項
每次測試中，應監視所加試驗重物的總重量，如果超過了起重機當時狀態所對應額定起 重量的110%時，無論裝置動作與否，必須立即停止該次試驗。
6.2.4 最大超載防護能力
任選起重機一種狀態，緩慢起吊110%額定起重量，裝置應能執行4．1條規定功能。
6.3 疲勞強度試驗
試驗在疲勞試驗機上進行，試驗次數按5．18條規定，試驗載荷取起重機中級載荷狀態下的載荷譜，載入頻率為10-30Hz。試驗後裝置不得損壞並可調整，檢測動作誤差應符合 5.10條規定。
6.4 工業性運行試驗
試驗條件應符合配用起重機的正常使用條件，裝置連續無故障工作時間不得少於500h， 在試驗中期和後期按6.2.3條檢測綜合誤差，測試點按6.1.2.2條規定選擇。
工業性運行試驗應有試驗報告，並應包括裝置累積工作時間、起重機典型工況條件、環 境參數、綜合誤差、故障、維修及設計、工藝、製造、安裝等各方面改進措施。

⑷ 封閉功率流式齒輪效率試驗台 原理及優點

鑒於開放功率流式試驗台功率消耗大，試驗費用高，能源浪費嚴重等缺點，近年來又發展了封閉功率流式試驗台。所謂封閉功率流就是指能量傳輸的路線在整個試驗台上形成一個閉合迴路。封閉功率流式試驗台構成原理如圖2-2所示。它是用載入裝置,即換能器將所消耗能量的一部分轉換為其它形式的能量在回輸給系統,從而達到即載入又節能的目的。因此，在現代被測裝置的性能試驗中，愈來愈廣泛地採用該類試驗台。
根據能量轉化的方式不同，封閉功率流失試驗台又分為機械功率封閉式試驗台和電功率封閉式試驗台兩種類型。機械功率封閉式試驗台種類較多，在此不作介紹，必要時可參閱有關資料。
電功率封閉式試驗台由於其組合方便，互用性好，結構簡單，載入精度高，節能效果好，操作控制方便等優點，越來越多地應用於齒輪傳動裝置的檢測試驗中。電功率封閉式試驗台又可分為交流電封閉和直流電封閉兩種。目前，作為產品的交流電封閉試驗台是採用電動機----發電機組驅動，驅動效率低，能量傳輸環節多，環路損失大，且其控制系統復雜，佔地面積大，投資高昂，但因其維護、使用方便，故對於大功率傳動試驗尚多採用此類試驗台。
直流電封閉試驗台的驅動採用直流電動機，經被測減速器和陪試箱裝置，由直流發電機轉換為直流電能又回輸給直流電動機。系統的功率損耗由整流裝置補充，其能量傳輸環節少，環路效率高，且直流電動機易實現自動控制，故直流電封閉功率試驗台應用廣泛。

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