phần mở đầu, ba chương và kết luận. Giới thiệu về các thành phần chính của hệ thống, nguyên tắc hoạt động và phần mềm kiểm thứ. Trình bày các yêu cầu chung nhất. Mô tả cấu tạo chính của khung thử, kết nối và lắp đặt phần cứng và khới động lần đầu.
Mô tả chi tiết các thiết bị phụ kiện như cảm biến lực (load cell), cảm biến đo độ giãn dài, các loại kẹp chuyên dụng: kẹp kéo cơ, kẹp kéo khí nén, đĩa nén và thiết bị thử uốn. Cuối cùng là kết luận. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG INSTRON 5969 1. Các thành phần chính của hệ thống 1.1 Các thành phần của hệ thống Các thành phần chính của hệ thống: Khung tải (load frame) với bộ điều khiển tích hợp.
Cảm biến lực (load cell) gắn trên thanh trượt. Các kẹp để kiểm tra độ dãn hoặc các đĩa nén để kiểm tra độ nén. Hệ thống kiểm thử với phần mềm kiểm thử Bluehill. Các thành phần của hệ thống [1] Bảng dưới đây mô tả các thành phần chính của hệ thống: 3 Bảng 1.
Các thành phần chính của hệ thống [1] Thành phần Mô tả Khung tải trọng bao gồm một bệ đỡ, một hoặc hai cột, một thanh trượt và một tấm đỉnh. Cấu trúc hình dạng hai cột tạo thành một khung cứng khép. Mỗi cột gồm 1 cột dẫn và đinh vít tròn. Thanh Khung tải trọng (load frame) trượt được đặt trên cả hai cột.
Chuyển động quay của ốc vít chuyền động tới thanh trượt để lên hoặc xuống.Hai cột ở hai bên cung cấp sự ổn định cho hệ thống Phần cứng điều khiển khung và các thiết bị phụ trợ Hệ thống điều khiển khác kết nối với hệ thống thử nghiệm. Bảng điều (controller) khiển chưa tất cả các kết nối với load cell, dụng cụ đo độ dãn và các cảm biến khác Bảng điều khiển phần cứng, được gắn ở bên cạnh Bảng điều khiển (Control khung tải, cho phép bạn thực hiện một số chức Panel) năng của phần mềm trực tiếp tại khung. Là tất cả các thành phần mà bạn cài đặt giữa lực sinh ra từ các thành phần của khung tải (thiết bị truyền động hoặc sự di chuyển con trượt) với thành phần cứng cố định (tấm nền hoặc thanh trượt cố định). Nó bao gồm đồ giá đặt đòn cân bằng, bộ đe, đồ giá khâu nối và mẫu vật.
Các thành phần tải Khi gắn một load cell trên con trượt, sau đó một (Load String) cặp kẹp hoặc giá nén trên load cell và khung nền. Kẹp hoặc giá nén sẽ kẹp chặt mẫu vật và khi bắt đầu một thử nghiệm. Các thanh trượt di chuyển lên hoặc xuống làm mẫu vật trọng đó có thể bị kéo giãn hoặc nén lại. Các load cell chuyển tải thành tín hiệu điện được đo trên phần mềm và hiển thị.
Phần mềm kiểm thử (Bluehill Phần mềm kiểm tra của Instron là phần mềm điều 4 Thành phần Mô tả khiển hệ thống kiểm tra, chạy thử nghiệm và phân Software) tích dữ liệu thử nghiệm để tạo ra kết quả kiểm tra. Mẫu vật (specimen) Từng vật liệu sẽ được cho vào kiểm tra 1.2 Phần cứng điều khiển Các điều khiển phần cứng bao gồm: Nút dừng khẩn cấp: sử dụng bất cứ khi nào cần dừng ngay lập tức thanh trượt khi gặp sự cố không an toàn. Nút dừng khẩn cấp Limit stops (công tắc hành trình): phải đặt trước khi đo thử để bảo vệ người điều khiển khi thanh trượt chuyển động bất ngờ, ngăn không cho các kẹp hoặc các đĩa nén va đập vào nhau. Công tắc hành trình Control panel: cho phép thực hiện các chức năng tại khung thay vì trên máy tính.
Gồm các nút bắt đầu hoặc kết thúc thử nghiệm, điều khiển vị trị thanh trượt khi đặt mẫu. Nguyên tắc hoạt động Hệ thống giao tiếp chủ yếu thông qua bộ điều khiển. Bộ điều khiển chứa cảm biến xử lý thẻ cho các đầu dò giao tiếp với máy tính và truyền dữ liệu từ các đầu dò tới máy tính. Bộ điều khiển cũng kết nối với khung tải thông qua một giao diện quản trị khung (frame interface board - FIB) bên trong khung tải.
FIB liên kết tất cả các thành phần điện của khung với nhau Hệ thống thử nghiệm hoạt động trên nguyên tắc điều khiển vòng kín servo. Việc điều khiển có thể dựa trên vị trí thanh trượt, tải trọng, hoặc sự biến dạng. Khi tiến hành một thử nghiệm, máy tính thông qua một lệnh bắt đầu của bộ điều khiển, nó sẽ lần lượt gửi một tín hiệu lệnh tới một servo- khuếch đại yêu cầu mỗi vị trí riêng biệt của con trượt. Các servo-khuếch đại cũng nhận được một tín hiệu phản hồi của vị trí hiện tại của con trượt từ bộ mã hóa, nó được điều khiển bởi hệ thống khung điều khiển.
Các servo-khuếch đại so sánh tín hiệu lệnh và tín hiệu phản hồi. Nếu có một sự khác biệt giữa chúng, có tín hiệu lỗi thì Servo sẽ điều khiển motor di chuyển con trượt với tốc độ và hướng phù hợp. Sự thay đổi đó sẽ làm giảm lỗi. Phần mềm kiểm thử Quá trình điều khiển của hệ thống thử nghiệm được thực hiện thông qua phần mềm Instron Bluehill.
Kiểm tra thiết lập thông số, vận hành hệ thống và thu thập dữ liệu thử nghiệm được thực hiện thông qua chương trình phần mềm. Là phần mềm độc quyền của Instron cho phép bạn thiết lập các thông số kiểm tra, vận hành hệ thống, thu thập và phân tích dữ liệu thử nghiệm. Phần mềm có giao diện người dùng, đồ họa, tính năng đầy đủ trong Microsoft Windows. Nó cung cấp đến bốn màn hình số thời gian thực (số và hoặc tương tự) của dữ liệu thử nghiệm cũng như đồ thị, bảng kết quả và báo cáo.
Các biểu tượng đơn giản, dễ nhớ thể hiện các chức năng hệ thống tiện lợ cho việc học nhanh và thiết lập kiểm tra nhanh. Bluehill 3 là chương trình cơ bản để kiểm tra. Gói ứng dụng hoặc các module tùy chọn có thể được bổ sung theo yêu cầu của ứng dụng cụ thể. Phần mềm Bluehill 3 của Instron đã được phát triển để chạy trên một loạt các thiết bị thử nghiệm của Instron.
Các hệ thống này có thể thực hiện một loạt các thử nghiệm kéo, nén, bẻ cong, giãn dài… và nhiều loại kiểm thử khác. Hệ thống yêu cầu máy tính, sử dụng phần mềm để điều khiển, thu thập dữ liệu, phân tích và tính toán kết quả, vẽ đồ thị, tạo báo cáo theo yêu cầu của người dùng. KẾT NỐI PHẦN CỨNG 2. Chuẩn bị Việc chuẩn bị theo đúng yêu cầu của nhà sản xuất là điều kiện bắt buộc để hệ thống kiểm thử hoạt động phù hợp với các thông số kỹ thuật của nó và đảm bảo kết quả kiểm tra chính xác nhất.
Yêu cầu chung Vị trí khung: Khung tải không được đặt trên tường hoặc những nơi cản trở sự lưu thông của không khí. Cần có sự lưu thông không khí phù hợp để tản nhiệt được tạo ra từ đế của khung. Sàn chứa tải (floor loading): Sàn chứa tải phải được kiểm tra trọng tải và có thể chịu được khung tải và tất cả các bộ phận phụ tùng khác có thể có của hệ thống. Sàn phải chắc chắn và không bị ảnh hưởng bởi các rung động đến từ môi trường bên ngoài.
Đối với các khung tải lớn, cần tham khảo ý kiến của các kỹ sư xây dựng và chuyên gia về nền móng để đảm bảo sàn có thể chịu được ít nhất ba lần trọng lượng của khung tải và các thành phần khác của nó. Khả năng chịu tải cao là cần thiết vì các chấn động mạnh có thể xuất hiện khi mẫu vật bị vỡ, lượng động năng dư thừa này sẽ được hấp thụ vào sàn. Bàn chứa tải (table loading): Bàn phải được kiểm tra tải trọng và có khả năng chịu được trọng lượng của khung tải cùng tất cả phụ kiện và máy tính nếu chúng được đặt trên cùng một bàn. Phải có đủ biên độ an toàn cuả trọng tài của bàn để hệ thống hoạt động ổn định.
Bàn phải không bị ảnh hưởng bởi các rung động khác đến từ môi trường bên ngoài. Nguồn điện (power supply): Đảm bảo nguồn điện luôn được cung cấp đầy đủ và phải tuân theo các yêu cầu của nhà sản xuất. Hệ thống đòi hỏi nguồn điện năng sạch và ổn định. Khuyến cáo nên lắp đặt các thiết bị chống sét hoặc quá tải.
Sự bất ổn định của nguồn điện có thể gây ra những vấn đề về hiệu suất, trong thời gian dài có thể gây ra những hư hỏng nghiêm trọng. Độ hở của trần: Đảm bảo độ hở trần đủ để đặt khung tải dễ dàng, đồng thời phù hợp với cách vận chuyển khung tải. 8 Khả năng bảo dưỡng: Hệ thống cần được kiểm tra để bảo dưỡng định kỳ mà không cần di chuyển khung tải (load frame). Nếu cần di chuyển, cần phải xem xét lại.
Yêu cầu về môi trường Bảng 2. Thông số môi trường [1] Thông số Mô tả Nhiệt độ hoạt động +10°C đến +38°C (+50°F đến +100°F) Nhiệt độ chịu được -40°C đến +66°C (-40°F đến +150°F) Độ ẩm 10% đến 90% Được thiết kế để sử dụng trong điều kiện phòng thí nghiệm bình thường. Các biện pháp bảo vệ có thể được yêu cầu nếu Điều kiện môi trường bụi quá, hơi ăn mòn, điện từ trường hoặc gặp phải điều kiện độc hại. Yêu cầu về nguồn Bảng 2.
Thông số nguồn điện [1] Thông số Mô tả Công suất tối đa (VA) 900 Điện áp qua các giai đoạn( V AC ) 100, 120, 220, 240 Tần số 47 đến 63 Hz Chiều dài của cáp điện (8 ft) 2. Kích thước phần cứng 2. Kích thước khung tiêu chuẩn Bảng 2. Kích thước khung tiêu chuẩn [1] Ký hiệu Mô tả Kính thước mm (in) A Cột ngang 720 (28.5) C Thanh ngang kiểm tra độ dịch chuyển 418 (16.5) 9 Ký hiệu Mô tả Kính thước mm (in) D Bề dày tấm đỉnh 52 (2.0) Chiều dày của thanh trượt (Crosshead) E 5965/5966 76 (3.7) F Không gian cần thiết để mở cửa điều khiển 148 (5.8) G Chiều cao từ bàn tới đáy con lắc 190 (7.5) H Khoảng cách phù hợp 25 (1.0) Vị trí thanh trượt 5965/5966 Tối thiểu 116 (4.7) J2 Không áp dụng K Chiều sâu tổng thể 725 (28.5) L Mặt trước của đế máy để kiểm tra trung tâm 265 (10.4) M Chiều cao vỏ motor 403 (15.9) N Chiều cao tổng thể (tối đa) 1634 (64.3) P Chiều rộng tổng thể 779 (30.3) Cảm biến lực gắn với thanh trượt Với 2580 Series load cells 500N, 1kN, 2kN 91 (3.58) R Với 2580 Series load cell 5kN 101 (3.98) Với 2580 Series load cells 10kN, 30kN, 50kN 122 (4.80) S Chiều rộng tấm đỉnh 180 (7.
Kích thước khung tiêu chuẩn [1] 2. Kích thước chiều cao bổ sung Dành cho những mẫu vật có chiều dài lớn.