实验曲柄压力机功能测定

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1、综合实验一　曲柄压力机功能的测定一、实验目的1、确定及分析曲柄压力机一个工作周期中各项功能的大小及比例。2、确定及分析曲柄压力机的总效率。3、确定及分析曲柄压力机工作过程中，飞轮放出能量和电动机输出能量的比例。二、实验工具、仪器及设备1、工具：灯箱一个（负载）；毫安表；万用电表；游标高度尺等。2、仪器：WE－30型万能材料试验机一台；冲载模及测力传感器一套；数据采集仪或A/D板一台；微机一台；显示器一台；打印机一台；FF－3型万能材料试验机一台；YD－15/4动态电阻应变仪一台；FS－15三相有功功率变送箱一台；WY－10L位移变送器一个；位移放大器一个；D3

2、3－W型三相功率表一只；TSGC－3.0/0.5三相调压器一台。3、设备：曲柄压力机一台。三、实验内容及步骤（一）实验内容1、测定曲柄压力机一个工作周期的功及各项功的大小。曲柄压力机在一个工作周期中所消耗的功为：A=A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7（1）式中A1工件变形功；A2用拉延垫工作时，消耗在拉延垫上的功。本实验无拉延垫，故无此项功；A3工作行程时曲柄连杆机构的摩擦功；A4压力机受力系统弹性变形功，本实验为冲载工艺，可以忽略不计；A5压力机空程向下和空程向上所消耗的功；A6单次行程时，滑块停顿，飞轮空转所消耗的功，本实验不包括这部分功；A7单次行

3、程时，离合器接合所消耗的功，本实验的压力机为刚性离合器、此项近似为零。因此，本次实验以压力机的曲轴旋转一周为一个工作周期，其功的组成为：A=A1+A34+A5（2）其中，A1可用冲载力P下面所包围的面积表示，A1=∫s1pdss1与s2分别为冲载开始与终了时滑块的位移。如果示波图中冲载力所包围的面积为F（F单位为mm2），则又可表示为：A1＝Fbc（3）式中A1工作变形功，〔A1〕为J；b横坐标比例系数，〔b〕为mm/mm；c纵坐标比例系数，〔c〕为N/mm。测量冲载力是利用有测力传感器的冲载模进行的，其装置如图。图一测试装置纵坐标比例系数c，是将测力传感器从

4、冲模中取下，在材料试验机上进行标定求得。而横坐标比例系数b为：b=（工件剪切厚度S0）/(波形图上剪切厚度S)其中，工作剪切厚度S0可通过工作行程的位移测定。即将位移变送器安装在滑块上，当滑块下行至将要冲载工作时，位移变送器开始工作，将冲载工作行程的位移量记录下来，位移与冲载力的关系如图所示。位移的大小要用标定得出。即可用高度尺或游标卡尺测量位移量，再由示波器逐级记录下每级位移的振幅，则由图可得：s0＝(h2－h1)k（4）式中k位移比例（k＝位移量/振幅）。示波图上剪切厚度为S。而A3通过计算求得；A5由示波的图确定，计算方法与下述2相同。2、测量电动机功率

5、。电动机功率用三相有功功率变送器测量。其输出电压或电流的量代表多大的功率，要通过标定来确定。电动机功率标定线路如图所示。在进行标定时，要注意接线极性；标定和测量所用的仪器要为同参数，包括通道号等都不要弄错；注意功率变送器的电压与电流的量限。因用功率变送器测量的功率是随时间而变化的。一个工作周期的平均功率值可按下式计算：N＝Sb1b2（5）式中S一个工作周期的电动机功率曲线和零线所包围的面积，〔S〕为mm2；b1横坐标（时间比例）系数，〔b1〕为s/mm；b2纵坐标（功率比例）系数，〔b2〕为Kw/mm；T一个工作周期时间，〔T〕为s。其中，T和b1可由波形图上

6、时间讯号曲线求出。b2由功率标定得出。N是电动机在压力机工作一个周期时输入的功率，乘以电动机效率（查电动机效率曲线）可得输出功率。3、测量飞轮所放出的能量。曲柄压力机在工作行程中，飞轮所放出的能量为：E＝J1（ω12－ω22）（6）式中J1飞轮转动惯量（100kN与160kN曲柄压力机的J1分别为32Nm2与90Nm2）；ω1工作行程开始时飞轮角速度；ω2工作行程结束时飞轮角速度。在压力机曲轴上装上转角测量仪器来测量曲柄转角。测量原理如图所示。由波形图上的时间与转角两个讯号，可以得出冲载工作前后的飞轮角速度ω1和ω2。（二）实验步骤1、冲载力标定（1）将测力传

7、感器从冲载模中取出置于材料试验机上，注意放在中心位置。（2）将测力传感器接入动态应变仪，并把动态应变议与光线波形图接妥。（3）接通动态应变议和光线示波图电源，调平、调好光点。（4）开动材料试验机，加载使动态应变议低阻输出，选择电压输出，调节应变议的衰减挡和灵敏度，使输出电压满足数据采集仪〔A/D板〕的输入电压，并接入数据采集仪的输入端。（5）对测力传感器分级加载、光线示波器记录下相应压力的示波图、重复做三次。（6）测量示波图，计算出纵坐标比例系数c。2、电动机功率标定（1）按功率标定线路接好线路，检查无误后接通电源。（2）将全部负载接通（即灯箱的全部开关合上）

8、，用电压表测量交直流放大器的输出电压，