50kN弯曲试验机技术方案最终版.docx
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50kN弯曲试验机技术方案最终版
HBT504
50kN高强薄钢板弯曲试验机
技术方案
深圳万测试验设备有限公司
2012年1月
目录
1.概述1
1.1.概述1
1.2.组成2
1.3.满足标准2
1.4.主要技术参数2
2.设备详述9
2.1.主机结构图9
2.2.主机主要特点10
2.3.油缸10
2.4.液压系统11
2.5.水平油缸及支辊座13
2.6.左右支辊同步对中装置14
2.7.弯曲压头夹持装置和垫模夹持装置14
2.8.取送垫模装置15
2.9.设备的安全防护15
2.10.电气16
2.11.数据处理、接收及传送17
3.设备针对最新国标GB/T232-2010的特点21
4.设备优点22
4.1.机架刚度高22
4.2.油缸耐用度高22
4.3.液压系统性能稳定22
4.4.电气系统先进可靠22
4.5.软件功能强大，使用方便22
1.概述
1.1.概述
50kN高强薄钢板弯曲试验机用于汽车板高强钢和超高强钢薄钢板弯曲试验，按宝钢专利独特的冲压弯曲装置与功能设计，使其有很高的稳定性、重复性和连续试验等特点，同时设备应提供试验力和位移的实时采集数据，以便进行弯曲过程研究。
设备采用三缸弯曲的形式对试样进行三点弯曲试验、压扁试验。
本机可实现手动控制和自动控制的切换功能；手动控制可以不需要数据采集系统，直接使用操作按纽盒实现试样的弯曲实验；微机控制可以通过软件控制来自动实现试样的弯曲试验。
本设备达到国内先进水平，各项性能稳定、优越，试验数据准确，操作、安装、维修方便，经久耐用，人机工程合理，外形美观大方。
图表1HBT50450kN高强薄钢板弯曲试验机
1.2.组成
部件名称
类别
1
主机
主机
三个油缸，整体框架式结构
测力传感器
美国世铨测力传感器
位移传感器
抽线式光电编码器
2
液压柜
油源
采用日本NACHI低噪音内啮合高压齿轮油泵
电液伺服阀
意大利阿托斯伺服阀
3
DTC-350全数字控制器
基于DSP全数字闭环电气系统
4
计算机
DELL商用电脑，交货时主流配置。
5
打印机
HPCP1025打印机
1.3.满足标准
设备满足以下试验方法标准：
GB/T15825.5-2008金属薄板成形性能与试验方法第5部分弯曲试验
GB/T232-2010金属材料弯曲试验方法
ISO7438-2005金属材料弯曲试验
1.4.主要技术参数
1.4.1.装夹试验空间：
宽度/高度/长度（mm）100/50/300
1.4.2.试验力：
50kN（垂直油缸）＋2×30kN（水平油缸）；
1.4.3.试验力精度：
垂直力精度±0.5%（1％FS～100％FS范围），力值传感器测量分辨力±0.5N；
水平力精度±1%（1％FS～100％FS范围）
1.4.4.油缸活塞行程不小于160mm＋2×45mm；
1.4.5.活塞最大加载速度：
垂直油缸≥200mm/min
水平油缸≥2×200mm/min
1.4.6.试验速度控制
试验速度控制范围：
30mm/min～180mm/min
试验速度常用控制范围：
48mm/min～72mm/min
试验速度控制默认值：
70mm/min
试验过程中可用鼠标灵活调整试验速度
1.4.7.位移精度：
垂直油缸优于0.05mm
水平油缸优于0.02mm
1.4.8.水平油缸同步精度优于0.02mm
1.4.9.位移传感器测量分辨力±1um
1.4.10.为确保两个水平加载油缸具有良好同步性，水平的二个油缸应采用进口高精度全调型压力补偿流量控制阀，确保二个油缸活塞同步伸出，而不受各自阻力大小的影响。
（在保证满足同步性要求的前提下，本方案采用更可靠的高精度齿轮齿条结构实现同步。
）
1.4.11.角度测量误差不大于±1º。
1.4.12.压头对中偏差（压头中心线与两支辊间中心线的偏差）≤0.02mm。
1.4.13.支辊间距离l（或称跨距）可调整范围不小于0.6mm～90mm。
1.4.14.压头垂直力传感器与压头位移传感器应采用进口高精度传感器，液压系统应采用进口逻辑阀，可以智能的调节系统的压力，当试验力较低的时候，油泵输出的压力也较低，当试验力加大时，油泵输出压力亦等比例加大。
液压系统的油泵采用日本NACHI高压内啮合齿轮泵，电机、伺服阀、减压阀、顺序阀、溢流阀、单向阀、油管、接头、油缸活塞杆以及活塞密封等主要部件应采用进口优质产品，确保液压系统无泄漏、低发热量、低噪音。
应有电子温度计显示油温，油温过高时报警并开启风冷装置降低油温。
油箱应有液位计显示油箱的油位。
1.4.15.弯曲支辊直径d20mm±0.05mm，长度70mm（对应于支辊座的宽度）。
使用进口优质无油自润滑轴承，可以灵活转动。
1.4.16.支辊座的宽度为70mm，支辊座的垂直面与支辊垂直中心线的距离为19.8mm±0.10mm（即支辊座的垂直面相对支辊缩进0.20mm±0.15mm。
支辊间距离为l时，两个支辊座垂直面的距离＝l＋0.40mm±0.30mm）。
1.4.17.弯曲压头半径R（mm），共53档60只：
0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0，
1.1，1.2，1.3，1.4，1.5，1.6，1.8，2.0，2.2，2.5，
2.8，3.0，3.2，3.6，4.0，4.4，4.8，5.0，5.2，5.6，
6.0，6.4，6.8，7.0，7.2，7.5，7.6，8.0，8.4，8.8，
9.0，9.2，9.6，10.0，10.5，11.0，11.5，12.0，12.5，13.0，
13.5，14.0，15.0
在每只压头不影响试验的部位刻有直径D＝2R数字，例如：
R1.5mm压头刻有“D3.0”。
其中，半径R1.5mm~2.8mm的7档压头有带斜面压头与平直压头两种形式。
半径R的制造公差：
R≤6.0mm时，不大于士0.01mm；R>6.0mm时，不大于士0.05mm。
（1）R0.1mm~2.8mm带斜面的高刚度压头，宝钢ZL201120153891.6，见图2，共21只。
（a）压头半径R为0.1mm～0.8mm的8只带斜面的高刚度压头，厚度t为4mm，两斜面夹角α为25º，宽度70mm，长度h（含压头半径R部分）90mm。
（b）压头半径R为0.9mm～1.5mm的7只带斜面的高刚度压头，厚度t为5mm，两斜面夹角α为20º，宽度70mm，长度h（含压头半径R部分）90mm。
（c）压头半径R为1.6mm～2.8mm的6只带斜面的高刚度压头，厚度t为6mm，两斜面夹角α为15º，宽度70mm，长度h（含压头半径R部分）90mm。
图2带斜面的高刚度压头示意图
（2）半径R为1.5mm~2.8mm的7只整体平直压头，压头宽度70mm，
压头平直部分厚度t为2R，长度（含压头半径R部分）90mm。
（3）半径R为3.0mm~10.0mm的23只整体平直压头，压头宽度70mm，
压头平直部分厚度t为2R，长度（不含压头半径R部分）90mm。
（4）半径R为10.5mm~15.0mm的9只压头可为整体式也可为分体式压头（由试验机厂确定），压头宽度70mm，
整体式压头平直部分厚度t为2R，长度（不含压头半径R部分）90mm。
分体式压头半径R部分高度为R+3mm～R+5mm（即R部分为大半个园），
分体式压头平直部分厚度t为20mm，长度（不含压头半径R部分）90mm。
1.4.18.垫模厚度tp（mm）：
共31块（在每块垫模不影响试验的部位刻有厚度tp数字）。
0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4，1.5，1.6，1.8，2.0，
2.2，2.4，2.5，2.6，2.8，3.0，3.2，3.4，3.5，3.6，3.8，
4.0，4.4，5.0，5.6，7.0，9.0，11.0，13.0，16.8。
垫模厚度tp的制造公差：
tp≤12mm时，不大于士0.01mm；tp>12mm时，不大于士0.05mm。
垫模的宽度（mm）：
120mm（含取送垫模装置夹持宽度50mm）
垫模的长度（mm）：
80mm
1.4.19.支辊与弯曲压头的表面硬度58HRC～62HRC，两个支辊座垂直面与垫模的表面硬度54HRC～58HRC。
1.4.20.取送垫模装置（宝钢专利201120153891.6）
取送垫模装置用于弯心直径D弯心等于垫模厚度tP的U型弯曲试验。
取送垫模装置由垫模夹块座滑动底板、垫模夹块座、垫模夹块、垫模夹紧机构与垫模进退油缸等组成。
夹持面尺寸为夹持长度80mm×夹持宽度50mm，装夹的组合垫模厚度范围为0.2mm～29.8mm（可将几种厚度的垫模叠合在一起）。
垫模进退油缸活塞行程不小于100mm，进退油缸活塞前行到底时，垫模夹块座与支辊座间的距离可为4mm±1mm。
1.4.21.试样在弯曲试验过程中应不发生偏移。
1.4.22.弯曲角度α的测定方法采用GB/T232－2010附录B推荐的通过测量弯曲压头位移f计算弯曲角度α的方法。
计算公式为：
P＝l/2＋d/2
需注意附录B中的公式（B.4）c＝25＋a＋D/2是针对图B.1中弯曲支辊直径d50mm给出的，本试验机的弯曲支辊直径d为20mm，应使用c＝d/2＋a＋D/2＝10＋a＋D/2。
图B.1
1.4.23.试验参数输入
给出选择项：
弯曲试验类型（V型、U型、I型）；试样类型（矩形、圆形）。
（1）规定角度的V型弯曲试验。
需有试样号、试样厚度a、试样宽度b（圆形试样没有此输入项，下同）、压头直径D、支辊间距离l（通常l＝D＋3a）与规定弯曲角度α规定（例如60º、90º、120º等）等试验参数输入窗口，其中a、b、D与α规定为必须输入项，如未输入，试验程序不能往下运行；试样号与支辊间距离l为可选输入项，如未输入，取默认值（试样号为8位日期＋3位顺序号、l默认＝D＋3a）。
（2）弯心直径D弯心等于弯曲压头直径D的180ºU型弯曲试验时，需有试样号、试样厚度a、试样宽度b、压头直径D、支辊间距离l（通常l＝D＋3a）、弯曲压头设定位移f设（通常f设＝c＋a～c＋60）与设定水平力F设等试验参数输入窗口，其中a、b与D为必须输入项，如未输入，试验程序不能往下运行；试样号、l、f设与F设为可选输入项，如未输入，取默认值（试样号同上、l默认＝D＋3a、f设默认＝c＋a/2＋35、F设＝30kN）。
（3）弯心直径D弯心等于垫模厚度tp的180ºU型弯曲试验时，需有试样号、试样厚度a、试样宽度b、压头直径D（D大于tp）、支辊间距离l（通常l＝D＋3a）、垫模厚度tp、设定弯曲角度α设定（例如155º、160º）与设定水平力F设等试验参数输入窗口，其中a、b、D与tp为必须输入项，如未输入，试验程序不能往下运行；试样号、l、α设定与F设为可选输入项，如未输入，取默认值（试样号同上、l默认＝D＋3a、压头直径D<1.8mm时，α设定默认＝155º、压头直径D≥1.8mm时，α设定默认＝160º、F设同上）。
（4）180ºI型弯曲试验时，需有试样号、试样厚度a、试样宽度b、压头直径D（通常D>a）、支辊间距离l（通常l＝D＋2.5a）、弯曲压头设定位移f设（通
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