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

該試驗機使用伺服直流電動機進行加載，杠桿電子自動平衡測力，并采用可控硅無級調(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。扭矩分級為1000Nm，具有四級度盤，分別為0～100Nm、0～200Nm、0～500Nm、0～1000Nm。加載速度分級為0～360min和0～3600min兩檔。其工作空間為650mm。

一、加載系統(tǒng)

安裝在試驗機溜板上的加載機構(gòu)由六個滾珠軸承支持在機座的導(dǎo)軌上，可以前后滑動。加載時，打開電源開關(guān)，直流電動機轉(zhuǎn)動，通過減速齒輪箱的兩級減速，帶動活動夾頭轉(zhuǎn)動，從而對安裝在夾頭和夾頭之間的試件施加扭矩。面板上為電源開關(guān)。加載按鈕一組三個，可控制試驗機的正反向加載和停機。加載速度由速度范圍開關(guān)換檔、用調(diào)速電位器調(diào)節(jié)。

二、測力系統(tǒng)

測力機構(gòu)為杠桿電子自動平衡系統(tǒng),當試件受扭后，扭矩由固定夾頭傳遞給測力系統(tǒng)。電動機正向轉(zhuǎn)動使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，通過A點將力傳遞給變支點杠桿;電動機反向轉(zhuǎn)動則杠桿順時針轉(zhuǎn)動，通過C點將力傳遞給變支點杠桿。拉桿上的拉力F通過刀口D作用在杠桿的左端。杠桿繞B支點轉(zhuǎn)動使右端翹起，推動差動變壓器的鐵芯移動，發(fā)出一個電信號，經(jīng)放大器使伺服電動機轉(zhuǎn)動，帶動鋼絲拉動游鉈水平移動。

當游鉈移動，以B為支點的力矩達到平衡Q×S=F×r時，杠桿又恢復(fù)到水平狀態(tài)，差動變壓器的鐵芯也恢復(fù)零位。這時差動變壓器無信號輸出，伺服電動機停止轉(zhuǎn)動。由此可見，扭矩大小與游鉈的移動距離S成正比，與拉動載荷F成正比。鋼絲帶動滑輪旋轉(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)過標定，指針便可在示力盤上指示出扭矩的具體數(shù)值。若需要變換示力度盤，轉(zhuǎn)動量程選擇旋鈕，經(jīng)過鏈條和F齒輪帶動凸齒輪旋轉(zhuǎn)，使凸齒輪軸上的不同凸輪與變支點杠桿上的不同支點接觸，這樣便可改變杠桿上力臂比例，達到了變換測力矩范圍之目的。

三、記錄系統(tǒng)

對于扭轉(zhuǎn)實驗，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。繪圖筆水平移動量表示扭矩大小，在滑輪帶動指針轉(zhuǎn)動的同時，又帶動鋼絲使繪圖筆水平移動。繪圖滾筒的轉(zhuǎn)動表示活動夾頭的轉(zhuǎn)動，它是由自整角發(fā)動機給出轉(zhuǎn)動信號，經(jīng)放大器放大后輸出給伺服電動機和自整角變壓器，從而使繪圖滾筒轉(zhuǎn)動。其轉(zhuǎn)動量與試件的轉(zhuǎn)角成正比。這樣就會自動繪制出T-Φ曲線。

四、操作步驟和注意事項

1、操作步驟

1)估算實驗所要扭矩，選擇所需示力度盤。

2)根據(jù)試樣夾持端形狀，選擇合適的鉗口和襯套。

3)裝好自動繪圖器上筆和紙，并打開繪圖器開關(guān)。

4)打開電源，調(diào)節(jié)旋鈕，使指針對準零點。

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

6)加載。根據(jù)需要將加載開關(guān)上的正向或反向按鈕按下，逐漸調(diào)節(jié)變速電位器，使直流電動機轉(zhuǎn)動對試件施加扭矩。

7)實驗結(jié)束，立即停機，取下試件，將機器復(fù)原并清理現(xiàn)場。

2、注意事項

1)開機前要把調(diào)速電位器逆時針旋到零點，以防開機時產(chǎn)生沖擊力矩而損壞試驗機零部件。

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

3)面板上的正、反加載按鈕不能同時按下。若要改變施加扭矩方向和變換變速開關(guān)，必須先按“停”按鈕后，再改變扭矩方向和變速開關(guān)。

4)試驗機運轉(zhuǎn)時，操作人員不能離開。發(fā)現(xiàn)異常聲音或其它任何故障，應(yīng)立即停機并報告指導(dǎo)教師處理。