PC控制家具测试系统操作手册

发布于:2021-10-21 16:04:16

PC 伺服控制家具测试系统操作手册

1
1.1

试验机和操作安全注意事项
概要

? 家具测试系统专门设计用于各种标准的家具测试、风险分析以及技术性能确认,采用了当前 最新的科技,以确保最高的安全性。 ? 试验机的设计可以保证样品、试验机和操作者的安全。 ? 在进行特别的具有风险的试验的时候需要更加注意使用安全。 ? 试验的操作应该以一个操作者为准,一台设备同时被多人使用可能会造成风险。 ? 试验必须在所有安全防护设备正常工作的情况下进行,例如限位开关、防护门或者测力元件 等。 ? 在试验进行过程中,严禁人的手或者身体进入到运动区域,以免发生意外。 ? 如果*距离观察测试状态的样品的时候需要佩戴安全眼镜。 ? 如果噪声过大的时候(比如样品破坏的时候),操作者应该采取噪声防护措施。 ? 操作者必须经过专业培训,系统维护和维修必须由经过厂家特别培训的专业工程师进行。 ? 必须采用合适的电缆以防止电线短路危险。 ? 机箱的控制钥匙应该由使用者保存,以防止未经授权的人操作设备。 ? 操作者必须进行过安全守则学*。 ? 测试样品需要使用夹具或者绑带固定好,以放置活塞从样品中滑落。 ? 不要切换力控制模式。 ? 限位开关必须根据特定的试验固定在气缸的合适位置。 ? 插拔管路的时候不要混淆供压和回压管路,否则气缸将会向错误的方向运动,管路的颜色将 会有明显的标记。 操作者必须保证: 必须有意识地使用设备,不要随意使用。 必须在设备状态良好的时候使用设备 。 必须检查好安全防护设备的状态。 如果需要,在设备维护的时候需要特别配备防护设备和工作服。 操作手册和防护措施必须放在靠*试验机的位置。 试验机必须由经过培训、合格和健康的操作者进行使用,主开关应该经常置于锁定的位 置。 操作者必须有安全操作意识,熟悉使用手册和安全守则。

1.1.1 -

- 机器上的安全标记必须清晰,且不可移走。

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1.2

试验开始之前

在开始一个测试之前必须进行如下检查: 所有的夹具都已经处于夹紧状态; 没有任何人或者和测试无关的物品处于测试区域内; 设备经过合适的设置以及根据试验需要进行传感器清零操作; 所有部件必须处于安全状态; 气缸布置以及行程长度和力值已经专门根据试验要求进行调整,例如气缸应该处于中部 的工作位置,力传感器应该没有荷载。

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2.1

安装和调试
设备安装

一般来说,设备将会由 Hegewald & Peschke 的员工或者经过 Hegewald & Peschke 培训 过的工程师来安装。

2.1.1

压缩空气准备 必须十分注意对压缩空气的使用,我们建议压缩空气需要经过冷冻干燥机进行 净化处理,确保压缩空气可以满足试验要求,试验可以顺利进行,并且保护我 们的设备。

为了确保设备的性能得到很好的发挥,请进行如下检查:
-

定期检查自动排水阀(按“TEST”键超过 3 秒钟); 根据维护守则检查更换过滤器; 定期排掉冷凝水。 试验机/设备的电子连接 在连接任何电子插头的时候请确认主开关处于关闭状态。 连接到主机箱的电源要求为 230 V 和 50 Hz ,最大功率为 1.4 kW。 采用漏电开关的时候漏电电流应该选择 100 mA。 错误的连接将导致不可预料的结果,或者导致机器失控,甚至损坏机器的电子设备和 传感器。

2.2

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? ? ? ? 2.3

在进行设备调试之前,确保所有安全防护装置(紧急制动开关、防护门开关、限位开关和所 有测量传感器)工作正常。 开启电源之前,操作者必须熟悉各种应急响应操作,并且做好所有必要的准备。 第一次开试验机的时候,检查所有无关物品是否已经从测试区域那开,所有测试工具是否已 经被正确安装。 打开机器后,所有传感器和驱动必须被检查,以确保显示正确的运动方向。 连接作动器到主机柜

每一个作动器都配备有专用的电缆和气管护套,一端紧紧固定在作动器上,另外一端有两个气 路接头和一个电子连接头。 要更换作动器,请通过控制面板上的 Stop 按键关闭控制器。每次必须更换 所有连接头。在重新打开控制器之前,要根据新的作动器配置进行编程, 确保这个通道的已经进行过合适的重新清零。

B 作动器接头的接线是根据作动器模块特制的,所以不要把作动器连接到 不合适的控制通道上去。(请见表 4)

控制器通道和作动器的连接(Table 1): 控制通道 Channel 1 Channel 2 Channel 3 Channel 4 Channel 5
Table 1 控制器通道配置

标准作动器类型 力控制作动器模块 位移控制作动器模块 力控制作动器模块 位移控制作动器模块 力控制作动器模块 位移控制作动器模块 力控制作动器模块 位移控制作动器模块 力控制作动器模块 位移控制作动器模块

可选的作动器类型 冲击试验机和模拟量测量 装置 旋转试验机 线性拉伸试验机

旋转试验机 线性拉伸试验机

2.4

控制面板

作动器和试验机月通过控制面板进行手动控制移动,同时控制面板上的按键也用于开始或者停 止自动测试模式。

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SETPOINT1

当按下这个键的时候,所有被激活的作动 器将会加载到 setpoint 1 状态 建议在按下 AUTO 键之前按此键

AUTO

所有被激活的作动器开始根据程序进行自 动化循环测试 停止自动化循环测试

STOP

Fig. 1 Handpanel

MANUAL AXIS x (x :1,2,3,4,5)

选择一个需要采用手动控制的作动器通 道,这样 MANUAL+ or MANUAL 将会起 作用工作 手动增加选定的作动器位移

MANUAL+

MANUAL-

手动减小选定的作动器位移

E-STOP

紧急停止所有运行的试验

Key-operated switch

锁定系统以放置重新气动,这时候 E-Stop Stop 按键依然生效

表2 控制面板

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3.1

试验机设置
概要

各种试验机,如疲劳强度测试、冲击测试、线性拉伸测试等用于检测试样在静载或者动态循环 荷载作用下的力学性能。 疲劳强度测试、冲击测试、线性拉伸测试等测试中将会有些部件运动,所以在进 行这些测试的时候,试验机测试空间需要围蔽起来。

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在开展一个测试(比如是椅子的测试)的时候,需要回答以下问题: ? ? ? ? 需要测试的是那种椅子(旋转椅、固定式椅子、有靠背或者没有靠背的椅子、有扶手或 者没有扶手的椅子)? 将要根据什么测试标准进行什么测试? 接着下来将要进行那种独立测试? (比如椅脚、充气弹簧)? 这些问题的答案清晰了后,您还需要回答如下问题: ? ? ? ? 采用哪种夹具来保证椅子在试验机上的安全? 是否需要特别的支撑、绑带来固定样品? 需要采用哪那种加载活塞? 需要施加哪种测试力?哪种作动器比较适合试验?

3.2

固定试样

3.3

在试验机上布置或者调整作动器以及限位开关

4
4.1

开始测试-操作和控制系统
概要 所有的家具试验机均是通过中央控制器来进行控制。

中央控制器是一个闭环回路控制系统,用于控制变量,可以采用力和位移控制模式而不会 超过限度。 试验机调试

4.1.1

打开压缩空气供应装置并且检查压缩空气调节器,松开前面板的 E-Stop 紧急制动按钮 E-Stop, 把总电源开关打到开的位置。

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A B

Fig. 中央控制器控制柜

Fig. 旋转试验机控制柜

4.2 ? ? ? 4.3

关闭试验机 卸掉试验机的荷载,并且移开测试材料/样品; 关闭测试软件,关闭电脑 关闭中央控制器总开关 控制概念

控制系统允许用户定义加载循环或者移动测试样本,具有力值控制模式和位移控制模式 (取决于作动器),通过设定两个测试力值或者两个位移数值来进行试验控制。 控制系统具有自动防故障装置,分为主动和从动两个部分。主动方面(参数、显示和数据 记录管理)通过个人电脑来进行;从动部分(控制和监视试验运行情况)通过控制器硬件部分 来进行。这种设计可以很好地进行控制,以防止系统发生损坏。Windows界面的软件很容易进 行操作,在试验过程中个人电脑将不会和控制器进行联锁,除非是重新发送新的控制命令。

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The software for test stand control is subdivided into three main groups:软件主要有 3 个主要功 能组成:
-

Parameterisation: Visualisation: Logging: 编程原理

用于输入测试参数 显示基本测试数据和试验状态 从硬件控制器下载数据文件进行分析,输出打印文件

4.4

整套家具实验机系统的核心是具有5个独立通道的中央控制系统,可以和气动作动器或 者电动设备一起进行工作,各个通道的操作可以通过一个手动控制面板或者软件来进行设 定。编程功能可以在Windows操作界面上完成。当实验程序从个人电脑传送到控制器后,即 使不和个人电脑联机,整个操作也将会全自动地进行。如果有需要可以通过调*獾髌骼唇 数据通过电话线实现远程传输。 实验方案对于室内实验而言是非常重要的,在全自动实验模式下,实验机可以保证最大 的数据安全可靠性。 控制系统支持实验机的循环加载,或者通过内部控制电路输入测量信号(力,位移,旋转 角度)来进行变量控制。试验之前需要输入两个基本参数值,通过 5 个时值(等待时间、上升 时间、保持时间、下降时间和静止时间,等待时间意味着测试循环开始阶段的延迟)进行定 义。测试程序可以自由进行编程操作。

Force / 力/位移 Displacement
Setpoint 设定点 1 2

设定点 2 1 Setpoint 等待时间 Wait Time 上升时间 Ramp-up Time 保持时间 Hold Time 下降时间 静止时间 Ramp-down Pause Time

Time

循环时间 t = 5 个时间的总和 (最大 650 秒)

Cycle t= total of the 5 freely selectable times (max. 650 s)

时间 Time

循环时间图

控制系统可以通过伺服阀来最多控制 5 个通道的力或者位移。

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4.5

使用 Lib 功能进行测试参数输入 通过Lab功能 ,用户可以输入所有的测试数据,应用程序随后将会被建立。

需要的参数将会通过Windows式的界面进行输入。

发送程序按钮 选择测试模块 选择记录方式

}选择测试模块是否分组 }输入试验设定点数值

}

循环时间输入框

输入试验循环次数

}系统防护设置 }有暂停时间的试验设置
试验结束后气缸内气压是否保持

设置方法: 1、想要控制某一个通道必须选择最高一行中的“CHANNEL X ON” 2、下一个对话框式选择合适的测试模块,取决于试验机上作动器的编号,例如 “Control Force + - 5kN, D80 mm, L500mm M1 (unit N)” 这里指的是测试编号为 M1的模块,该模块使用的是5 kN的力传感器,气缸直径为80mm,活塞行程为 500mm。可以通过下拉式按钮选择合适的测试模块。再下面的对话框是记录方式, 记录方式取决于模块的类型,如果不想进行记录可以选择“without record”,本例子 中采用作动器所带有的5kN力传感器进行记录。 3、再下面是分组按钮,用户可以把测试模块进行分组,同一组的模块将会联锁,某一个通道 破坏了整个组的模块都会同时停止工作。例如通道1和通道2是用于测试同一个项目,我们 把它们都分到A组,即使只有一个通道发生了破坏而终止了试验,另外一个通道也会同时

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停止试验。此时第3、4和5通道依然是独立的通道,可以独立进行测试,当然我们也可以 把这几个通道再分为B组,取决于实际测试的需要。 4、两个设定点数值指的是试验中作动器的最大和最小控制力值,位移控制情况下为行程的位 置。设定点的输入数值的单位取决于选用的模块的单位,例如牛顿、毫米或者角度。 5、循环时间输入框用于定义每个测试循环的加载周期。 6、输入试验循环次数框用于确定目标试验次数。 7、系统防护设置是用于传感器过载保护,可输入传感器的满量程值,也可以输入用户不希望 超过的数值。 8、有暂停时间的试验设置用于复杂的试验设置,用户可以定义作动器在完成每若干个循环后 暂停若干秒时间,实现复杂控制。 9、reserved 框用于设置试验结束后气缸内其他是否保持,0 为不保持,气缸将会排掉内部气 压,1 为保持。 4.6 设置示例

例如我们要采用两个通道来进行一个椅子的椅座和椅背测试,椅座最大测试力值为 1000N,为了使得测试过程中加载垫和试样保持接触,最小测试力值选30N;椅背最大力值 为300N,最小20N。椅背的测试力在椅座的测试力施加后再施加,测试循环数为50000个循 环(模块M1用于椅座测试,M2用于椅背测试)。我们选用通道2用于椅座测试,通道3用于 椅背测试,两个通道设置成分组A以实现联锁。 第一步:输入设定点 第二步:循环时间设定
椅座 等待时间 上升时间 保持时间 下降时间 静止时间 : 0秒 : 1秒 : 6秒 : 1秒 : 1秒 椅背 等待时间 上升时间 保持时间 下降时间 静止时间 : 2秒 : 1秒 : 1秒 : 1秒 : 4秒

从这里我们可以看出,椅座和椅背的循环测试时间分别为: 椅座: 0 sec + 1 sec + 6 sec + 1 sec + 1 sec = 9 sec 椅背: 2 sec +1 sec + 1 sec + 1 sec + 4 sec = 9 sec 从这里可以看出,椅座和椅背的总循环时间同为 9 秒,这是进行不同部位同步循环测试的 首要原则。

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通道2设置示例

通道3设置示例

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第三步:确保其他不想进行试验的通道都是关闭后,我们通过发送程序按钮把用户程序发 送到中央控制器硬件,软件界面会自动切换到视图窗口,在真正开始测试之前,我们必须先对计 数器和力传感器清零,然后按下控制面板上的Set Value 1按钮,使得试验机先达到最小测试力 值状态,然后按绿色按钮<AUTO>,试验将会自动进行,直到达到测试循环数或者是试样发生了破 坏为止。试验结束后系统会自动把气缸内的压缩空气排放掉。 4.7 视图界面

通过视图界面可以观察试验进行情况,可以看到总循环次数、已经完成的循环次数、剩余 测试时间以及力值或者是其他的测试数值情况。 4.7.1 视图界面- 图表显示 这种表现方式显示了最基本的测试曲线,通俗易懂。

通过翻页键“Page up”和“Page down”可以切换不同的显示通道,显示信息包括:
-

相关联的作动器类型 控制参数的设定点 距离的实际数值(包括挑线图、绝对值、最小值、最大值和距离-时间曲线) 力的实际数值(包括挑线图、绝对值、最小值、最大值和力-时间曲线) 力-位移曲线 状态(运行或者停留)、附加显示通过绿色和红色显示,状态栏会显示当前的作动器状态

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-

已完成的循环次数 完成剩余循环次数所需要的测试时间 “Set cycle counter” 按键用来对计数器进行清零,只有在停留状态下起作用 “Taring”用于对作动器传感器进行力值清零 Taring 清零(只有在控制停留状态下起作用) 功能用于对力值进行清零,这 也可以包括测试力值、加载垫的自重。清零应该在每次试验设置好后在进 行测试前,在不接触试样的情况下进行操作。 在加载垫接触试样后,我们可以看到有力值产生,这些力值是加载垫和活 塞自重产生的实际力值。 千万不要在测试过程中进行清零操作. 这将导致系统把瞬时的力值清零掉。

新的清零将会覆盖旧的清零。当在 Library 菜单更换作动器模块,并且把 程序下载到控制器后,清零并没有进行重设。所以,在更换作动器或者加

载垫后进行重新清零是非常重要的。

4.8

测试日志

测试日志将会自动生成,然后需要正确的操作。

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5
5.1

特别试验机操作 冲击试验机的设置
概要 冲击试验机必须连接在5通道中央控制器的第1通道来进行测试。

5.1.1

设定点Setpoint 1和Setpoint 2只用于对试验过程的初始化处理,用于“感觉到”第一次 冲击的冲击锤重量,用于调整电池铁的吸附力。 上升时间的设定(气缸向下向冲击头接*)和下降时间(提升冲击重物到冲击高度)用于 确定动态的运动,是可以变动的;相比较来说,静止时间(保持在冲击位置)和保持时间(气 缸已经向下运动到接触冲击头,等待吸起冲击头的时间)是固定不便的。 5.1.2 参数设定

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试验操作步骤如下: - 把试样安装到测试架 - 采用合适的冲击重量 - 调整横梁高度,把行程设置到冲击位置的中间。在冲击头落在椅座的位置的时候应该再 具备5-10 cm的预留空间。这是非常重要的,以保证在冲击的时候保护弹簧可以不受冲 击。 输入Setpoint 1=50和Setpoint 2=300作为设定点。(用于对试验过程的初始化处理,用 于“感觉到”第一次冲击的冲击锤重量,用于调整电池铁的吸附力,根据我们的经验这 个数值是比较合理的) 如果要输入其他数值必须满足以下的前提: - Setpoint 2必须不能大于320 mm; - Setpoint 1必须不能小于 0 mm; - Setpoint 1 必须不能大于Setpoint 2。 循环时间建议按下面的设定来进行: - 等待时间 - 上升时间 0 s (固定值) 8 s (可以加大或者减小)。长的上升时间将会使得电磁铁向下接触冲击 锤的速度降慢,时间太长活塞杆会跳动,如果时间过短将会在电磁铁达 到冲击锤位置的时候会向下压冲击锤。所以严格来讲,上升时间只取决 于电池铁接*冲击重量时的速度。 0 s (固定值) 2 s (取决于冲击重量和冲击行程)。如果时间太短的话将达不到冲击高 度,或者是会由于运动速度过快而导致冲击高度不准确,太大会导致冲 击锤提升速度过慢,在冲击点位置的发生振荡,而且会增大测试周期。 0.5 s (固定值)

- 保持时间 - 下降时间

- 静止时间

注意:以上的标准的数值的修改有些可以改进试验运行,但不是每个试验都是必要的。上 升时间和下降时间的设置更多是为了调整气缸移动的速度,不一定就是试验的总周期,通常来 说实际的试验周期要短于以上所有时间值的总和。

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- only M10: drop height<0…500>对话框输入想要的冲击高度,单位为mm。 only M10: lowering limit(to stop)>mm对话框用于定义试样破坏标准,如果在冲击荷载作 用下,试样高度从正常高度下降超过设定的数值,则判断试样已经破坏,试验自动终止。 only M10:Scaling of lowering >5 cycles对话框是输入用于进行初始化评估的循环次数以 确定冲击高度的基准点,达到这个循环次数(比如8次),那往后每次循环的设定点将会与 第8次的位置进行比较并且检测是否达到 “only M10: lowering limit(to stop)>mm”的设 定,超过了极限值将会终止试验测试。 接着下来是循环时间值的设定,根据实际冲击高度按照上面的指引进行设置。 输入试验循环次数框用于确定目标试验次数。 系统防护设置是用于传感器过载保护,对于冲击试验机,只有位移值有意义。 only M10: BIFMA drop test 1=activ对话框专用于美国BIFMA标准冲击测试,通常重量较 重,测试次数不多,这时候only M10:Scaling of lowering >5 cycles将不再起作用。 输入以上参数后可以把测试程序发送到中央控制器以开始试验测试。 常见问题解决方法: - 问题1:传感器没有检测到最低触发点或者电磁铁没有向上提升冲击锤。 解决方法:把设定点Setpoint 2 数值增加50 mm;延长上升时间(实质上是向下接*冲击头 的时间)。 - 问题2:冲击高度不能达到所需要求。 解决方法:调整冲击高度到合适的数值;改变下降时间(实质上是提升冲击头的时间)设 定。

-

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5.2

旋转试验机的设置

旋转试验机操作概要: a) 根据测试目的选择合适的试样固定方式; b) 垂直方向力值的测试设置方法和普通的椅座测试完全一样; c) 水*旋转的设置如下: 选择合适的测试通道以及测试模块:旋转测试的通道可以是第2通道或者是第4通道,测 试模块为M7,单位为角度; 记录方式选择“No Record”; 选择把旋转模块和垂直力值测试模块选择到同一组“A”; Value1 开始旋转角度选0度; Value2 旋转角度选择90度(取决于测试标准和测试目的,当旋转到90度时会反向旋转90 度,一直循环下去); 等待时间设定为0秒(意味着一开始运行测试就开始旋转,可以根据需要进行设置); 上升时间设定为3秒(意味着在3秒钟内旋转到90度,取决于设备的最大旋转速度以及测 试标准的要求); 保持时间设定为0.5秒(意味着在旋转90度后停留0.5秒再开始反向旋转); 下降时间设定为3秒(必须和上升时间一致,意味着3秒重反向旋转90度); 静止时间设定为0.5秒(尽量和保持时间一致,0.5秒后开始另外一个测试循环); 循环次数设定为50000(假设试验要做50000个循环); 停止旋转角度设定为1500度或者其他数值(防止出现试验意外)。 d) 把垂直力控制和旋转角度控制程序发送到中央控制器,开始试验测试。

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软件安装步骤及注意事项 第一步:将软件光盘插入光驱,点击 SETUP.EXE 运行安装程序,除了输入使用者名称和公 司名称外,所以操作都是选择下一步进行软件安装,直到软件安装完毕。

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第二步:软件*台安装完后把 DDC 图标发送到桌面快捷方式,以方便日后点击使用。 第三步:双击运行 Winddc 软件,在 Option 菜单下点击 Projekt 进入设置界面。

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将操作语言由 deutsch 德语更改为 englisch 英语,按 OK,然后后关闭测试软件。 第四步:重新打开 WINDDC,这时候操作界面已经转换为英文界面,下拉选择 file/settings/restore from file 菜单,准备导入项目配置文件:

第五步:注意根据下面介面提示选择适当的路径,点击 OK 键,项目文件就会被发送到 合适的文件夹中,然后关闭软件。

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项目文件 mb91_qe-06-2008.arj 导入完毕后将会出现如下界面:

点击最右边图标 library

,将进入到试验设置界面,至此软件已经完全安装完成。

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7
7.1

系统维护和服务
概要 试验机及其附件需进行定期维护

Hegewald & Peschke Me?- und Prüftechnik GmbH 公司以及其合作伙伴可以给试验机提供标 定、检查和维护工作。若有技术问题,可和 H&P 服务部门联系: Hegewald & Peschke Me?- und Prüftechnik GmbH Service Department Am Gründchen 1 D - 01683 Nossen/ Sa. Tel.: +49(0)35242 44510 or Fax: +49(0)35242 44511 info@Hegewald-Peschke.com 7.2 7.2.1 试验机保养维护 定期视觉检查和功能检查 为确保试验机正常运作,试验机的操作者需要定期检查和清洁试验机以及测试工具。 视觉检查包括: ? ? 操作者必须保证试验机出于正确的使用环境和使用状态并且无缺陷。缺陷包括外观可视的问 题如力冲击和连接松动,开关和操作元件是否正常。 试验机不能被使用环境严重影响或者损坏,如振动、电子噪声、腐蚀、温度影响等等。 个别部件的维护和检查 清洁导轨并且加润滑油,这应该是定期进行,不要使用黄油,否则将会导致夹具失效。 每周检查压缩空气系统,步骤如下: 1. 排掉累积冷凝物 (冷凝物排水阀); 2. 然后检查阀门的供气是否正常; 3. 关于压缩空气油滤器:检查油位,如果油里面有水,那么请马上排掉,然后重新加气 动油。在重新气动设备之前,确保没有冷凝水存在。 4. 经常更换空气过滤元件,最少每 3 个月更换一次

7.2.2 ? ?

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40?m 初级过滤

5?m 最终过滤

消声器

空气滤油器的维护

? ? ? ?

接着维护您的空压机和冷冻干燥机; 如果配有自动排水阀,请检查排水阀是否工作正常 每周检查气缸活塞杆一次,冲击试验机的冲击导向杆也是按照这个方法; 如果在工作时候发现有螺丝松动,请马上重新拧紧;

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