TR-200A轉(zhuǎn)矩流變儀

一、 概述

1. 產(chǎn)品特點(diǎn)

TR-200A計(jì)算機(jī)控制智能塑化儀，亦屬我公司自主設(shè)計(jì)制作的轉(zhuǎn)矩流變類型系列設(shè)備之一。該設(shè)備計(jì)算機(jī)測(cè)控高智能化程度處于國(guó)內(nèi)地位，是研究高分子材料的流動(dòng)、塑化、熱、剪切穩(wěn)定性等理想設(shè)備。設(shè)備是以真實(shí)模擬塑化全過(guò)程，動(dòng)態(tài)連續(xù)、準(zhǔn)確可靠地對(duì)材料的流變性能進(jìn)行測(cè)定，如多組份的混合、熱塑性樹脂的交聯(lián)、彈性體的硫化，材料的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性以及螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)體系加工性能的影響等，解決了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩流變儀固有的系統(tǒng)柔性差，試驗(yàn)耗時(shí)多，數(shù)據(jù)處理工作量大等諸多缺點(diǎn)。可以完成典型的XLPE材料交聯(lián)特性的測(cè)定，PVC材料融合特性以及熱穩(wěn)定性的測(cè)定，材料表觀粘度與剪切速率關(guān)系的測(cè)定等等，可應(yīng)用于化學(xué)合成材料物理化學(xué)性能測(cè)試方面，例如合成材料制品的品質(zhì)鑒定和合成過(guò)程中的物理化學(xué)性能分析與測(cè)試。   

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)產(chǎn)生了巨大進(jìn)步，我們將更多的新技術(shù)融入到塑化儀測(cè)試技術(shù)之中，特別是Windows操作系統(tǒng)給PC機(jī)信息處理能力帶來(lái)的革命性變化，數(shù)據(jù)采集、控制以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理均由相應(yīng)的軟件完成，可形成柔性強(qiáng)，信息管理和處理能力強(qiáng)等諸多特點(diǎn)，使用極其方便并能獲得更多的合成材料的物性信息。這不僅表現(xiàn)為儀器操作方便、控制精確、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及結(jié)果輸出快捷高效。

二、 結(jié)構(gòu)特征與工作原理

1. 主要組成

設(shè)備主要組成部分：

（1）主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

（2）混煉單元

（3）擠出單元

（4）主測(cè)控系統(tǒng)

（5）多段溫度測(cè)控系統(tǒng)

（6）壓力測(cè)控系統(tǒng)  

（7）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)  

（8）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

（9）計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)軟件及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

（10）存儲(chǔ)打印系統(tǒng)

2. 工作原理

本設(shè)備配有不同參數(shù)的螺桿，在具有一定溫度的圓筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，筒的另端設(shè)有送料斗。當(dāng)原料被送至筒的2/3處時(shí)逐步增塑，進(jìn)入到筒的剩余部分內(nèi)被均化，當(dāng)所有顆粒全部溶化后即可利用毛細(xì)管擠出模具成為母料或注入模具成形，同時(shí)設(shè)備也完成對(duì)材料的表現(xiàn)粘度與剪切速度及剪切應(yīng)力關(guān)系的測(cè)量。

操作軟件可通過(guò)PC機(jī)的串行口分別實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和參數(shù)控制，以及建立人機(jī)信息交互界面，如圖5所示。這個(gè)界面功能比較齊全，可以完成6路溫度的測(cè)控，包括轉(zhuǎn)速設(shè)定、測(cè)量和控制，扭矩、壓力測(cè)量等。曲線窗口可以實(shí)時(shí)顯示以上各數(shù)據(jù)對(duì)時(shí)間的曲線。當(dāng)改變擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速，可改變口模內(nèi)外壓力差P值和擠出流量Q值，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以文件的形式保存。

三、 主要技術(shù)特性及配置

1. 技術(shù)參數(shù)：

1. 轉(zhuǎn)    速：          0.1～120rpm   

2. 速度控制精度：   ±0.2%F.S

3. 轉(zhuǎn)矩測(cè)量范圍：      0-200Nm     

4. 轉(zhuǎn)矩測(cè)量精度：   ±0.3%F.S

5. 熔體壓力測(cè)量范圍：  0-100MPa    

6. 熔體壓力測(cè)量精度：  ±0.3%F.S

7. 溫度控制范圍：      室溫-350℃

8. 控溫精度：       ±0.5℃

9. 溫度分辨率 ：       0.1℃

10. 電機(jī)功率：          380V    3.0Kw

四、 使用操作方法

4.1. 擠出部分操作方法

4.1.1. 應(yīng)用程序操作方法

1. 打開擠出試驗(yàn)軟件進(jìn)入啟動(dòng)界面（如圖1所示）。

圖1  啟動(dòng)界面

2. 點(diǎn)擊，進(jìn)入登陸界面（如圖2所示）。如果退出則點(diǎn)擊返回計(jì)算機(jī)桌面。

圖2  登陸界面

3. 選擇用戶名，輸入密碼，點(diǎn)擊“登錄"進(jìn)入擠出試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面（如圖3所示）。如果初次使用請(qǐng)點(diǎn)擊“注冊(cè)"輸入新的用戶名和密碼注冊(cè)后再登錄。

圖3  擠出試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面

4. 在“信息輸入?yún)^(qū)" 根據(jù)實(shí)際情況輸入信息，其中試驗(yàn)代碼為每次試驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名稱，如不填寫則默認(rèn)以時(shí)間為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名稱。

5. 在“試驗(yàn)條件設(shè)置"區(qū)域選擇或輸入試驗(yàn)參數(shù)。（注意：壓力保護(hù)，扭矩保護(hù)參數(shù)應(yīng)該小于最大量程，否則可能導(dǎo)致傳感器損壞?。?/span>

6. 點(diǎn)擊“系統(tǒng)設(shè)置"按鈕進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置界面，然后點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕進(jìn)入相應(yīng)的設(shè)置，并進(jìn)行設(shè)置。

7. 在“長(zhǎng)徑比"、“壓強(qiáng)保護(hù)"、“扭矩保護(hù)"設(shè)置中，可以添加對(duì)應(yīng)的常用參數(shù)，以便于在“試驗(yàn)條件設(shè)置"里的下拉列表中進(jìn)行選擇。以“壓強(qiáng)保護(hù)"為例（如圖4所示），在新增壓力保護(hù)框中輸入常使用的數(shù)值,點(diǎn)擊添加按鈕,該數(shù)據(jù)將會(huì)填入現(xiàn)有壓強(qiáng)保護(hù)框內(nèi),如需刪除已添加數(shù)值,只需選中該數(shù)值,點(diǎn)擊刪除按鈕即可。點(diǎn)擊返回，返回試驗(yàn)界面。

圖4 系統(tǒng)設(shè)置-壓強(qiáng)保護(hù)

8. 點(diǎn)擊“串口設(shè)置"，進(jìn)入串口設(shè)置界面（如圖5所示）,選擇實(shí)際使用的串口，點(diǎn)擊保存。如果不知道具體使用哪個(gè)串口，可以在設(shè)備管理器中進(jìn)行查看。點(diǎn)擊返回，返回試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面。

圖5 系統(tǒng)設(shè)置-串口設(shè)置

9. 點(diǎn)擊“密碼更改"進(jìn)入密碼更改界面（如圖6所示），可對(duì)用戶密碼和管理員密碼進(jìn)行更改。點(diǎn)擊返回，返回試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面。

圖6 系統(tǒng)設(shè)置-密碼更改

10. “系統(tǒng)硬件"、“扭矩標(biāo)定"、“溫度標(biāo)定"、“壓強(qiáng)標(biāo)定"為出廠已填數(shù)據(jù)，請(qǐng)不要擅自更改，如有異議，或需要更改請(qǐng)與我公司聯(lián)系，確認(rèn)后再進(jìn)行更改。以免由于數(shù)據(jù)填寫有誤造成數(shù)據(jù)結(jié)果錯(cuò)誤，或設(shè)備損壞。

11. 在試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面點(diǎn)擊“進(jìn)入試驗(yàn)"按鈕，進(jìn)入擠出試驗(yàn)主界面（如圖7所示）。

圖7 擠出試驗(yàn)主界面

12. 點(diǎn)擊“準(zhǔn)備試驗(yàn)"按鈕，“監(jiān)控窗口"開始顯示溫度、壓強(qiáng)、試驗(yàn)時(shí)間等參數(shù)。“試驗(yàn)操作"及“手動(dòng)操作"區(qū)按鈕轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹僮鳡顟B(tài)（如圖8所示）。

圖8擠出試驗(yàn)準(zhǔn)備界面

13. 再此界面可通過(guò)更改溫度按鈕對(duì)已設(shè)定的溫度進(jìn)行更改，即在“監(jiān)控窗口"溫度輸入框中輸入想要更改的溫度，然后點(diǎn)擊“試驗(yàn)操作"區(qū)的“改變溫度"按鈕，即可實(shí)現(xiàn)溫度更改。

14. “手動(dòng)操作"區(qū)可進(jìn)行電機(jī)正反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。（注：電機(jī)最后轉(zhuǎn)動(dòng)速度將作為實(shí)驗(yàn)開始時(shí)速度，用戶在手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)需注意轉(zhuǎn)速設(shè)置，以免影響正常試驗(yàn)。）

15. “系統(tǒng)操作" 區(qū)“試驗(yàn)設(shè)置"按鈕可返回試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面，在試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中不可進(jìn)行參數(shù)修改，否則當(dāng)前試驗(yàn)會(huì)被終止。

16. 點(diǎn)擊“試驗(yàn)操作"區(qū)“扭矩清零/取消"和“壓強(qiáng)清零/取消"按鈕使壓強(qiáng)、扭矩顯示值歸零。

17. 待溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，并確認(rèn)料筒里的試樣*融化，點(diǎn)擊“試驗(yàn)開始"，坐標(biāo)系里開始繪制曲線。（注：請(qǐng)確認(rèn)料筒里的試樣已經(jīng)*融化，否則可能導(dǎo)致傳感器、螺桿損壞。）

18. 此時(shí)根據(jù)坐標(biāo)系里繪制的曲線，可進(jìn)行轉(zhuǎn)速更改，在“手動(dòng)操作"區(qū)轉(zhuǎn)速設(shè)定框中填入要更改的轉(zhuǎn)速，并點(diǎn)擊“改變轉(zhuǎn)速"按鈕，使設(shè)定轉(zhuǎn)速生效。

19. 點(diǎn)擊“試驗(yàn)操作"區(qū) “試驗(yàn)結(jié)束"按鈕可結(jié)束當(dāng)前試驗(yàn)，點(diǎn)擊按鈕后彈出“保存提示"，點(diǎn)擊“確定"將保存本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

20. 點(diǎn)擊“系統(tǒng)操作"區(qū)“試驗(yàn)記錄"進(jìn)入試驗(yàn)處理界面，（如圖9所示）。

圖9擠出試驗(yàn)處理界面

21. 分別雙擊曲線上每次改變轉(zhuǎn)速前平穩(wěn)的點(diǎn)，在右側(cè)“處理選項(xiàng)"區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)填寫，每段填寫完畢后，都要點(diǎn)擊“添加數(shù)據(jù)"按鈕，將數(shù)據(jù)填入，當(dāng)最后一段填寫完畢并添加數(shù)據(jù)后，點(diǎn)擊“處理完畢"按鈕，此時(shí)“試驗(yàn)曲線2"為試驗(yàn)結(jié)果曲線，如圖10所示。（注：段數(shù)每次填寫的不能重復(fù)，否則會(huì)造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。）

圖10擠出試驗(yàn)結(jié)果曲線

22. 試驗(yàn)處理界面，“操作按鈕"區(qū)按鈕功能說(shuō)明：

(1) “歷史查詢"按鈕，可查詢歷史試驗(yàn)記錄。

(2) “平滑曲線"按鈕，可使試驗(yàn)曲線平滑，方便曲線上點(diǎn)的采集。曲線平滑后，可點(diǎn)擊“恢復(fù)曲線"按鈕，使曲線還原原始狀態(tài)。

(3) “生成報(bào)告"按鈕，可將處理完畢的數(shù)據(jù)形成Word文件，即試驗(yàn)報(bào)告（如圖11所示）。

圖11擠出試驗(yàn)報(bào)告

(4) “生成EXCEL"按鈕，可將試驗(yàn)曲線上的數(shù)據(jù)以表格的形式呈現(xiàn)，方便數(shù)據(jù)查找與分析。

(5) “坐標(biāo)校準(zhǔn)"按鈕，用于對(duì)曲線坐標(biāo)的校準(zhǔn)，如圖12所示，需分別對(duì)X軸左邊緣和X軸右邊緣進(jìn)行校準(zhǔn)，并點(diǎn)擊任意點(diǎn)確認(rèn)坐標(biāo)準(zhǔn)確性。確定無(wú)誤后點(diǎn)擊“結(jié)束校準(zhǔn)"按鈕，校準(zhǔn)完成。（注：更換顯示器使用時(shí)必須進(jìn)行坐標(biāo)校準(zhǔn)，以保證試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確）

圖12擠出坐標(biāo)校準(zhǔn)界面

(6) “界面返回"按鈕，返回?cái)D出試驗(yàn)主界面。

23. 擠出試驗(yàn)結(jié)束，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)清理。

4.2混煉部分操作方法

4.2.1應(yīng)用程序操作方法

1. 打開混煉軟件，注冊(cè)并登陸后進(jìn)入混煉參數(shù)設(shè)置界面(如圖13所示)。

圖13 混煉參數(shù)設(shè)置界面

2. 在“信息輸入?yún)^(qū)" 根據(jù)實(shí)際情況輸入信息，在“試驗(yàn)條件設(shè)置"區(qū)域選擇試驗(yàn)方法，并輸入相應(yīng)的參數(shù)。“系統(tǒng)"區(qū)域按鈕功能與擠出部分相同，請(qǐng)參考使用。

3. 系統(tǒng)設(shè)置可參見“4.1.1應(yīng)用程序操作方法"中的第7.8.9步介紹。

4. 系統(tǒng)設(shè)置中“溫度標(biāo)定"、“扭矩標(biāo)定"為出廠已填數(shù)據(jù)，請(qǐng)不要擅自更改，如有異議，或需要更改請(qǐng)與我公司聯(lián)系，確認(rèn)后再進(jìn)行更改。以免由于數(shù)據(jù)填寫有誤造成數(shù)據(jù)結(jié)果錯(cuò)誤，或設(shè)備損壞。

5. 在試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面點(diǎn)擊“進(jìn)入試驗(yàn)"按鈕，進(jìn)入混煉試驗(yàn)主界面（如圖14所示）。

圖14 混煉試驗(yàn)主界面

6. 點(diǎn)擊“準(zhǔn)備試驗(yàn)"按鈕，“監(jiān)控窗口"開始顯示溫度、壓強(qiáng)、試驗(yàn)時(shí)間等參數(shù)。“試驗(yàn)操作"及“手動(dòng)操作"區(qū)按鈕轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹僮鳡顟B(tài)。

7. 其中“試驗(yàn)操作" 、“手動(dòng)操作" 、“系統(tǒng)設(shè)置"區(qū)按鈕功能與擠出部分相同，請(qǐng)參考使用。但混煉試驗(yàn)過(guò)程中不可進(jìn)行轉(zhuǎn)速更改。

8. 待溫度穩(wěn)定于設(shè)定溫度時(shí)，點(diǎn)擊“試驗(yàn)開始"按鈕開始試驗(yàn)。其中熱融合試驗(yàn)、熱穩(wěn)定試驗(yàn)和熱交聯(lián)試驗(yàn)必須在試驗(yàn)開始20秒內(nèi)將試驗(yàn)材料裝入混煉器，最好在10秒內(nèi)完成，以獲得較好的重復(fù)性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。而熱敏感度試驗(yàn)需要在溫度穩(wěn)定后*行加料操作，再點(diǎn)擊“試驗(yàn)開始"開始試驗(yàn)。

9. 待到達(dá)試驗(yàn)設(shè)置要求，或手動(dòng)點(diǎn)擊 “試驗(yàn)操作"區(qū) “試驗(yàn)結(jié)束"按鈕將結(jié)束當(dāng)前試驗(yàn)，點(diǎn)擊彈出“保存提示"中的“確定"保存本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

10. 點(diǎn)擊“系統(tǒng)操作"區(qū)“試驗(yàn)記錄"進(jìn)入試驗(yàn)處理界面，（如圖15所示）。“操作按鈕"區(qū)按鈕功能說(shuō)明可參見“4.1.1應(yīng)用程序操作方法"中的第22步介紹。

圖15混煉試驗(yàn)處理界面

11. 如圖15所示選取相應(yīng)的采集點(diǎn)，分別填入圖16的對(duì)應(yīng)位置，數(shù)據(jù)填入方式為雙擊曲線上想要選擇的點(diǎn)，待圖16彈出后，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的點(diǎn)即可將該點(diǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)填入，點(diǎn)擊“保存"該數(shù)據(jù)被保存，繼續(xù)選擇其他的點(diǎn)，點(diǎn)擊“取消"可重新選取。（注：因?yàn)樵媳旧淼牟町?，有些采集點(diǎn)可能沒有，沒有的點(diǎn)不填即可。）

圖16數(shù)據(jù)點(diǎn)采集界面

12. 所有點(diǎn)采集并保存后，點(diǎn)擊“生成報(bào)告"按鈕，可將處理完畢的數(shù)據(jù)形成Word文件，即試驗(yàn)報(bào)告（如圖17所示）。

圖17混煉試驗(yàn)報(bào)告

13. 混煉試驗(yàn)結(jié)束，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)清理。

4.2.2實(shí)驗(yàn)方法說(shuō)明

1. 熱融合實(shí)驗(yàn)

操作方法：設(shè)定好參數(shù)，點(diǎn)擊“試驗(yàn)準(zhǔn)備"按鈕，計(jì)算機(jī)控制選定的加熱單元進(jìn)行加熱；當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度后，按下“試驗(yàn)開始"按鈕，啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)將準(zhǔn)備好的材料從注料口注入到混煉器內(nèi)，計(jì)算機(jī)開始記錄數(shù)據(jù)，繪制曲線；當(dāng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間或手動(dòng)按下“試驗(yàn)停止"按鈕，試驗(yàn)結(jié)束，點(diǎn)擊彈出“保存提示"中的“確定"保存本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)。（注：為了獲得較好的重復(fù)性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，材料必須在20秒內(nèi)裝入混煉器，最好在10秒內(nèi)裝入。）

2. 熱穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)

操作方法：與同熱融合試驗(yàn)操作基本相同，只是試驗(yàn)進(jìn)行到末期，轉(zhuǎn)距經(jīng)過(guò)平衡期后轉(zhuǎn)距迅速上升，此時(shí)材料易發(fā)生降解，應(yīng)在此時(shí)停止試驗(yàn)。

3. 熱交聯(lián)實(shí)驗(yàn)

操作方法：與熱融合試驗(yàn)操作方法基本相同，只是試驗(yàn)進(jìn)行到末期，轉(zhuǎn)距達(dá)到最高點(diǎn)后曲線會(huì)急劇下降，材料發(fā)生硬化，應(yīng)在此時(shí)停止試驗(yàn)。

4. 熱敏感度實(shí)驗(yàn)

操作方法：設(shè)定好參數(shù)，點(diǎn)擊“準(zhǔn)備試驗(yàn)"按鈕，計(jì)算機(jī)控制選定的加熱單元進(jìn)行加熱；當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度后，將準(zhǔn)備好的材料從注料口注入到混煉器內(nèi)，點(diǎn)擊“試驗(yàn)開始"按鈕，計(jì)算機(jī)控制電機(jī)開始從“起始速度"按照設(shè)定的“加速度"線性升速到“終止速度"，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)繪制曲線，當(dāng)達(dá)到“終止速度" 或手動(dòng)按下“試驗(yàn)停止"按鈕，試驗(yàn)結(jié)束，點(diǎn)擊彈出“保存提示"中的“確定"保存本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

五、 日常維護(hù)和注意事項(xiàng)

1. 每次使用完混煉器要將混煉室拆開進(jìn)行清理；注意只能用銅刀、銅刷，避免用鐵器擦拭，可將右轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)約90度、拔出轉(zhuǎn)子清理。

2. 用完塑料擠出機(jī)最好將機(jī)膛里的余料擠凈；如用的是有顏色的物料應(yīng)加入純PE清機(jī)膛。

3. 長(zhǎng)期不用毛細(xì)管模具要拆下清干凈，具體是在加熱的情況下，卸下端面上的4個(gè)內(nèi)六角螺釘，用物料將模芯擠出，清干凈并用銅刀將模具里的殘料清干凈放入模芯，擰好螺釘。

4. 每一年將減速箱里的機(jī)油更換一次，加油加到一半（可以在油面位置窗中看到）。

5. 混煉器的齒輪箱里每年要加新的潤(rùn)滑脂，擠出機(jī)的齒輪箱要用油針加注潤(rùn)滑脂。

6. 接電源之前，請(qǐng)確認(rèn)設(shè)備已經(jīng)接地，尤其是三相電的設(shè)備（備注：設(shè)備的插頭接的是3條火線1條零線沒有接地線，需要直接接在機(jī)殼上）。

7. 所有實(shí)驗(yàn)開始之前都要確認(rèn)溫度是否達(dá)到的范圍，否則禁止開始試驗(yàn)和啟動(dòng)電機(jī)。

8. 如果需要更換壓力傳感器，一定要在加熱狀態(tài)且確定料膛內(nèi)的樣料融化后進(jìn)行更換。

9. 熱電偶的信號(hào)線是單股硬線，使用是注意不要打結(jié)，以免造成斷裂等問(wèn)題。

10. 熱電偶插拔時(shí)，加熱部分的編號(hào)應(yīng)該與溫控表對(duì)應(yīng)，否則會(huì)導(dǎo)致溫度失控。

六、 故障現(xiàn)象的排除