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

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由六個滾珠軸承支持在機座的導軌上，可以前后滑動。加載時，打開電源開關，直流電動機轉動，通過減速齒輪箱的兩級減速，帶動活動夾頭轉動，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。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換檔、用調(diào)速電位器調(diào)節(jié)。

二、測力系統(tǒng)

測力機構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)。電動機正向轉動使杠桿逆時針轉動，通過A點將力傳遞給變支點杠桿;電動機反向轉動則杠桿順時針轉動，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，杠桿又恢復到水平狀態(tài)，差動變壓器的鐵芯也恢復零位。這時差動變壓器無信號輸出，伺服電動機停止轉動。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，從而使指針偏轉，偏轉角度與游鉈位移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，轉動量程選擇旋鈕，經(jīng)過鏈條和F齒輪帶動凸齒輪旋轉，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)

對于扭轉實驗，要記錄扭矩T和扭轉角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，在滑輪帶動指針轉動的同時，又帶動鋼絲使繪圖筆水平移動。繪圖滾筒的轉動表示活動夾頭的轉動，它是由自整角發(fā)動機給出轉動信號，經(jīng)放大器放大后輸出給伺服電動機和自整角變壓器，從而使繪圖滾筒轉動。其轉動量與試件的轉角成正比。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。

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，使直流電動機轉動對試件施加扭矩。

7)實驗結束，立即停機，取下試件，將機器復原并清理現(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，禁止再轉動“量程選擇手輪”和改變“變速開關”。

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，必須先按“停”按鈕后，再改變扭矩方向和變速開關。

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