薛金+郭貴勇

【摘 要】本文主要以JJG 139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機(jī)》檢定規(guī)程為依據(jù)，講述了檢定1級或0.5級材料試驗機(jī)的主要步驟、檢定技巧以及在檢定過程中須了解的注意事項，對檢定材料試驗機(jī)的初學(xué)者有一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】檢定規(guī)程；材料試驗機(jī)；檢定技巧

中圖分類號： TH87 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）35-0070-002

Interpretation of test materials testing machine main steps and precautions

XUE Jin-gui GUI Yong

（Fujian Institute of Metrology， Fuzhou 350003， China）

【Abstract】In this paper， JJG 139-2014 “Rally， Pressure and Universal Testing Machine” test procedures as the basis， described the main steps for testing Level1 or0.5 material testing machine， testing skills and in the verification process must be aware of precautions ， The test material testing machine for beginners have some help.

【Key words】Verification procedure； Material testing machine； Testing technique

0 引言

拉力、壓力和萬能試驗機(jī)統(tǒng)稱為材料試驗機(jī)，是以機(jī)械或液壓方式施加力值，主要由加力系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置等組成，測量材料力學(xué)性能參數(shù)的試驗機(jī)，適用于金屬、非金屬材料及構(gòu)件的拉伸、壓縮力學(xué)性能試驗，借助附件，也可用于抗折、彎曲、剪切和剝離試驗等[1]。材料試驗機(jī)分為0.5級、1級和2級三個級別，本文以常見的1級與0.5級試驗機(jī)為例闡述其主要步驟及注意事項。

1 檢定1級與0.5級試驗機(jī)的步驟技巧

1.1 共同項目

在檢定前先要看清銘牌，明確量程多大，精度等級是1級還是0.5級，是否有CMC標(biāo)志等等，根據(jù)量程和等級來選擇我們所要用的標(biāo)準(zhǔn)測力儀，對于1級精度的材料試驗機(jī)，我們要采用優(yōu)于0.3級的標(biāo)準(zhǔn)測力儀（對于檢0.5級的試驗機(jī)通常采用0.1級標(biāo)準(zhǔn)測力儀），檢之前需要清楚主要需要做那幾項指標(biāo)，以及每個指標(biāo)的允差范圍，主要指標(biāo)有這六個：試驗力保持（首次檢定要求）、相對分辨力（首次檢定要求）、零點漂移（后續(xù)檢定要求）、零點相對誤差（首次檢定要求）、示值相對誤差（后續(xù)檢定要求）和示值重復(fù)性相對誤差（后續(xù)檢定要求）。先觀察試驗機(jī)的相對分辨力和零點漂移是否能滿足要求再進(jìn)入下一步檢定，相對分辨力就是試驗機(jī)力指示裝置的分辨力除以力的測量范圍的下限值，1級試驗機(jī)其相對分辨力必須小于等于0.5%（0.5級試驗機(jī)小于等于0.25%，），接著再看零點漂移，在試驗機(jī)預(yù)熱30min之后，看力值的零點在15min 內(nèi)的變化量，由漂移的最大值減去最小值再除以力的測量范圍下限值（零點漂移有正負(fù)號，代表漂移的方向），1級試驗機(jī)的零點漂移不允許超出±1%范圍（0.5級的是±0.5%）。在這兩項指標(biāo)都達(dá)到要求下，開始對試驗機(jī)其他指標(biāo)進(jìn)行檢定，對于試驗機(jī)的測量范圍選擇，通常壓力機(jī)一類按其最大試驗機(jī)的10%做為下限（對于多檔位的按照每個檔位均勻取5個點，將最小檔位的20%點做為下限，對于單量程數(shù)顯式萬能材料試驗機(jī)通常按其最大試驗力的4%做為下限）。

選好檢定點后，接下來對試驗機(jī)進(jìn)行預(yù)壓，在放置標(biāo)準(zhǔn)測力儀之前，先檢查試驗機(jī)的立柱上螺母是否松動，如果松動必須先擰緊螺母后再預(yù)壓（對于上置式油缸的萬能機(jī)，如果立柱上的螺母松動，應(yīng)該將油缸升高些，然后在下夾具上方放幾個混凝土試塊或者木頭，再將油缸落下壓在試塊或者木頭上，目的是為了使螺母不再受油缸的自重力，這樣用管鉗旋轉(zhuǎn)螺母會比較輕松，需要旋緊立柱上下兩端的螺母），另外還需檢查工作臺上下臺面是否平直，上下臺面中心是否有孔，如果孔的面積超過標(biāo)準(zhǔn)測力儀接觸面積的一半那需要找鐵塊將孔堵上才能放置標(biāo)準(zhǔn)測力儀（注意鐵塊不能用鑄鐵的墊塊，需要用有熱處理過的鐵塊，有些試驗機(jī)空間太大而油缸行程不夠需要用到墊塊時，也必須用熱處理過的鐵塊），對于檢定機(jī)械式度盤試驗機(jī)或者由機(jī)械度盤式試驗機(jī)改造成數(shù)顯的試驗機(jī)（只針對加裝的傳感器是安裝在測力活塞正下方的類型）之前，都必須要檢查拉桿是否對準(zhǔn)刀口，有沒有脫落，以及測力活塞的頂針是否對準(zhǔn)下面的凹槽中心，接著檢查帶動測力油缸的皮帶是否存在（如果改造度盤式萬能試驗機(jī)采用油路上加裝油壓傳感器那就可以不考慮這個皮帶，但是刀口和頂針是必須要落槽的，除非測力活塞系統(tǒng)被完全切除），如果皮帶不在那必須補(bǔ)上否則會影響示值的線性和重復(fù)性。

檢查完了之后建議先抬起油缸再放標(biāo)準(zhǔn)測力儀（不先放標(biāo)準(zhǔn)測力儀再抬油缸是為了避免誤操作時將上壓板通過絲杠升降壓在標(biāo)準(zhǔn)測力儀上而導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)測力儀取不出來，在檢中橫梁可移動的萬能機(jī)時，如果未抬起油缸出現(xiàn)誤操作將標(biāo)準(zhǔn)測力儀卡住無法取出時，這時可用兩個千斤頂同時對稱頂起中橫梁，因為橫梁與絲杠之間有一定的螺紋間隙，所以可用千斤頂將標(biāo)準(zhǔn)測力儀與中橫梁脫開），放好標(biāo)準(zhǔn)測力儀后需要前后左右對中對好，正常情況放置標(biāo)準(zhǔn)測力儀的上下承壓板都是平面的，不帶球頭，如果球頭實在不能拿掉，那標(biāo)準(zhǔn)測力儀的對中要求更高，否則在加載時會出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)測力儀球頭被壓偏而飛出去的現(xiàn)象，所以標(biāo)準(zhǔn)測力儀對中一定要保證好，即使標(biāo)準(zhǔn)測力儀受力之后也得要檢查其球頭是否壓偏掉。對于工作臺是放置在軌道上的試驗機(jī)（類似壓剪機(jī)，以及老式超大空間的200T壓力機(jī)），抬油缸時必須使工作臺脫離軌道后才能加載壓力，如果沒有完全脫離軌道就直接加載力值的話，最終會把試驗機(jī)的軌道壓變形掉。放好標(biāo)準(zhǔn)測力儀后進(jìn)行預(yù)壓，加載至滿量程，重復(fù)三遍，預(yù)壓同時檢查試驗力的保持能力，當(dāng)加載到最大試驗力的80%～100%范圍內(nèi)，待示值穩(wěn)定時，保持進(jìn)油閥開口不變，目測30s內(nèi)試驗力指示的變化，不應(yīng)超過最大試驗力的0.2%。接下來就是進(jìn)行每個點示值誤差和示值重復(fù)性相對誤差檢定，若是單檔位的試驗機(jī)，其檢定點應(yīng)從力的測量下限到最大試驗力取8至10個點，若是多檔位的試驗機(jī)，其檢定點按照每個檔位選取5個點，二者都要以遞增力方式進(jìn)行三組測量，每組測量前應(yīng)調(diào)整零點，1級試驗機(jī)的示值誤差和示值重復(fù)性相對誤差范圍應(yīng)在±1%和1%之內(nèi)（0.5級的試驗機(jī)則是±0.5%和0.5%）。最后測量完了檢查零點相對誤差，零點讀數(shù)應(yīng)在最后一組測量完力卸除30s后讀取，讀取的零點除以力的測量范圍上限（JJG 139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機(jī)》規(guī)程里面公式有誤，不是力的測量范圍下限而是上限），應(yīng)不超出±0.1%范圍（0.5級的是±0.05%）。endprint

1.2 特殊項目

JJG 139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機(jī)》規(guī)程規(guī)定檢定0.5級的萬能試驗機(jī)后續(xù)檢定中需檢測試驗機(jī)的同軸度，檢測同軸度時根據(jù)照試驗機(jī)的量程來選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，對于量程不大于30kN的試驗機(jī)使用重錘和配套的定心盤來檢查，低于30kN的0.5級試驗機(jī)之所以不采用同軸度測量儀來檢測，主要是因為測量時所用的校驗棒在受到最大試驗力的4%時所產(chǎn)生的變形量非常小，目前國內(nèi)的同軸度測量儀基本測不準(zhǔn)這么小的變形量，所以小量程的0.5級試驗機(jī)都是采用傳統(tǒng)的重錘和定心盤來檢測其同軸度，定心盤中心刻有Φ2mm的圓，測量前先將活動夾具移動至上下兩夾具間距不小于500mm的位置（如果不能滿足超過500mm位置，則需移至極限位置），然后將錐形重錘懸掛在上夾具中心處，定心盤固定在下夾具中心，然后調(diào)節(jié)懸掛線長度，使錐尖盡量接近定心盤面，檢查錐尖是否落在Φ2mm圓內(nèi)[2]。對于大于30kN的試驗機(jī)需要用同軸度測量儀來檢查試驗機(jī)的同軸度，檢測同軸度時，先將檢驗試樣即校驗棒夾持在上下兩端夾具上，先加載一定力（約試驗機(jī)量程的1%）后將同軸度測量儀調(diào)零，再施加試驗力至最大試驗力的4%，然后通過變形測量裝置測量試樣的彈性變形來測出試驗機(jī)的同軸度，其允許誤差是10%（自動調(diào)心夾頭）或者15%（非自動調(diào)心夾頭），如果是1級試驗機(jī)首次檢定需要檢同軸度，其允差是12%和20%。目前市場上使用較多的國標(biāo)和美標(biāo)的同軸度測量儀，二者主要區(qū)別是：檢測時，將校驗棒夾持在上下夾具后，國標(biāo)的同軸度測量儀是通過在校驗棒中心位置裝夾上兩根相互垂直的引伸計來測量校驗棒的變形量，從而求出其同軸度；而美標(biāo)的同軸度測量儀則是通過校驗棒的內(nèi)部上、中、下端分別安裝4個應(yīng)變片，通過應(yīng)變片來測得上、中、下端校驗棒的變形量，取中端的變形量來求得同軸度。

2 總結(jié)

本文依據(jù)JJG 139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機(jī)》檢定規(guī)范闡述了檢定1級或0.5級試驗機(jī)的主要檢定步驟及在檢定過程中所需注意的事項與技巧技能。除了上文提到的注意事項，在檢定過程還會遇見油泵無法供油，電機(jī)反向，限位卡住無法啟動油泵等問題，本文起個拋磚引玉作用，有待其他同仁分享檢定材料試驗機(jī)的經(jīng)驗技巧。

【參考文獻(xiàn)】

[1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJG 139-2014拉力、壓力和萬能試驗機(jī)[S].

[2]薛金.淺析萬能材料試驗機(jī)的同軸度檢測方法[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，33.endprint