試驗(yàn)機(jī)檢定調(diào)試中相關(guān)問題的探討

黃直久 張明龍 李 艷

1 概述

試驗(yàn)機(jī)是力值性能檢驗(yàn)的主要計量設(shè)備，它包括拉力、壓力和萬能試驗(yàn)機(jī)。隨著試驗(yàn)機(jī)在科技研發(fā)、工程設(shè)計和建筑施工等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度等級和穩(wěn)定性的要求也在不斷提高。試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性等技術(shù)指標(biāo)，與試驗(yàn)機(jī)的檢定調(diào)試水平有很大關(guān)系。為使試驗(yàn)機(jī)的量值準(zhǔn)確可靠，在使用過程中必須進(jìn)行定期檢定與核查。

2 試驗(yàn)機(jī)零點(diǎn)調(diào)試

對于試驗(yàn)機(jī)檢定調(diào)試，不論是哪種類型的試驗(yàn)機(jī)，在對試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行環(huán)境、外觀、性能和安全裝置檢查并符合要求后，首先要進(jìn)行的是試驗(yàn)機(jī)零點(diǎn)調(diào)試工作。不同的試驗(yàn)機(jī)因其測力裝置、力值顯示方式不同，零點(diǎn)調(diào)試方法也不盡相同，以表盤式三量程試驗(yàn)機(jī)為例，其零點(diǎn)調(diào)試的步驟如下:啟動油泵，使活塞上升10 mm左右，關(guān)閉送、回油閥。把B鉈掛上，此時以B盤的刻度指針為依據(jù)，通過對平衡鉈和齒桿的調(diào)試，使擺桿內(nèi)側(cè)面與出廠時該試驗(yàn)機(jī)上固定架的零刻線重合并使B盤指針對零。然后加上C鉈，觀察C盤指針零刻度的變化，再逐級去掉C鉈，B鉈，觀察A鉈指針對零的變化，這樣經(jīng)過多次的反復(fù)調(diào)試，直至更換A，B，C三個鉈前、后盤指針在零點(diǎn)的變動均不大于0.1個分度值。而對于數(shù)顯式試驗(yàn)機(jī)，其整個調(diào)試程序相對簡單，在啟動油泵至活塞有一定上升后，在加載前可通過復(fù)零鍵進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)試。

3 試驗(yàn)力保持測定

表1 30 s內(nèi)試驗(yàn)力最大變動值 %

試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)力保持時間不應(yīng)少于30 s，在30 s內(nèi)試驗(yàn)力指示變動范圍應(yīng)符合表1規(guī)定。

為滿足表1的要求，對試驗(yàn)機(jī)按以下方法進(jìn)行調(diào)試:

1)安裝好與試驗(yàn)機(jī)最大試驗(yàn)力相匹配的檢定用的標(biāo)準(zhǔn)測力儀，預(yù)壓三次，使試驗(yàn)機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)測力儀的加、卸荷過程、示值及回零差均符合JJG 139-1999拉力、壓力和萬能試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程(以下簡稱《檢定規(guī)程》)要求后，再重新啟動，控制送、回油閥油量，當(dāng)負(fù)荷緩慢增加到接近最大力值點(diǎn)時，再次調(diào)整送、回油閥油量，使示值在最大力值點(diǎn)趨于穩(wěn)定后，用秒表目測30 s內(nèi)試驗(yàn)力示值的變化狀況，記錄30 s前后的示值并計算試驗(yàn)力最大變動值。

2)若最大變動值不符合表1規(guī)定時，應(yīng)進(jìn)行分析調(diào)整:a.觀察回油系統(tǒng)，在關(guān)閉回油閥后，是否有滲漏油現(xiàn)象，若有，則采用加固接口和研磨油閥等方法，直至調(diào)到密封為止。b.在最大壓力下目測間隙油管的回油量是否增大，若增大或出現(xiàn)線狀流量，則更換粘度大的新耐磨液壓油或更換工作油缸密封圈使其符合要求。c.檢查油泵及送油閥出油量是否有忽大忽小問題。若有通過調(diào)整泵或研磨送油閥直至出油量均勻?yàn)橹埂?/p>

4 標(biāo)準(zhǔn)測力儀的選定

標(biāo)準(zhǔn)測力儀的準(zhǔn)確度、量程應(yīng)與試驗(yàn)機(jī)相應(yīng)檔位的準(zhǔn)確度、量程匹配。檢定0.5級試驗(yàn)機(jī)使用準(zhǔn)確度不低于0.1級的標(biāo)準(zhǔn)測力儀;檢定1級試驗(yàn)機(jī)使用準(zhǔn)確度不低于0.3級的標(biāo)準(zhǔn)測力儀;檢定2級試驗(yàn)機(jī)使用準(zhǔn)確度不低于0.5級的標(biāo)準(zhǔn)測力儀。常見的試驗(yàn)機(jī)測力顯示裝置有表盤指針式和數(shù)字顯示式。表盤指針式設(shè)有A，B，C三個分度值;數(shù)字顯示式設(shè)有20%，50%，100%三個檔位。檢定時應(yīng)對三個度盤或三個檔位分別進(jìn)行試驗(yàn)力示值的檢定。檢定用標(biāo)準(zhǔn)測力儀的準(zhǔn)確度等級、量程、規(guī)格、數(shù)量，應(yīng)符合《檢定規(guī)程》的規(guī)定。檢定準(zhǔn)確度等級為1級，三個度盤為A盤0 kN～120 kN，B盤0 kN～300 kN，C盤0 kN～600 kN的液壓萬能試驗(yàn)機(jī)，應(yīng)選定準(zhǔn)確度等級為0.3級的，且量程為0 kN～300 kN和0 kN～600 kN的兩臺標(biāo)準(zhǔn)測力儀，0.3級測力儀準(zhǔn)確度的量程范圍是最大試驗(yàn)力的10%～100%內(nèi);而保證1級試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度的量程范圍是該機(jī)最大試驗(yàn)力的4%以上，且又必須是每個檔最大試驗(yàn)力的10%～100%內(nèi)。另外，確定在試驗(yàn)機(jī)上的檢定點(diǎn)，應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)測力儀有效合格證書內(nèi)的已檢定或校準(zhǔn)的點(diǎn)。其他型號、規(guī)格試驗(yàn)機(jī)的檢定也應(yīng)以此類推的去選定最佳的配套標(biāo)準(zhǔn)測力儀。這對試驗(yàn)機(jī)分檔逐點(diǎn)檢定的準(zhǔn)確度非常重要。

5 試驗(yàn)力示值的檢定

根據(jù)《檢定規(guī)程》要求，試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)力示值各項(xiàng)最大允許誤差應(yīng)符合表2規(guī)定。

表2 試驗(yàn)力示值的各項(xiàng)最大允許誤差 %

試驗(yàn)機(jī)經(jīng)過一段時間使用后，由于各部件磨損或安裝環(huán)境的改變等原因，試驗(yàn)力示值誤差有可能超出允許誤差。其試驗(yàn)力示值的個別檢定點(diǎn)或全部檢定點(diǎn)超差的表現(xiàn)形式一般為三種:

1)試驗(yàn)力示值正偏差超差。2)試驗(yàn)力示值負(fù)偏差超差。3)試驗(yàn)力示值偏差在各檔度盤上顯示為“前正后負(fù)”或“前負(fù)后正”或“個別點(diǎn)有正、有負(fù)”的超差。

對液壓測力機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢定時，出現(xiàn)示值偏差，應(yīng)做好誤差分析工作，找出超差產(chǎn)生的原因，有針對性的進(jìn)行調(diào)修，以便清除超差點(diǎn)。同樣以表盤式三量程試驗(yàn)機(jī)為例，不同情況下調(diào)試方法如下:1)對于試驗(yàn)力示值正偏差超差問題。首先應(yīng)檢查試驗(yàn)機(jī)安裝的水平度是否超出規(guī)定。檢查方法是用框式水平儀分別靠在主體部分的立柱上和測力部分的擺桿上，測出水平度;如果超過規(guī)定要求，則應(yīng)調(diào)整至符合規(guī)定要求的范圍內(nèi)。在確認(rèn)試驗(yàn)機(jī)安裝水平度符合《檢定規(guī)程》要求后，檢查主體部分上、下工作臺及各部件的摩擦阻力是否過大，若是，可通過調(diào)整上船形工作臺四個導(dǎo)輪與立柱的間隙，清除摩擦力。必要時，需清洗工作油缸和活塞以及清理工作臺球形底座下的污物、銹蝕等異物，還應(yīng)檢查立柱和上船形工作臺連接頭的緊固螺母是否松動，若松動必須緊固。如果以上摩擦阻力的影響排除后，仍然存在正偏差超差，則應(yīng)對測力部分的各部件進(jìn)行檢查(如齒桿、推桿、刀墊、刀子、擺桿、測力活塞、拉桿框架等)，若發(fā)現(xiàn)有脫位、松動現(xiàn)象應(yīng)立即復(fù)位、緊固。再次試檢，還存在正偏差超差，只好進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)修，即把推桿與擺桿軸套連接處的兩個緊固螺釘松開，拆下推桿，將推桿與底座的一個緊固螺釘擰松后，把推桿與底座的內(nèi)夾角度稍微向內(nèi)縮小后，再緊固螺釘并安裝在擺桿軸套上。從A盤逐級試檢，反復(fù)調(diào)試，直至檢定合格。如果A盤合格，而B，C盤仍超差時，也可把B，C鉈側(cè)面調(diào)整腔螺釘打開，加入適當(dāng)?shù)你U塊調(diào)整物，反復(fù)調(diào)試直至檢定合格。2)對于試驗(yàn)力示值負(fù)偏差超差問題，應(yīng)以檢查試驗(yàn)機(jī)測力部分為主，首先測量測力機(jī)構(gòu)的水平度，并調(diào)整到最佳水平位置，使擺桿軸與軸承之間產(chǎn)生摩擦阻力;擺桿傾斜導(dǎo)致齒桿位移量改變而產(chǎn)生的誤差降到最小。在確認(rèn)測力機(jī)構(gòu)水平度符合《檢定規(guī)程》要求后，再檢查齒桿是否有彎曲和個別齒牙磨禿現(xiàn)象;刀子和刀墊是否脫位;測力活塞與拉桿框架是否安裝正確;測力油缸是否靈活轉(zhuǎn)動、有無滲漏油問題，排除以上這些產(chǎn)生摩擦阻力過大的原因后進(jìn)行試檢。如仍然存在負(fù)偏差超差，則應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)修，即把推桿與其底座的內(nèi)夾角度稍微向外調(diào)大一些，并正確安裝好，反復(fù)調(diào)試數(shù)次，直至合格。若出現(xiàn)A盤合格，B，C盤仍超差時，也可采用適當(dāng)減少 B鉈，C鉈調(diào)整腔內(nèi)鉛塊調(diào)整物后，再進(jìn)行檢定，直至調(diào)試到檢定合格。3)對于上面第三種試驗(yàn)力示值出現(xiàn)“前正后負(fù)”或“前負(fù)后正”超差問題。應(yīng)在試驗(yàn)機(jī)本身各部件裝配正確、穩(wěn)固，工作正常且整機(jī)安裝水平度符合《檢定規(guī)程》要求的前題下，通過相應(yīng)的調(diào)試手段解決。即改變推桿與齒桿頭接觸面的角度，該接觸面通常是固定在推桿上方，由上、下兩個小螺釘把一塊平整的長方形鋼片固定在推桿上方與齒桿頭接觸滑動線表面的。調(diào)試的方法是將兩個螺釘松開，用薄銅皮或其他輕薄的金屬片(厚度約在0.2 mm～1.0 mm之間)，墊在鋼片與推桿上方固定部位間隙的上側(cè)或下側(cè)(只能墊在一側(cè))，借以改變推桿角度，使齒桿在工作過程中的位移量發(fā)生變化，以此達(dá)到調(diào)試的目的。一般情況下，若呈現(xiàn)“前正后負(fù)”的偏差超差，可在固定間隙的上側(cè)墊薄片;反之，若呈現(xiàn)“前負(fù)后正”的偏差超差，可在固定間隙的下側(cè)墊薄片，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、試檢，直至檢定合格。

6 結(jié)語

對于試驗(yàn)機(jī)的檢定調(diào)試，認(rèn)真進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)試及試驗(yàn)力保持測定是前提;選擇與試驗(yàn)機(jī)匹配的標(biāo)準(zhǔn)測力儀是關(guān)鍵;在試驗(yàn)機(jī)檢定過程中，出現(xiàn)示值偏差時，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)機(jī)工作原理做好誤差分析，找出超差原因，提出解決方案，這是試驗(yàn)機(jī)檢定工作的核心所在。試驗(yàn)機(jī)檢定調(diào)試經(jīng)驗(yàn)表明，只有在掌握試驗(yàn)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，分析試驗(yàn)機(jī)檢定調(diào)試類別特征，做好零點(diǎn)及試驗(yàn)力保持調(diào)試、標(biāo)準(zhǔn)測力儀選定、誤差分析及調(diào)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的工作，才能更好的完成試驗(yàn)機(jī)的檢定調(diào)試。

[1] JJG 139-1999，拉力、壓力和萬能試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程[S].