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浅析万能材料试验机误差的产生及消除方法

陈杏仁

2013/03/30

试验机/硬度计

摘要：万能材料试验机广泛应用于社会各行业里面的不同材料的力学性能试验，试验机的示值误差是否保持在国家检定规程要求的范围内，对保证产品质量、工程质量有重要作用。本文结合多年的工作实践经验，浅析万能材料试验机误差的产生及相应的消除方法。

　　万能材料试验机用于金属、非金属等各种材料试样的拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验，广泛应用于企业生产、建筑工程、路桥建设等等，成为一种不可缺少的重要测量设备。在长期频繁的使用中，万能材料试验机产生示值误差超差，影响了使用。以下介绍我们在日常检定工作中遇到万能材料试验机示值超差时，误差产生的原因及相应的消除方法。

　　1 万能材料试验机安装不水平

　　1．1、主体机身安装不水平

　　万能材料试验机主体机身安装不水平，导致上下夹头中心不对称，增加了缓冲器中活塞与油缸、上夹头与定向夹紧器等部件的摩擦。它造成示值误差为负。

　　1.2、测力部分安装不水平

　　测力部分前后安装不水平，使得摆轴轴承配合过紧，摩擦力过大；测力部分左右安装不水平，每次更换砝码铊时，指针零位变动较大。它造成的示值误差也为负。

　　消除方法：改善地基条件，把框式水平仪放在横梁处，调整试验机主体和测力部分水平度，保证至0.3/1000。

　　2、油缸与活塞摩擦

　　2.1、工作油缸与活塞间摩擦

　　油缸内有脏物、锈蚀，或液压油粘度过大，空载时，主动针随工作活塞上升而上升，停止而下降。它造成示值误差为正，相对误差在力值小时较大，随着负苛增大而减小。

　　2.2、缓冲器油缸与活塞间摩擦

　　油缸内有脏物、锈蚀或液压油粘度过大，检定和操作时会在空载情况下，指针摆动不灵活灵敏度差，指针指零呆滞。它造成示值误差为负，对小度盘前段示值影响尤为显著。

　　消除方法：更换粘度合适的新液压油，开启液压泵，使油路系统内液压油循环流动，冲出脏杂物，重新更换干净油粘度的液压油，反复多次直至把油路系统内脏杂物清洗干净。若然此法不奏效，则需要拆开清洗油缸，锈蚀部位需用金相砂纸打磨。

　　3、万能材料试验机其他部件摩擦

　　3.1、从动针过紧

　　从动针弹簧片弹力过大，用手拨动从动针时费力，感觉较紧。它造成示值误差为负，加载力值小时，相对误差较大，随着力值的增大，相对误差减小。

　　消除方法：调整从动针压紧弹簧片至合适程度。

　　3.2、度盘指针阻滞

　　度盘指针轴承脏污、锈蚀，或者由于齿杆与指针轴齿轮间有脏杂物、锈蚀，啮合摩擦力过大。空载时，指针指零呆滞，灵敏度差。它造成示值误差为负。

　　消除方法：取出指针轴承清洗，在小滚珠里加润滑油；清洗齿杆与指针轴齿轮脏杂物。

　　3.3、齿杆的导向滚轮转动不灵活或卡死

　　滚轮导轨内有脏杂物，滚轮内小轴承锈蚀、脏污，齿杆与滚轮导轨不平行，齿杆与上面的弹簧片碰擦、滚轮因安装不当被卡死。卸荷时会出现齿杆不动、不能自动复位及指针呆滞。它造成示值误差为负，在小度盘的前半段相对误差比较大。

　　消除方法：清洗脏杂物；调整齿杆与导轨的平行度；调整弹簧片与齿杆距离合适。

　　3.4、测力机构回转轴不转动

　　电机带动测力机构回转轴的皮带老化、沾油打滑或皮带过松。加载时，试验机度盘指针不能够走到最大负载位置，力值达不到额定最大负荷，它造成示值误差为负。

　　消除方法：更换或重新挂上松紧合适的皮带。

　　4、测力机构参数改变

　　一般万能材料试验机出厂设计α=23°30'（α为推板与竖直方向夹角），由于日常操作不正当，推板弯曲、位移，造成了α角度的改变，从而造成试验机示值超差。例如：在度盘满刻度80%处，α增加1°，示值误差增加0.35%；α减小1°，示值误差增加-0.29%。角度α变化而造成的示值误差的特征是：误差与所选用的度盘无关，当α增大时误差为正，且随α增大而增大；当α减小误差为负，且随α减小而增大。

　　消除方法：

　　4.1、示值正向超差

　　将测力部分(读数机构)中的摆杆与推板连结轴套的紧固螺钉松开，将推板向内侧调整以减小夹角角度，固紧螺钉后，由小度盘逐级检定，反复数次，直至检定合格，如果小度盘合格，而大、中度盘仍超差时，应适当增加B铊及C铊的重量，直至示值误差小于±1%。

　　 4.2、示值负向超差

　　将推板向外侧调整以增大夹角角度，将小度盘调整合格，如大、中度盘仍超差，应适当减轻B铊及C铊的重量，直至示值误差小于±1%。

　　4.3、示值误差在度盘上呈现“前正后负”或“前负后正”

　　改变推板与齿杆头接触面的角度，调整方法是将测力摆杆与推板连结轴上面的紧固螺钉松开，在中间垫上平整的铁片、钢片或者其他轻薄的金属片(只能垫在一侧)，借以改变角度，放上垫片之后固紧螺钉重新加载检定，通过多次的增加垫片或减少垫片，反复检定调整，直至试验机检定合格。

　　摩擦力造成的误差，在负载小的时候影响显著，相对误差较大，随着负载增大，相对误差变小。指针指零呆滞，灵敏度差，一般是由于摆轴轴承摩擦力过大或测力油缸与活塞摩擦力过大；小负荷试验机往往还由于缓冲器缸体与活塞间摩擦力过大。一般机体部分摩擦产生正误差，测力部分摩擦则产生负差。鉴别试验机的误差是否来源摩擦阻力，除了根据误差特征进行分析外，还可以通过测量回程差，如果摩擦阻力较大，则往往回程差超差。示值误差在度盘上呈现“前正后负”或“前负后正”，极大可能是测力机构参数改变即推板弯曲、倾斜、松动造成的。

　　5结束语

　　万能材料试验机误差产生的原因是多方面的、复杂的，本文浅析了一些试验机误差产生的原因、相应的消除方法和试验机的示值精度超差的调试方法。在检定维修过程中，应多观察现象，善于分析，善于总结，才能够及时找到产生超差的原因，采取相应的消除方法排除故障。

本文摘自中国论文网，原文地址：http://www.xzbu.com/2/view-590410.htm

搬运贴，望大家共同学习。

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沧海青城

第1楼2013/03/30

应助达人

这个总结帖稍显滞后了

0

陈杏仁

第2楼2013/04/01

哦，这是搬运过来的，我看这方面的文章都不多。搬过来，聊胜于无吧！

0

分
该帖子已被版主-沧海青城加2积分，加2经验;加分理由:常来，相互学习

沧海青城

第3楼2013/04/01

应助达人

就总结你先有的东西，可能你知道的，其他人或许还不知道呢，呵呵
陈杏仁(v2704116) 发表:哦，这是搬运过来的，我看这方面的文章都不多。搬过来，聊胜于无吧！

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路云

第4楼2013/04/04

应助达人

该文主要是针对液压摆锤式万能材料试验机的故障进行了分析，大部分还是有参考价值的，不过有些地方还是有问题。
首先，这种试验机的主机部分和测力部分是分开的，所以调整主机部分的水平和调整测力部分的水平是分别进行的，检测部位也不相同。主机部分的水平检测点并不是横梁，而是立柱，最好是测量工作油缸外壁的铅垂度。测力部分的水平，分前后水平和左右水平，调整方法和检测点都是不同的。左右水平应检测带动指针的丝杆是否处于水平状态，前后水平应检测摆杆处于铅垂位置时的摆杆后侧面的铅垂状况。
其次是缓冲器就是缓冲器，不存在油缸的说法。再说缓冲器的作用是使摆锤平稳回位，不会对示值产生影响。

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分
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沧海青城

第5楼2013/04/09

应助达人

但缓冲器坏了的话，对示值怕也会有影响吧
路云(luyunnc) 发表:该文主要是针对液压摆锤式万能材料试验机的故障进行了分析，大部分还是有参考价值的，不过有些地方还是有问题。
首先，这种试验机的主机部分和测力部分是分开的，所以调整主机部分的水平和调整测力部分的水平是分别进行的，检测部位也不相同。主机部分的水平检测点并不是横梁，而是立柱，最好是测量工作油缸外壁的铅垂度。测力部分的水平，分前后水平和左右水平，调整方法和检测点都是不同的。左右水平应检测带动指针的丝杆是否处于水平状态，前后水平应检测摆杆处于铅垂位置时的摆杆后侧面的铅垂状况。
其次是缓冲器就是缓冲器，不存在油缸的说法。再说缓冲器的作用是使摆锤平稳回位，不会对示值产生影响。

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路云

第7楼2013/04/10

应助达人

缓冲器的作用是使摆锤在试样被拉断时，能够平稳返回。因摆锤举起得越高，油路中的油压也相应增大。当试样突然断裂时，油路中的油压突然降为零，使摆锤会在重力的作用下迅速回位，造成很大冲击，致使摆杆弯曲，机器受损。加了缓冲装置后，便会使管路中的油压缓慢下降，摆锤能够平稳返回。因此，缓冲器如果坏了，只会使摆锤不能平稳返回，它不会对示值产生影响。

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陈杏仁

第8楼2013/04/10

专业，学到了！
路云(luyunnc) 发表:缓冲器的作用是使摆锤在试样被拉断时，能够平稳返回。因摆锤举起得越高，油路中的油压也相应增大。当试样突然断裂时，油路中的油压突然降为零，使摆锤会在重力的作用下迅速回位，造成很大冲击，致使摆杆弯曲，机器受损。加了缓冲装置后，便会使管路中的油压缓慢下降，摆锤能够平稳返回。因此，缓冲器如果坏了，只会使摆锤不能平稳返回，它不会对示值产生影响。

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沧海青城

第9楼2013/04/10

应助达人

原来如此，还以为这东西在实验过程中也会起作用呢
路云(luyunnc) 发表:缓冲器的作用是使摆锤在试样被拉断时，能够平稳返回。因摆锤举起得越高，油路中的油压也相应增大。当试样突然断裂时，油路中的油压突然降为零，使摆锤会在重力的作用下迅速回位，造成很大冲击，致使摆杆弯曲，机器受损。加了缓冲装置后，便会使管路中的油压缓慢下降，摆锤能够平稳返回。因此，缓冲器如果坏了，只会使摆锤不能平稳返回，它不会对示值产生影响。

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路云

第10楼2013/04/11

应助达人

缓冲器（严格来说应该叫缓冲阀）通常位于回油阀体的外侧，上面标有A、B、C标志与相应的摆锤对应。另外还有一个容易忽视的问题，就是稳压阀的故障，如果它有故障，则试验加载过程的力值会有很大的波动，通常很难发现，只有用三等标准测力环才能检测出来。

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沧海青城

第11楼2013/04/11

应助达人

稳压阀有故障了的话，在软件上也会看的到了
路云(luyunnc) 发表:缓冲器（严格来说应该叫缓冲阀）通常位于回油阀体的外侧，上面标有A、B、C标志与相应的摆锤对应。另外还有一个容易忽视的问题，就是稳压阀的故障，如果它有故障，则试验加载过程的力值会有很大的波动，通常很难发现，只有用三等标准测力环才能检测出来。

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