试验机检定调试中相关问题的探讨

黄直久 张明龙 李 艳

1 概述

试验机是力值性能检验的主要计量设备，它包括拉力、压力和万能试验机。随着试验机在科技研发、工程设计和建筑施工等领域的广泛应用，对试验机的准确度等级和稳定性的要求也在不断提高。试验机的准确度、稳定性等技术指标，与试验机的检定调试水平有很大关系。为使试验机的量值准确可靠，在使用过程中必须进行定期检定与核查。

2 试验机零点调试

对于试验机检定调试，不论是哪种类型的试验机，在对试验机进行环境、外观、性能和安全装置检查并符合要求后，首先要进行的是试验机零点调试工作。不同的试验机因其测力装置、力值显示方式不同，零点调试方法也不尽相同，以表盘式三量程试验机为例，其零点调试的步骤如下:启动油泵，使活塞上升10 mm左右，关闭送、回油阀。把B铊挂上，此时以B盘的刻度指针为依据，通过对平衡铊和齿杆的调试，使摆杆内侧面与出厂时该试验机上固定架的零刻线重合并使B盘指针对零。然后加上C铊，观察C盘指针零刻度的变化，再逐级去掉C铊，B铊，观察A铊指针对零的变化，这样经过多次的反复调试，直至更换A，B，C三个铊前、后盘指针在零点的变动均不大于0.1个分度值。而对于数显式试验机，其整个调试程序相对简单，在启动油泵至活塞有一定上升后，在加载前可通过复零键进行零点调试。

3 试验力保持测定

表1 30 s内试验力最大变动值 %

试验机试验力保持时间不应少于30 s，在30 s内试验力指示变动范围应符合表1规定。

为满足表1的要求，对试验机按以下方法进行调试:

1)安装好与试验机最大试验力相匹配的检定用的标准测力仪，预压三次，使试验机、标准测力仪的加、卸荷过程、示值及回零差均符合JJG 139-1999拉力、压力和万能试验机检定规程(以下简称《检定规程》)要求后，再重新启动，控制送、回油阀油量，当负荷缓慢增加到接近最大力值点时，再次调整送、回油阀油量，使示值在最大力值点趋于稳定后，用秒表目测30 s内试验力示值的变化状况，记录30 s前后的示值并计算试验力最大变动值。

2)若最大变动值不符合表1规定时，应进行分析调整:a.观察回油系统，在关闭回油阀后，是否有渗漏油现象，若有，则采用加固接口和研磨油阀等方法，直至调到密封为止。b.在最大压力下目测间隙油管的回油量是否增大，若增大或出现线状流量，则更换粘度大的新耐磨液压油或更换工作油缸密封圈使其符合要求。c.检查油泵及送油阀出油量是否有忽大忽小问题。若有通过调整泵或研磨送油阀直至出油量均匀为止。

4 标准测力仪的选定

标准测力仪的准确度、量程应与试验机相应档位的准确度、量程匹配。检定0.5级试验机使用准确度不低于0.1级的标准测力仪;检定1级试验机使用准确度不低于0.3级的标准测力仪;检定2级试验机使用准确度不低于0.5级的标准测力仪。常见的试验机测力显示装置有表盘指针式和数字显示式。表盘指针式设有A，B，C三个分度值;数字显示式设有20%，50%，100%三个档位。检定时应对三个度盘或三个档位分别进行试验力示值的检定。检定用标准测力仪的准确度等级、量程、规格、数量，应符合《检定规程》的规定。检定准确度等级为1级，三个度盘为A盘0 kN～120 kN，B盘0 kN～300 kN，C盘0 kN～600 kN的液压万能试验机，应选定准确度等级为0.3级的，且量程为0 kN～300 kN和0 kN～600 kN的两台标准测力仪，0.3级测力仪准确度的量程范围是最大试验力的10%～100%内;而保证1级试验机准确度的量程范围是该机最大试验力的4%以上，且又必须是每个档最大试验力的10%～100%内。另外，确定在试验机上的检定点，应是标准测力仪有效合格证书内的已检定或校准的点。其他型号、规格试验机的检定也应以此类推的去选定最佳的配套标准测力仪。这对试验机分档逐点检定的准确度非常重要。

5 试验力示值的检定

根据《检定规程》要求，试验机的试验力示值各项最大允许误差应符合表2规定。

表2 试验力示值的各项最大允许误差 %

试验机经过一段时间使用后，由于各部件磨损或安装环境的改变等原因，试验力示值误差有可能超出允许误差。其试验力示值的个别检定点或全部检定点超差的表现形式一般为三种:

1)试验力示值正偏差超差。2)试验力示值负偏差超差。3)试验力示值偏差在各档度盘上显示为“前正后负”或“前负后正”或“个别点有正、有负”的超差。

对液压测力机构的试验机进行检定时，出现示值偏差，应做好误差分析工作，找出超差产生的原因，有针对性的进行调修，以便清除超差点。同样以表盘式三量程试验机为例，不同情况下调试方法如下:1)对于试验力示值正偏差超差问题。首先应检查试验机安装的水平度是否超出规定。检查方法是用框式水平仪分别靠在主体部分的立柱上和测力部分的摆杆上，测出水平度;如果超过规定要求，则应调整至符合规定要求的范围内。在确认试验机安装水平度符合《检定规程》要求后，检查主体部分上、下工作台及各部件的摩擦阻力是否过大，若是，可通过调整上船形工作台四个导轮与立柱的间隙，清除摩擦力。必要时，需清洗工作油缸和活塞以及清理工作台球形底座下的污物、锈蚀等异物，还应检查立柱和上船形工作台连接头的紧固螺母是否松动，若松动必须紧固。如果以上摩擦阻力的影响排除后，仍然存在正偏差超差，则应对测力部分的各部件进行检查(如齿杆、推杆、刀垫、刀子、摆杆、测力活塞、拉杆框架等)，若发现有脱位、松动现象应立即复位、紧固。再次试检，还存在正偏差超差，只好进行相应的调修，即把推杆与摆杆轴套连接处的两个紧固螺钉松开，拆下推杆，将推杆与底座的一个紧固螺钉拧松后，把推杆与底座的内夹角度稍微向内缩小后，再紧固螺钉并安装在摆杆轴套上。从A盘逐级试检，反复调试，直至检定合格。如果A盘合格，而B，C盘仍超差时，也可把B，C铊侧面调整腔螺钉打开，加入适当的铅块调整物，反复调试直至检定合格。2)对于试验力示值负偏差超差问题，应以检查试验机测力部分为主，首先测量测力机构的水平度，并调整到最佳水平位置，使摆杆轴与轴承之间产生摩擦阻力;摆杆倾斜导致齿杆位移量改变而产生的误差降到最小。在确认测力机构水平度符合《检定规程》要求后，再检查齿杆是否有弯曲和个别齿牙磨秃现象;刀子和刀垫是否脱位;测力活塞与拉杆框架是否安装正确;测力油缸是否灵活转动、有无渗漏油问题，排除以上这些产生摩擦阻力过大的原因后进行试检。如仍然存在负偏差超差，则应进行相应的调修，即把推杆与其底座的内夹角度稍微向外调大一些，并正确安装好，反复调试数次，直至合格。若出现A盘合格，B，C盘仍超差时，也可采用适当减少 B铊，C铊调整腔内铅块调整物后，再进行检定，直至调试到检定合格。3)对于上面第三种试验力示值出现“前正后负”或“前负后正”超差问题。应在试验机本身各部件装配正确、稳固，工作正常且整机安装水平度符合《检定规程》要求的前题下，通过相应的调试手段解决。即改变推杆与齿杆头接触面的角度，该接触面通常是固定在推杆上方，由上、下两个小螺钉把一块平整的长方形钢片固定在推杆上方与齿杆头接触滑动线表面的。调试的方法是将两个螺钉松开，用薄铜皮或其他轻薄的金属片(厚度约在0.2 mm～1.0 mm之间)，垫在钢片与推杆上方固定部位间隙的上侧或下侧(只能垫在一侧)，借以改变推杆角度，使齿杆在工作过程中的位移量发生变化，以此达到调试的目的。一般情况下，若呈现“前正后负”的偏差超差，可在固定间隙的上侧垫薄片;反之，若呈现“前负后正”的偏差超差，可在固定间隙的下侧垫薄片，经过反复调试、试检，直至检定合格。

6 结语

对于试验机的检定调试，认真进行零点调试及试验力保持测定是前提;选择与试验机匹配的标准测力仪是关键;在试验机检定过程中，出现示值偏差时，应根据试验机工作原理做好误差分析，找出超差原因，提出解决方案，这是试验机检定工作的核心所在。试验机检定调试经验表明，只有在掌握试验机工作原理的基础上，分析试验机检定调试类别特征，做好零点及试验力保持调试、标准测力仪选定、误差分析及调试等关键环节的工作，才能更好的完成试验机的检定调试。

[1] JJG 139-1999，拉力、压力和万能试验机检定规程[S].