試驗機檢定調試中相關問題的探討

黃直久 張明龍 李 艷

1 概述

試驗機是力值性能檢驗的主要計量設備，它包括拉力、壓力和萬能試驗機。隨著試驗機在科技研發、工程設計和建筑施工等領域的廣泛應用，對試驗機的準確度等級和穩定性的要求也在不斷提高。試驗機的準確度、穩定性等技術指標，與試驗機的檢定調試水平有很大關系。為使試驗機的量值準確可靠，在使用過程中必須進行定期檢定與核查。

2 試驗機零點調試

對于試驗機檢定調試，不論是哪種類型的試驗機，在對試驗機進行環境、外觀、性能和安全裝置檢查并符合要求后，首先要進行的是試驗機零點調試工作。不同的試驗機因其測力裝置、力值顯示方式不同，零點調試方法也不盡相同，以表盤式三量程試驗機為例，其零點調試的步驟如下:啟動油泵，使活塞上升10 mm左右，關閉送、回油閥。把B鉈掛上，此時以B盤的刻度指針為依據，通過對平衡鉈和齒桿的調試，使擺桿內側面與出廠時該試驗機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，這樣經過多次的反復調試，直至更換A，B，C三個鉈前、后盤指針在零點的變動均不大于0.1個分度值。而對于數顯式試驗機，其整個調試程序相對簡單，在啟動油泵至活塞有一定上升后，在加載前可通過復零鍵進行零點調試。

3 試驗力保持測定

表1 30 s內試驗力最大變動值 %

試驗機試驗力保持時間不應少于30 s，在30 s內試驗力指示變動范圍應符合表1規定。

為滿足表1的要求，對試驗機按以下方法進行調試:

1)安裝好與試驗機最大試驗力相匹配的檢定用的標準測力儀，預壓三次，使試驗機、標準測力儀的加、卸荷過程、示值及回零差均符合JJG 139-1999拉力、壓力和萬能試驗機檢定規程(以下簡稱《檢定規程》)要求后，再重新啟動，控制送、回油閥油量，當負荷緩慢增加到接近最大力值點時，再次調整送、回油閥油量，使示值在最大力值點趨于穩定后，用秒表目測30 s內試驗力示值的變化狀況，記錄30 s前后的示值并計算試驗力最大變動值。

2)若最大變動值不符合表1規定時，應進行分析調整:a.觀察回油系統，在關閉回油閥后，是否有滲漏油現象，若有，則采用加固接口和研磨油閥等方法，直至調到密封為止。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。若有通過調整泵或研磨送油閥直至出油量均勻為止。

4 標準測力儀的選定

標準測力儀的準確度、量程應與試驗機相應檔位的準確度、量程匹配。檢定0.5級試驗機使用準確度不低于0.1級的標準測力儀;檢定1級試驗機使用準確度不低于0.3級的標準測力儀;檢定2級試驗機使用準確度不低于0.5級的標準測力儀。常見的試驗機測力顯示裝置有表盤指針式和數字顯示式。表盤指針式設有A，B，C三個分度值;數字顯示式設有20%，50%，100%三個檔位。檢定時應對三個度盤或三個檔位分別進行試驗力示值的檢定。檢定用標準測力儀的準確度等級、量程、規格、數量，應符合《檢定規程》的規定。檢定準確度等級為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的液壓萬能試驗機，應選定準確度等級為0.3級的，且量程為0 kN～300 kN和0 kN～600 kN的兩臺標準測力儀，0.3級測力儀準確度的量程范圍是最大試驗力的10%～100%內;而保證1級試驗機準確度的量程范圍是該機最大試驗力的4%以上，且又必須是每個檔最大試驗力的10%～100%內。另外，確定在試驗機上的檢定點，應是標準測力儀有效合格證書內的已檢定或校準的點。其他型號、規格試驗機的檢定也應以此類推的去選定最佳的配套標準測力儀。這對試驗機分檔逐點檢定的準確度非常重要。

5 試驗力示值的檢定

根據《檢定規程》要求，試驗機的試驗力示值各項最大允許誤差應符合表2規定。

表2 試驗力示值的各項最大允許誤差 %

試驗機經過一段時間使用后，由于各部件磨損或安裝環境的改變等原因，試驗力示值誤差有可能超出允許誤差。其試驗力示值的個別檢定點或全部檢定點超差的表現形式一般為三種:

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

對液壓測力機構的試驗機進行檢定時，出現示值偏差，應做好誤差分析工作，找出超差產生的原因，有針對性的進行調修，以便清除超差點。同樣以表盤式三量程試驗機為例，不同情況下調試方法如下:1)對于試驗力示值正偏差超差問題。首先應檢查試驗機安裝的水平度是否超出規定。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;如果超過規定要求，則應調整至符合規定要求的范圍內。在確認試驗機安裝水平度符合《檢定規程》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，可通過調整上船形工作臺四個導輪與立柱的間隙，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，則應對測力部分的各部件進行檢查(如齒桿、推桿、刀墊、刀子、擺桿、測力活塞、拉桿框架等)，若發現有脫位、松動現象應立即復位、緊固。再次試檢，還存在正偏差超差，只好進行相應的調修，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，把推桿與底座的內夾角度稍微向內縮小后，再緊固螺釘并安裝在擺桿軸套上。從A盤逐級試檢，反復調試，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鉈側面調整腔螺釘打開，加入適當的鉛塊調整物，反復調試直至檢定合格。2)對于試驗力示值負偏差超差問題，應以檢查試驗機測力部分為主，首先測量測力機構的水平度，并調整到最佳水平位置，使擺桿軸與軸承之間產生摩擦阻力;擺桿傾斜導致齒桿位移量改變而產生的誤差降到最小。在確認測力機構水平度符合《檢定規程》要求后，再檢查齒桿是否有彎曲和個別齒牙磨禿現象;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動、有無滲漏油問題，排除以上這些產生摩擦阻力過大的原因后進行試檢。如仍然存在負偏差超差，則應進行相應的調修，即把推桿與其底座的內夾角度稍微向外調大一些，并正確安裝好，反復調試數次，直至合格。若出現A盤合格，B，C盤仍超差時，也可采用適當減少 B鉈，C鉈調整腔內鉛塊調整物后，再進行檢定，直至調試到檢定合格。3)對于上面第三種試驗力示值出現“前正后負”或“前負后正”超差問題。應在試驗機本身各部件裝配正確、穩固，工作正常且整機安裝水平度符合《檢定規程》要求的前題下，通過相應的調試手段解決。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或下側(只能墊在一側)，借以改變推桿角度，使齒桿在工作過程中的位移量發生變化，以此達到調試的目的。一般情況下，若呈現“前正后負”的偏差超差，可在固定間隙的上側墊薄片;反之，若呈現“前負后正”的偏差超差，可在固定間隙的下側墊薄片，經過反復調試、試檢，直至檢定合格。

6 結語

對于試驗機的檢定調試，認真進行零點調試及試驗力保持測定是前提;選擇與試驗機匹配的標準測力儀是關鍵;在試驗機檢定過程中，出現示值偏差時，應根據試驗機工作原理做好誤差分析，找出超差原因，提出解決方案，這是試驗機檢定工作的核心所在。試驗機檢定調試經驗表明，只有在掌握試驗機工作原理的基礎上，分析試驗機檢定調試類別特征，做好零點及試驗力保持調試、標準測力儀選定、誤差分析及調試等關鍵環節的工作，才能更好的完成試驗機的檢定調試。

[1] JJG 139-1999，拉力、壓力和萬能試驗機檢定規程[S].