拉力試驗機檢定裝置的研究

史春珍

摘要：本文介紹了在試驗機的檢定過程中容易忽略的檢測條件和方法，特別是支持工具的結構和格式、常用工具的格式，分析了改試驗機的檢測中的準確性。這些問題導致較大的測量誤差，并在此基礎上研究了一種新型的測量誤差。拉力試驗機驗證裝置的開發(fā)并推廣使用，解決了傳統拉力試驗機驗證精度低和操作不便的問題。

關鍵詞：拉力試驗機;技術的發(fā)展;驗證;精度低

中圖分類號：TB931? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0109-02

0? 引言

隨著我國經濟的變化，各個輕工行業(yè)在不斷的發(fā)展，防火門抗壓強度測試工具也得到了廣泛的應用。在大型鋼廠中，抗壓強度測試，性能測試以及紙板和紙箱中鋼的驗證都需要測試機的高精度。當今測試機的基本技術指標是精度等級（最高0.5級），并且閉環(huán)反饋伺服控制和功能是根據客戶要求設計的。諸如固定框架和結構框架之類的技術已經成熟，并且影響準確性水平的因素經常出現在檢測方法和支持工具中。壓力或預緊力的三個主要問題，例如在測試過程中是否必須去除力，是否根據規(guī)定預先設置了測試過程，工具的設計和形狀是否合理，這就是在檢查過程中經常被忽視，導致檢定或檢測產品的數據不準確。

1? 概述

由于通用拉力試驗機密位移傳感器，因此通過一系列單軸壓縮測試從通用拉力試驗機獲得的載荷-位移關系曲線無法準確反映實際關系，并且獲得的位移是由于試驗機的剛度：因為其包含試驗機本身的位移，所以不能真正地直接反映出樣品本身的位移。因此，混凝土的拉力試驗機可能會受到一定程度的限制，從而導致試驗結果不準確。使用位移傳感器時，通道數會相應增加。然后，還必須對現有的試驗機采集軟件設備結構進行修改和完善，試驗機成本也會在一定程度上增加。將試驗機的上、下壓板組合在一起，并通過位移計計算出試驗機的位移，但是變形的試驗機的兩個壓板無法完全結合，因為其受到機械開關的保護。除了聯接更困難這一事實之外，確定位移計的組裝位置也是一個很大的難點。

2? 現有拉力試驗機的驗證問題

當前，測試更大范圍的拉力測試機（例如拉環(huán)檢測連接）的一種方法是將連接拉環(huán)的頂部和底部同時連接到測試機的傳感器和卡盤，進行測試。但是，該方法的缺點是，由于終止后的慣性，當將測試力施加到驗證點時可能會出現過沖讀數，或者在過程中可能會返回讀數，從而導致較大的測量誤差。

3? 拉力試驗機驗證裝置的研究

在本文中，為了克服現有技術的缺點，提供了一種具有高測量精度和方便測量的用于拉力試驗機的驗證裝置。

4? 什么是拉力試驗機

4.1 拉力試驗機的主要特點

進口光電編碼器用于位移測量，控制器采用內置單片機結構，內置功能強大的測控軟件，集成了測量、控制、計算和存儲功能于一體。具有自動計算應力、延伸率（需加配引伸計）、拉伸強度、彈性模量、自動計算統計結果：自動記錄最大點、斷裂點、指定點力值或伸長率，并使用計算機進行試驗過程及試驗曲線的動態(tài)顯示和試驗后的數據處理圖形處理模塊可用于放大曲線進行數據分析和編輯，并打印報告，產品性能達到國際先進水平。

4.2 拉力試驗機

確定材料在拉伸載荷下的一組性能的測試，也稱為拉力測試。拉力試驗機是一種工業(yè)基礎設備，它在工業(yè)生產、教育科研等領域有著十分廣泛的應用。隨著科學技術的發(fā)展，試驗機行業(yè)也隨之發(fā)生了巨大的變化，本文首先介紹了以往拉力試驗機的檢定問題，這些問題會帶來較大的測量誤差，在此基礎上，作者研究了一種新型的拉力試驗機的檢定裝置，它解決了傳統壓力試驗機檢定精度低、操作不方便的問題，可以在計量領域推廣使用。

4.3 試驗行程的問題

根據軟包裝薄膜的性能和要求，行程為600-1500mm。如果材料的伸長率超過1000，則可以選擇1000mm或1200mm行程。

4.4 拉力試驗機的試驗方法

拉力試驗機在材料試驗機上進行。樣品類型可以是材料的完整橫截面，也可以視為圓形或矩形標準樣品。通常，不需要處理特定的物理樣本（例如，鋼棒和鋼絲），也無需維護整個橫截面即可進行測試。在樣品制備過程中，必須確保材料結構不受冷或熱處理的影響，并且必須確保一定程度的柔韌性。

4.5 拉力測試儀在測試中

在計算中，總和通常是所選材料。通過在測試失敗后粘合樣品并測量伸長率和橫截面積的減小來計算。安裝時，將傳感器與連接拉環(huán)的下端連接，連接拉環(huán)的上端與拉力試驗機上的傳感器連接，檢測時，首先由試驗機施壓試驗力，到了檢定的點時停機，控制連接套轉動、連接桿不轉動，使得連接桿向下運動拉動連接拉環(huán)，這樣使得其測量精度高，測量方便。

4.6 試驗程序及試驗結果

在相應的試驗機上測試了三種規(guī)格的Q235自壓縮混凝土立方鋼樣品后，通過位移控制載荷性能，以獲得自壓縮混凝土立方鋼樣品的載荷位移曲線。曲線的位移包括自壓縮混凝土立方鋼試樣的位移，即試驗機本身的位移。

將普通Q235鋼單軸壓縮應變曲線的上升曲線與標準曲線對齊，并在試驗機上施加相同水平的載荷。同時，自壓縮混凝土立方鋼樣品的載荷曲線是正常的。將Q235鋼的單軸壓縮應變曲線（即標準曲線）與曲線的上升曲線進行比較，試驗的位移為標準曲線的位移減去總位移。

在相應的試驗機上試驗了三種規(guī)格的Q235自壓縮混凝土立方鋼樣品后，通過位移控制載荷性能，以獲得自壓縮混凝土立方鋼樣品的載荷位移曲線。通過減去試驗機本身的位移，可以得到自壓縮混凝土立方鋼樣品的實際載荷位移曲線。

5? 拉力試驗機系統結構

拉力試驗機控制系統包括計算機、PLC伺服系統、拉伸機構和稱重傳感器等，其結構如圖1所示。

6? 檢測方法的影響

6.1 試驗過程中的力是否需要清零

當計量檢驗部門的操作員或員工使用拉力試驗機進行常規(guī)拉力試驗或計量檢定時，將使用上、下卡盤類型，上、下卡盤工具的基本操作如下：夾持產品樣品或標準測功機時，此過程會產生附加力。根據產品的不同，標準測功機的結構和夾持方法也不同，并且此力不匹配。許多操作員和計量檢查員都擔心夾緊過程中產生的附加力的差異。不確定是否需要清理。有些人認為應該刪除，如果不消除，則所產生的力（無論擦除還是不擦除）都不會影響最終的測量結果。

在測試或驗證之前重置拉伸測試儀將對最終測試結果產生重大影響。這意味著某些系統錯誤可能導致傳感數據變得非線性，并且檢測或驗證結果很容易超出可接受范圍。為了解決客戶培訓問題，許多試驗機制造商要求客戶手動清除所有數據，凍結產品，然后開始測試。實際上，這是錯誤的。正確的方法是先固定樣品的一端，然后固定傳感器的另一端。兩端固定后，不會清除零，并且直接開始測試。

產品和力傳感器都不會受到外力，因此不會對產品施加壓力。力傳感器顯示表顯示為零。當一端被夾持時，應力將施加到兩個夾具之間的全部或部分力傳感器，或者夾具在部件或力傳感器上產生了軸向初始力。由于夾持過程的緣故，無法再移除拉力試驗機，并且如果移除操作與移除此初始力相同，則會影響整體實驗結果或驗證結果。

6.2 測試過程是否應按規(guī)定進行三次的預壓縮或預繪制

計量檢驗部門的許多員工認為，拉力試驗機在使用過程中需要預熱，并且在試驗機檢驗過程中無需執(zhí)行預壓縮或預拔操作。實際上，這是錯誤的。具體原因如下：

①不符合拉力試驗機的要求。根據規(guī)定，在檢查之前需要進行三個預壓縮或預張緊。②通過驗證原點返回誤差，可以在三個預載周期之前和之后確認零點的變化，該變化對小距離力傳感器有很大的影響，要進行三次預壓縮或預拉伸，必須檢查拉力試驗機。

7? 拉力試驗機的設計和形狀

7.1 強大的工具

工具的頂部和試驗機的力傳感器通過螺紋連接，該工具由扁平的圓柱形鋼螺紋連接組成。在驗證過程中，試驗機和標準測功機通過工具連接。由于梁的移動速度小于2mm/min，因此在驗證過程中可以忽略工具的變形，并且會出現力傳感器的變形。標準測功機趨于一致以實現力負載。

7..2 彈簧連接工具

工具的頂部和測試機的力傳感器螺紋連接在一起。模具由兩個標準板（兩個板之間的標準鋼球）通過彈簧組成。在驗證過程中，光束緩慢向下移動，下板不隨被測物體移動，而上板則緩慢地按壓鋼球。當鋼球接觸頂板時，工具會形成緊密連接，因此保持力傳感器和標準測力計的力負載量相同。

8? 試驗機夾具的性能

8.1 夾具的強度要求

用夾具將產品固定在適當的位置，以在樣品上施加力。夾具可承受的測試力是確定夾具結構尺寸和夾具工作強度的夾具標準。樣品材料分為金屬和非金屬，形狀分為大小，材料的成分不同，承受的試驗力也不同，因此需要使用不同的試驗力和不同大小的樣品形狀選擇設計夾具。

8.2 夾具材料要求

①對于一般的金屬和非金屬樣品，夾具的鉗口直接與樣品接觸。通常會選擇高質量的合金結構鋼、合金高碳鋼或低碳合金鋼、冷作模具鋼等。通過適當的熱處理工藝淬火和回火、滲碳和淬火等提高了強度和耐磨性。有時將特殊鋼安裝在鉗口中，或者將金剛砂撒在鉗口上。

②對于某些試驗力較小的固定裝置，與樣品接觸的表面由粘性軟橡膠制成。 （例如：塑料薄膜、纖維紗等的夾持面）

9? 拉力試驗機驗證裝置的工作原理

使用上述技術方案進行安裝時，傳感器連接到連接拉環(huán)的底部，連接拉環(huán)的頂部連接到拉力試驗機的傳感器。在測試過程中，測試人員首先測試力，并在到達驗證點時停止。控制套筒旋轉且連桿不旋轉，向下拉動連接拉環(huán)，測量精度較高并且方便。

10? 總結

由于拉力試驗機的操作環(huán)境比較差，容易出現錯誤和故障。發(fā)現誤差一定要及時告知使用單位，要及時修理，使試驗機達到合格狀態(tài)。有效增強計量檢定和檢測數據的準確性和可靠性，避免檢測數據的錯誤給計量檢定工作帶來不必要的損失。如果在驗證過程中發(fā)現錯誤，并且在使用過程中要發(fā)生錯誤，則必須逐步找出原因并及時消除錯誤。

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