房 田

(遼寧省計量科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110004)

1 引 言

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，航天航空、汽車、鋼鐵、船舶等重工業(yè)部門也迅速發(fā)展。萬能試驗機由于可以實現(xiàn)在一臺設(shè)備上拉向力和壓向力的檢測，因而被廣泛應(yīng)用。例如，各大鋼廠的鋼鐵材料性能試驗、研究部門研制特殊金屬材料的驗證試驗、汽車行業(yè)碰撞試驗等，萬能試驗機性能高低直接影響著這些試驗結(jié)果的準確與否，各行各業(yè)對其使用的萬能試驗機準確度要求越來越高。

目前，試驗機的基本技術(shù)指標(biāo)如準確度等級(最高0.5級)、伺服閉環(huán)反饋控制、依據(jù)客戶要求設(shè)定功能、結(jié)構(gòu)框架等技術(shù)已很成熟，而影響其準確度等級的因素往往出現(xiàn)在其檢測方法和配套工裝上，這些問題在檢測過程中往往被忽視，從而易導(dǎo)致檢定或者檢測產(chǎn)品數(shù)據(jù)的不準確，最終導(dǎo)致生產(chǎn)或者設(shè)計的產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

2 問題的提出

筆者作為一名力學(xué)計量工作者，日常承擔(dān)著各類試驗機檢定和校準的任務(wù)，積累了大量的工作經(jīng)驗。在日常檢測工作中發(fā)現(xiàn)，試驗機檢定是合格的，但客戶有時試驗的結(jié)果與之前的數(shù)據(jù)卻并不符合，客戶提出疑問：到底是哪里出現(xiàn)了問題？

3 具體案例

撫順某大型鋼廠使用一臺檢定合格的萬能試驗機檢測材料強度時，所得試驗結(jié)果表明，材料的強度滿足檢測要求，但是同一批材料，使用單位委托檢測的結(jié)論是不滿足要求?？蛻魴z測人員與遼寧省計量科學(xué)研究院力學(xué)所溝通，想找出二者存在差異的原因。

4 分析原因，查找問題

(1)檢測結(jié)果

通過分析可能產(chǎn)生問題的原因，發(fā)現(xiàn)問題可能出現(xiàn)在檢測方法和配套工裝上。為了解決問題并提出解決方案，決定對該試驗機進行壓向力和拉向力檢測；同時為了判斷是否是配套工裝出現(xiàn)問題，進行同軸度的檢定。具體檢測結(jié)果如表1-表3所示。

表1 壓向力值檢測結(jié)果

表3 同軸度檢測結(jié)果

(2)數(shù)據(jù)分析

由表1和表2可以看出，壓向力值檢定示值相對誤差最大為0.6%，滿足JJG 139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機》中規(guī)定的1級試驗機示值相對誤差要求，而同一臺試驗機拉向力值在20kN這一點的檢測結(jié)果示值相對誤差為1.3%，不滿足1級試驗機要求。壓向力值各點示值相對誤差的線性基本一致，而拉向力值各點示值相對誤差線性不一致，出現(xiàn)小力值示值相對誤差大、大力值示值相對誤差小的現(xiàn)象，分析其中的原因，可以判定出現(xiàn)了系統(tǒng)誤差。

表2 拉向力值檢測結(jié)果

(3)檢測方法選擇

萬能試驗機檢定的依據(jù)可以是JJG 139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機》或JJG 475-2008《電子式萬能試驗機》。大部分萬能試驗機配備雙空間，這樣的好處是進行拉向力和壓向力檢測時，力傳感器的受力方向一致，也就是說，拉向和壓向的力值檢測結(jié)果應(yīng)該相同或者相差很小，而且檢定規(guī)程中沒有明確萬能試驗機檢測方法是否進行拉向力和壓向力兩種方向力的全部檢定。由于檢定設(shè)備的約束，有些計量檢定部門并不具備拉向力檢定的標(biāo)準設(shè)備，大多數(shù)計量檢定部門只檢定壓向力，檢定人員習(xí)慣性地通過只檢測壓向試驗力值是否超差來判定試驗機是否合格，等同于壓向力值檢定合格即認為試驗機檢定合格。

(4)配套工裝

依據(jù)表1-表3中的數(shù)據(jù)，分析了產(chǎn)生相關(guān)問題的原因，可以得出結(jié)論，壓向力檢定數(shù)據(jù)合格，主要問題出現(xiàn)在拉向空間上，是配套工裝出現(xiàn)問題。試驗操作人員由于誤操作，上下夾具碰撞，導(dǎo)致工裝變形，造成試驗數(shù)據(jù)錯誤。與客戶溝通后，客戶調(diào)整相關(guān)部件，更換帶有聯(lián)軸器的上下夾具，同時嚴格規(guī)定操作規(guī)程，避免再次出現(xiàn)類似問題。更換工裝后，進行拉向、壓向力值和同軸度檢測，結(jié)果均為合格，拉向和壓向力值示值相對誤差結(jié)果不超過0.1%。再次與協(xié)作單位進行檢測數(shù)據(jù)對比，結(jié)果一致，圓滿地解決了問題。

5 結(jié)束語

試驗機對加工材料強度有重要的影響，在試驗機檢定的過程中，要全面考慮，采用相適應(yīng)的檢測方法，同時也不能忽視夾具帶來的影響。