判定液壓萬能試驗機的優(yōu)劣分析
第一章：液壓萬能試驗機主機的優(yōu)劣區(qū)別
第1單元：同軸度的優(yōu)劣區(qū)別
一. 國標規(guī)定同軸度最大允許值是多少？我公司試驗機同軸度是多少？
答： 在電液伺服萬能試驗機國標GB/T16826—2008，電子萬能試驗機國標GB/T16491—2008中規(guī)定，0.5級和1級精度的試驗機同軸度最大允許值分別為12%和15%，我公司試驗機的同軸度實測值在3%與7%之間。
二． 影響試驗機同軸度的因素有哪些？
答. 1. 上下橫梁、底座、工作臺主要安裝孔的位置度、垂直度誤差；
2. 絲杠、立柱的同軸度誤差；
3. 上下橫梁楔形開口與鉗口夾板的角度、平面度、對稱度誤差。
4. 油缸與活塞的同軸度誤差與垂直度誤差。
三. 試驗機的同軸度不合格對客戶使用有哪些危害？
答： 1. 做金屬板材試樣拉伸試驗時，極易出現(xiàn)滑移現(xiàn)象而無法完成試驗。 或造成試樣非正常斷裂，是拉扭斷裂。比如鋁板的拉伸試樣斷裂應該呈現(xiàn)45°斜角，但是由于試驗機的同軸度不合格，試樣的斷口就形成不了這種狀態(tài)。
2. 做螺紋鋼試樣拉伸試驗時，極易發(fā)出“咚咚”聲，實質(zhì)是發(fā)生了嚴重的滑移現(xiàn)象。只是由于螺紋鋼月牙肋的止滑作用才勉強拉斷試樣。
3. 無法完全滿足GB/T228.1—2010中方法A的需求。方法A明確規(guī)定：在測定ReH、Rp、Rt和Rr時，首選基于引伸計反饋信號的應變速率閉環(huán)控制。也就是說，引伸計既完成試樣延伸的測量，又參與了應變速率控制。如果試驗機的同軸度不合格，試樣在受軸向拉力時會產(chǎn)生側(cè)向力，造成試樣的局部塑性變形或斷裂發(fā)生在引伸計標距以外。這種情況下是不可能用裝夾在試樣上的引伸計來控制應變速率的（參見10.3.1的 b項）,只能退而求其次，采用橫梁位移速率控制。另一方面，會嚴重影響Rp、Rt、Rr、Ae 、Ag、Agt、At等試驗結(jié)果的測量準確性。
4. 同軸度能否合格是區(qū)分高品質(zhì)試驗機與劣質(zhì)試驗機的最重要指標之一，不可小視。
第2單元：剛度的優(yōu)劣區(qū)別
一. 影響試驗機剛度（或柔度）的因素主要有哪些？
答: 主要有四個。 1. 設計結(jié)構(gòu)是否更合理，如B型機就比不上D型機的完全對稱性結(jié)構(gòu)好。
2. 用料太省：立柱、絲杠太細；上下橫梁太薄。
3. 用料太差：選用低規(guī)格、低價格、劣質(zhì)的鋼材。
4. 用工太省：應該調(diào)質(zhì)的材料不調(diào)質(zhì)；應該淬火的材料不淬火。
總而言之就是偷工減料。
二. 試驗機的剛度（或柔度）太小對客戶使用有哪些危害？
答：試驗機的剛度（或柔度）太小本質(zhì)上是沒有考慮試驗機的安全系數(shù)，是劣質(zhì)產(chǎn)品。會嚴重降低試驗機的疲勞性能，嚴重縮短試驗機的使用壽命。甚至會發(fā)生橫梁、立柱的斷裂及傷人現(xiàn)象。
剛度（或柔度）的大小是區(qū)分高品質(zhì)試驗機與劣質(zhì)試驗機的最重要指標之一，不可小視。
第3單元： 間隙密封的缸塞與密封圈密封的缸塞有什么區(qū)別？
答 ：1. 間隙密封的缸塞在加壓時，油缸與活塞之間的間隙會充滿液壓油，生成一層油膜。活塞在上升或下降時近乎為自由落體，不受摩擦力的影響，活塞的位置效應好（即活塞升起不同的高度，對試驗力沒有影響）。
2. 在新的JJG139中規(guī)定：活塞的位置效應不得大于試驗機測量下限誤差絕對值的二分之一。
3. 間隙密封油缸與高精度壓力傳感器配合即可滿足試驗機的力值進回程示值誤差的測量需求及活塞的位置效應需求。
4. 密封圈密封的缸塞只有與高精度的輪輻式負荷傳感器配合才能滿足試驗機的力值測量需求，即試驗力進回程示值誤差的測量及活塞位置效應需求。
5. 試驗機是否為間隙油缸，對于鋼廠或工程質(zhì)監(jiān)站等試驗量特別大的試驗室具有非常重要的積極意義。因為密封圈的使用壽命具有明顯的不確定性。而與間隙油缸配合的壓力傳感器，在試驗力瞬間釋放時由于液壓油的緩沖作用，其穩(wěn)定性與可靠性會極大地提高。
6. 試驗機是否為間隙油缸，是高品質(zhì)試驗機的重要指標之一，不可小視。
第4單元： C型機與D型機有什么區(qū)別？
一. 什么是有間隙拉伸空間?
答： 凡是通過絲杠轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)下橫梁升降的試驗機都是有間隙拉伸空間。絲杠背帽與底座之間必須留有間隙以保證絲杠能夠轉(zhuǎn)動。比如D型機。
二． 什么是無間隙拉伸空間？
答：1. 凡是絲杠固定而通過螺母旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)下橫梁升降的試驗機，螺母與絲杠之間再裝配消除間隙機構(gòu)，施加了預緊力，克服下橫梁的自重，螺母在旋轉(zhuǎn)時與絲杠之間是上端面接觸，消除了絲杠與螺母之間的間隙，所以稱為無間隙拉伸空間。比如C型機。
2. 單拉試驗機的上下橫梁是固定不動的，拉伸空間的調(diào)整通過活塞的升降來實現(xiàn)，是無間隙拉伸空間。
三． 有間隙拉伸空間對試驗結(jié)果有沒有影響？
C型機與D型機有什么區(qū)別？
1. 對試驗力的測量準確度無影響。對試驗力曲線的連續(xù)性有影響。
有間隙拉伸空間的萬能試驗機在做拉伸（或壓縮）試驗時,首先要克服橫梁與絲杠的自重，消除絲杠背帽與底座之間、螺母與絲杠之間的間隙。由于重力方向與拉力（或壓力）的測力方向完全一致，絲毫不影響力值測量的準確度。但在繪制力—時間曲線的初始階段，會呈現(xiàn)出一個平臺，平臺的力值就是橫梁與絲杠的自重，表明了試驗力施加的不連續(xù)性。這種情況在GB/T228.1—2010中是允許的，還提出了預拉的建議。
2. 對試樣延伸性能的測量結(jié)果無影響。
有間隙拉伸空間的萬能試驗機在做拉伸（或壓縮）試驗時，對延伸性能的試驗結(jié)果不會有任何影響。因為GB/T228.1—2010金屬材料室溫拉伸試驗方法明確規(guī)定：Ae、Ag、Agt、At都是通過引伸計測量所得，與位移無關；斷后伸長率A是通過實測斷后標距計算而得的，也與位移無關。在繪制位移—時間曲線的初始階段，會呈現(xiàn)出一個平臺，平臺的位移量就是絲杠背帽與底座之間、螺母與絲杠之間的間隙。
3. C型機比D型機做工更精細，傳動更平穩(wěn)。
盡管有間隙拉伸空間的萬能試驗機在做拉伸試驗時，對材料的強度性能與延伸性能的測量結(jié)果均無影響，但仍然表現(xiàn)出了試驗機制造的不足夠精細。力—時間曲線、位移—時間曲線的初始階段都有個小尾巴。
4. 試驗機是否為無間隙拉伸空間，是高品質(zhì)試驗機的重要指標之一，不可小視。
第5單元： 液壓夾緊與手動夾緊的優(yōu)劣區(qū)別
1. 液壓夾緊的試驗機在試驗操作時更省力、更方便。
2. 在做較軟的金屬材料（如鋁、銅）或較硬的金屬材料（如高合金鋼、鋼絞線）的拉伸試驗時，液壓夾緊的試驗機不易發(fā)生滑移現(xiàn)象，保證順利完成試驗。
3. 值得注意： 液壓夾緊在做板材試樣時，若夾緊油壓過大，會造成試樣變形，導致試驗失敗。
第6單元： 鉗口（或夾頭）的硬度要求是多少？硬度不合格有什么危害？
答：HRC55—65。硬度不合格會縮短鉗口的使用壽命，嚴重不合格的會產(chǎn)生滑移現(xiàn)象而無法完成試驗。
第7單元：楔形夾頭與平推夾頭有什么區(qū)別？
一. 楔形夾頭
1. 優(yōu)點： 具有自鎖功能，在做金屬材料拉伸試驗時，不易產(chǎn)生滑移現(xiàn)象。
2. 缺點： 在下夾頭夾緊試樣時，由于夾持體的重量及其運動，試驗力顯示窗口會顯示一個負值的力。
3. 在GB/T228.1—2010中第10.1項明確規(guī)定：一旦設定了力值零點，在試驗期間力測量系統(tǒng)不能再發(fā)生變化。此時決不允許再去清零。這項規(guī)定一方面是為了確保夾持系統(tǒng)的重量在測力時得到補償，另一方面是為了保證夾持過程中產(chǎn)生的力不影響試樣所承受力值的測量。
二. 平推夾頭
1．優(yōu)點：在夾緊試樣時，試驗力顯示窗口不會出現(xiàn)負值。也就是說：試樣不承受夾持體的自重及夾持過程中產(chǎn)生的力。
2. 缺點：① 不具有自鎖功能，試驗期間必須持續(xù)施加夾持力，用以克服試樣的滑移。且拉伸力越大，夾持力要更大。
② 兩端推進的同步要求非常高，一旦調(diào)整不好，會嚴重影響試驗機的受力同軸度。
③ 結(jié)構(gòu)復雜，成本很高。
三. 楔形夾頭與平推夾頭在國家標準中都是可以選用的試樣夾持方法。參見GB/T228.1—2010中10.2項規(guī)定。
第二章： 測控系統(tǒng)的優(yōu)劣區(qū)別
第1單元： 計量性能的優(yōu)劣區(qū)別
一. 0.5級與1級精度試驗機的計量檢定用標準器具有什么區(qū)別？
答：檢定0.5級試驗機使用0.1級的標準測力儀，檢定1級試驗機使用0.3級的標準測力儀。兩種級別試驗機的小力值和鑒別力閾的檢定均可用0.1級的專用砝碼。
二. 0.5級和1級精度試驗機，力值誤差與重復性分別是多少？
答：示值誤差分別為±0.5%和±1.0%，重復性分別為0.5%和1.0%.試驗機的精準級別實質(zhì)是試驗力示值誤差的最大允許值。
三． 0.5級和1級精度的試驗機，示值進回程差的標準分別是多少？
答： 分別是0.75%和1.5%
四. 0.5級和1級精度的試驗機，試驗力的相對分辨力是多少？
答：0.5級和1級試驗機的力值相對分辨力分別是0.25%和0.5%. 1/120000或1/300000表達的是相對滿量程的分辨力值。比如600kN的試驗機，力指示裝置可清晰分辨5N，即0.005kN，那該機相對于滿量程的分辨力就是1/120000.
五． 0.5級和1級精度的試驗機，數(shù)據(jù)采集頻率要求分別是多少？
答： 分別是30個/S和15個/S.
六. 0.5級與1級精度試驗機，閉環(huán)控制精度分別是多少？
答：0.5級與1級精度試驗機的應力速率、應力保持、應變速率、應變保持的控制誤差分別為±1%和±2%.
第2單元：試驗曲線
1. 金屬材料拉伸試驗共有六種曲線，分別是力—時間、變形—時間、位移—時間、力—變形（新標準稱為力—延伸）、力—位移、應力—應變（新標準稱為應力—延伸率）。繪制試驗曲線是為了更方便地對材料的力學性能特征點（如上、下屈服強度、規(guī)定塑性延伸強度等）進行分析。
2. 試驗曲線中的任意一點的力、位移、變形或時間，必須與數(shù)據(jù)庫一一對應，不得有誤，更不能造假。
第3單元：傳感器配置的優(yōu)劣區(qū)別
一. 0.5級與1級精度的試驗機，傳感器配置有什么區(qū)別？ 負荷傳感器與壓力傳感器有什么區(qū)別？
答：1. ① 0.5級的液壓萬能試驗機，間隙密封的缸塞配壓力傳感器，
選用中航電測。
②0.5級的液壓萬能試驗機，密封圈密封的缸塞配輪輻式負荷傳感器，選美國世銓。
③1級精度的液壓萬能試驗機配置壓力傳感器，選用中航電測。
2. 負荷傳感器直接測力。試驗機常用的負荷傳感器有柱式、輪輻式、法蘭式等。應用負荷傳感器測力的試驗機，其力值性能指標都會得到大幅度的提高，如試驗力示值誤差、重復性、進回程誤差、零點誤差、分辨力、鑒別力閾（零點的靈敏性）。另一方面，計算機數(shù)據(jù)采集頻率也會得到提高。但負荷傳感器的長期穩(wěn)定性值得注意。
3. 壓力傳感器是間接測力（試驗力傳遞到液壓系統(tǒng)，傳感器測量液壓系統(tǒng)的壓力）。壓力傳感器的特點是成本低，穩(wěn)定性好。但壓力傳感器必須與間隙密封缸塞配合，才能完全展現(xiàn)其優(yōu)越性。
第4單元：引伸計配置的優(yōu)劣區(qū)別
一. 0.5級與1級精度的試驗機，電子引伸計配置有什么區(qū)別？ 變形（延伸）測量的示值誤差分別是多少？
答： 分別配置0.5級和1級的電子引伸計；示值誤差分別是±0.5%和±1.0%。
二. 全自動或非接觸式引伸計主要用于測量什么參數(shù)？
主要用于測量極脆材料（如HT）的力學性能，以及金屬板材的泊松比u值、應變硬化指數(shù)n值、塑性應變比r 值。
第5單元： 硬件與軟件的優(yōu)劣區(qū)別
一. PC＋PLC測控系統(tǒng)的定義是什么？
答： 1. PC＋PLC測控系統(tǒng)是中路昌試驗機公司獨家開發(fā)的創(chuàng)新型測控系統(tǒng)，具有完全知識產(chǎn)權(quán)，開創(chuàng)了試驗機閉環(huán)控制的PLC時代。PC機為上位機，負責完成試驗數(shù)據(jù)處理、試驗曲線繪制、數(shù)據(jù)存儲、查詢、標定、檢定、試驗要求的設置等功能；PLC（可編程語言控制器）為下位機，負責完成應力速率、應力保持的控制；應變速率、應變保持的控制；橫梁位移速率的控制。
二. PC＋PLC測控系統(tǒng)比板卡單片機測控系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢？
①. 控制精度高 PC和PLC上位機和下位機分工合作，響應速度更快，控制精度更高。應力、應變、位移的三閉環(huán)控制精度可優(yōu)于±0.2%，遠遠超過國家標準的要求。
②. 抗干擾能力強、更穩(wěn)定、更可靠 能適應更寬的溫度變化范圍和電壓波動范圍，具有斷電保護、故障診斷和信息保護功能。
③. 開放性 系統(tǒng)開放，程序結(jié)構(gòu)模塊化。便于客戶特殊試驗要求的功能定制及遠程支持。
④. 易操作性 PLC的程序語言非常容易掌握，程序的輸入可直接顯示。試驗參數(shù)的設置、監(jiān)視和調(diào)整十分靈活方便。
第6單元：導出數(shù)據(jù)的可溯源性
測控系統(tǒng)是否經(jīng)過第三方評審
對客戶來講，測控系統(tǒng)的評審有哪些實際的意義？
答： 1. 滿足了GB/T228.1—2010金屬材料室溫拉伸試驗方法。方法中對試驗機明確要求應滿足GB/T22066，參見附錄A。我們公司的試驗機測控系統(tǒng)經(jīng)過國家鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)檢中心專家的評審，評審結(jié)果是完全合格。
2. 驗證了力、變形、位移等基礎數(shù)據(jù)合格，滿足國家標準。
3. 驗證了分辨力值合格，滿足國家標準。
4. 驗證了數(shù)據(jù)采集頻率滿足金屬材料拉伸試驗的需求。
5. 驗證了導出數(shù)據(jù)合格，滿足國家標準。金屬材料的拉伸試驗，各特征點如ReH、ReL、Rp0.2、Rm的計算機導出數(shù)據(jù)與手工處理的誤差值均在2MPa以內(nèi)。
6. 測控系統(tǒng)是否通過了評審，其實質(zhì)是數(shù)據(jù)的可溯源性。是高品質(zhì)試驗機的重要標志之一，不可小視。測控系統(tǒng)未經(jīng)評審的試驗機，就好比馬路上小商小販的稱，到底是八兩還是九兩，只有天知道。
第三章： 液壓系統(tǒng)的優(yōu)劣區(qū)別
一. 試驗機用的齒輪泵有什么特點？
答： 試驗機常用的如日本的不二越、意大利的馬祖奇的齒輪泵均為內(nèi)嚙合齒輪泵。
特點：①流量脈動小，②噪聲低
缺點：工作壓力低，泵的額定壓力最高只能達到30MPa。
二. 試驗機用的柱塞泵有什么特點？
答：試驗機常用的柱塞泵為5柱塞或7柱塞的斜盤式軸向柱塞泵。
特點： ①工作壓力高，一般是20～40MPa,最高可達100MPa。
② 流量范圍大 因為只要適當?shù)丶哟笾睆交蛟黾又麛?shù)目，流量便可增大。
③ 容易實現(xiàn)變量，改變斜盤角度或改變泵的轉(zhuǎn)速即可實現(xiàn)變量。 ④ 主要零件均受壓，使用壽命長。
三. 伺服泵專利技術(shù)的定義是什么？伺服泵專利技術(shù)比伺服閥有哪些優(yōu)勢？
1. 定義：伺服泵專利技術(shù)是由伺服電機與油泵直聯(lián)而成，伺服電機是控制單元，油泵是執(zhí)行單元。液壓油的流量大小及系統(tǒng)壓力取決于電機轉(zhuǎn)速。伺服泵控制技術(shù)在電液伺服萬能試驗機上的應用是我公司的獨家創(chuàng)新技術(shù)，國家專利，完全知識產(chǎn)權(quán)。引領了液壓試驗機控制技術(shù)的新方向。
2. 優(yōu)勢主要有三個：
①． 穩(wěn)定與可靠 由于伺服電機的技術(shù)完善以及性能的穩(wěn)定、可靠，油泵技術(shù)的完善以及性能的穩(wěn)定、可靠，所以伺服泵專利技術(shù)的最大特點就是穩(wěn)定與可靠。液壓控制系統(tǒng)的故障率可趨向于零。
②. 控制精度高 應力速率、應力保持、應變速率、應變保持、橫梁位移速率的控制精度均優(yōu)于±0.2%。這對于其它試驗機來說是不可想象的。
③． 超靜音 越是在加載狀態(tài)下，靜音效果越好。應用伺服泵專利技術(shù)控制的電液伺服萬能試驗機可稱為超靜音試驗機。
3. 液壓控制系統(tǒng)為伺服閥（或數(shù)字閥）的試驗機，液壓油的流量大小及系統(tǒng)壓力取決于閥芯開口的大小，由閥芯在閥套內(nèi)持續(xù)不停地移動來實現(xiàn)。液壓油中的細微顆粒極易造成閥芯卡死，試驗機癱瘓。因此，對液壓油的清潔度要求、試驗機工作環(huán)境的清潔度要求都極高。正是由于伺服閥太過嬌貴，致使試驗機的故障率大幅提高。這是國內(nèi)試驗機行業(yè)的一大頑疾。而伺服泵技術(shù)則完全克服了這一行業(yè)難題，帶領我們國家的試驗機控制技術(shù)前進了一大步。
四. 電液伺服閥有什么特點？
答： 電液伺服閥是一種自動驗機控制技術(shù)前進了一大步 。
控制閥。通過改變輸入信號的大小，連續(xù)、雙向、成比例地控制液壓系統(tǒng)的流量或壓力。 可用于位置控制、速度控制、加速度控制、力控制等各方面。
電液伺服閥通常是由電氣-機械轉(zhuǎn)換器、液壓放大器（先導級閥和功率級主閥）、檢測反饋機構(gòu)三部分組成。
特點：① 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小 ②直線性好。
③動態(tài)響應好 ④控制精度高
缺點： 太嬌貴，極易發(fā)生卡死現(xiàn)象.
第四章： 外觀質(zhì)量的優(yōu)劣區(qū)別
一. 結(jié)構(gòu)： 設計是否合理、是否更優(yōu)秀。比如D型機的四柱式主機就比B型機的兩柱式主機的結(jié)構(gòu)受力更均勻，外觀則完全對稱。C型機與D型機相比：絲杠固定，螺母轉(zhuǎn)動，蝸輪蝸桿傳動，傳動更平穩(wěn)。不僅實現(xiàn)了無間隙拉伸空間，外觀上也給人一種更穩(wěn)重的感覺。
二. 比例： 比例是否協(xié)調(diào)。整機的長、寬、高要協(xié)調(diào)，主要部件的尺寸也要協(xié)調(diào)。
三. 色彩： 色彩搭配是否更合理、是否更亮麗。既要有視覺沖擊力，過渡又不要太生硬。整體看上去有賞心悅目的感覺才是優(yōu)秀的色彩設計。
四. 精細： 做工是否更精細。上、下橫梁的外表面全部機械加工，立柱全部電鍍，絲杠安裝防護罩。整體看上去就會有做工精細的感覺。
結(jié)語：液壓萬能試驗機結(jié)構(gòu)合理、比例協(xié)調(diào)、色彩亮麗、做工精細的外觀質(zhì)量是高品質(zhì)試驗機的重要標志之一，不可小視。
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