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(biāo)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(biāo)GB/T16826—2008，電子萬能試驗機國標(biāo)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(yīng)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(yán)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(yīng)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(yīng)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(biāo)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(yīng)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(yán)重影響Rp、Rt、Rr、Ae 、Ag、Agt、At等試驗結(jié)果的測量準(zhǔn)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(biāo)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(shè)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(xì)；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(yīng)該調(diào)質(zhì)的材料不調(diào)質(zhì)；應(yīng)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(yán)重降低試驗機的疲勞性能，嚴(yán)重縮短試驗機的使用壽命。甚至?xí)l(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(biāo)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?；钊谏仙蛳陆禃r近乎為自由落體，不受摩擦力的影響，活塞的位置效應(yīng)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(yīng)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(jìn)回程示值誤差的測量需求及活塞的位置效應(yīng)需求。
4. 密封圈密封的缸塞只有與高精度的輪輻式負(fù)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(jìn)回程示值誤差的測量及活塞位置效應(yīng)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(biāo)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(yù)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(zhǔn)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(zhǔn)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(yù)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(guān)；斷后伸長率A是通過實測斷后標(biāo)距計算而得的，也與位移無關(guān)。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(xì)，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(xì)。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(biāo)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(dǎo)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(yán)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(fù)值的力。
3. 在GB/T228.1—2010中第10.1項明確規(guī)定：一旦設(shè)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(fù)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(jìn)的同步要求非常高，一旦調(diào)整不好，會嚴(yán)重影響試驗機的受力同軸度。
③ 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本很高。
三. 楔形夾頭與平推夾頭在國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)器具有什么區(qū)別？
答：檢定0.5級試驗機使用0.1級的標(biāo)準(zhǔn)測力儀，檢定1級試驗機使用0.3級的標(biāo)準(zhǔn)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(fù)性分別是多少？
答：示值誤差分別為±0.5%和±1.0%，重復(fù)性分別為0.5%和1.0%.試驗機的精準(zhǔn)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(jìn)回程差的標(biāo)準(zhǔn)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(dá)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(yīng)力速率、應(yīng)力保持、應(yīng)變速率、應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)稱為力—延伸）、力—位移、應(yīng)力—應(yīng)變（新標(biāo)準(zhǔn)稱為應(yīng)力—延伸率）。繪制試驗曲線是為了更方便地對材料的力學(xué)性能特征點（如上、下屈服強度、規(guī)定塑性延伸強度等）進(jìn)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(yīng)，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(fù)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(fù)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(fù)荷傳感器直接測力。試驗機常用的負(fù)荷傳感器有柱式、輪輻式、法蘭式等。應(yīng)用負(fù)荷傳感器測力的試驗機，其力值性能指標(biāo)都會得到大幅度的提高，如試驗力示值誤差、重復(fù)性、進(jìn)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(fù)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(xué)性能，以及金屬板材的泊松比u值、應(yīng)變硬化指數(shù)n值、塑性應(yīng)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(fù)責(zé)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(biāo)定、檢定、試驗要求的設(shè)置等功能；PLC（可編程語言控制器）為下位機，負(fù)責(zé)完成應(yīng)力速率、應(yīng)力保持的控制；應(yīng)變速率、應(yīng)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(yīng)速度更快，控制精度更高。應(yīng)力、應(yīng)變、位移的三閉環(huán)控制精度可優(yōu)于±0.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
②. 抗干擾能力強、更穩(wěn)定、更可靠 能適應(yīng)更寬的溫度變化范圍和電壓波動范圍，具有斷電保護(hù)、故障診斷和信息保護(hù)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(yuǎn)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(shè)置、監(jiān)視和調(diào)整十分靈活方便。
第6單元：導(dǎo)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(yīng)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(chǔ)數(shù)據(jù)合格，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。
3. 驗證了分辨力值合格，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。
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(dǎo)出數(shù)據(jù)合格，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。金屬材料的拉伸試驗，各特征點如ReH、ReL、Rp0.2、Rm的計算機導(dǎo)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(biāo)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(dá)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(dá)100MPa。
② 流量范圍大 因為只要適當(dāng)?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(yīng)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(lǐng)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(yīng)力速率、應(yīng)力保持、應(yīng)變速率、應(yīng)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(yīng)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(xì)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(lǐng)我們國家的試驗機控制技術(shù)前進(jìn)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(jìn)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(dǎo)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(yīng)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(shè)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(shè)計。
四. 精細(xì)： 做工是否更精細(xì)。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(hù)罩。整體看上去就會有做工精細(xì)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(xì)的外觀質(zhì)量是高品質(zhì)試驗機的重要標(biāo)志之一，不可小視。
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