解读检定材料试验机的主要步骤及注意事项

薛金+郭贵勇

【摘 要】本文主要以JJG 139-2014《拉力、壓力和万能试验机》检定规程为依据，讲述了检定1级或0.5级材料试验机的主要步骤、检定技巧以及在检定过程中须了解的注意事项，对检定材料试验机的初学者有一定的帮助。

【关键词】检定规程；材料试验机；检定技巧

中图分类号： TH87 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）35-0070-002

Interpretation of test materials testing machine main steps and precautions

XUE Jin-gui GUI Yong

（Fujian Institute of Metrology， Fuzhou 350003， China）

【Abstract】In this paper， JJG 139-2014 “Rally， Pressure and Universal Testing Machine” test procedures as the basis， described the main steps for testing Level1 or0.5 material testing machine， testing skills and in the verification process must be aware of precautions ， The test material testing machine for beginners have some help.

【Key words】Verification procedure； Material testing machine； Testing technique

0 引言

拉力、压力和万能试验机统称为材料试验机，是以机械或液压方式施加力值，主要由加力系统、测量系统、安全保护装置等组成，测量材料力学性能参数的试验机，适用于金属、非金属材料及构件的拉伸、压缩力学性能试验，借助附件，也可用于抗折、弯曲、剪切和剥离试验等[1]。材料试验机分为0.5级、1级和2级三个级别，本文以常见的1级与0.5级试验机为例阐述其主要步骤及注意事项。

1 检定1级与0.5级试验机的步骤技巧

1.1 共同项目

在检定前先要看清铭牌，明确量程多大，精度等级是1级还是0.5级，是否有CMC标志等等，根据量程和等级来选择我们所要用的标准测力仪，对于1级精度的材料试验机，我们要采用优于0.3级的标准测力仪（对于检0.5级的试验机通常采用0.1级标准测力仪），检之前需要清楚主要需要做那几项指标，以及每个指标的允差范围，主要指标有这六个：试验力保持（首次检定要求）、相对分辨力（首次检定要求）、零点漂移（后续检定要求）、零点相对误差（首次检定要求）、示值相对误差（后续检定要求）和示值重复性相对误差（后续检定要求）。先观察试验机的相对分辨力和零点漂移是否能满足要求再进入下一步检定，相对分辨力就是试验机力指示装置的分辨力除以力的测量范围的下限值，1级试验机其相对分辨力必须小于等于0.5%（0.5级试验机小于等于0.25%，），接着再看零点漂移，在试验机预热30min之后，看力值的零点在15min 内的变化量，由漂移的最大值减去最小值再除以力的测量范围下限值（零点漂移有正负号，代表漂移的方向），1级试验机的零点漂移不允许超出±1%范围（0.5级的是±0.5%）。在这两项指标都达到要求下，开始对试验机其他指标进行检定，对于试验机的测量范围选择，通常压力机一类按其最大试验机的10%做为下限（对于多档位的按照每个档位均匀取5个点，将最小档位的20%点做为下限，对于单量程数显式万能材料试验机通常按其最大试验力的4%做为下限）。

选好检定点后，接下来对试验机进行预压，在放置标准测力仪之前，先检查试验机的立柱上螺母是否松动，如果松动必须先拧紧螺母后再预压（对于上置式油缸的万能机，如果立柱上的螺母松动，应该将油缸升高些，然后在下夹具上方放几个混凝土试块或者木头，再将油缸落下压在试块或者木头上，目的是为了使螺母不再受油缸的自重力，这样用管钳旋转螺母会比较轻松，需要旋紧立柱上下两端的螺母），另外还需检查工作台上下台面是否平直，上下台面中心是否有孔，如果孔的面积超过标准测力仪接触面积的一半那需要找铁块将孔堵上才能放置标准测力仪（注意铁块不能用铸铁的垫块，需要用有热处理过的铁块，有些试验机空间太大而油缸行程不够需要用到垫块时，也必须用热处理过的铁块），对于检定机械式度盘试验机或者由机械度盘式试验机改造成数显的试验机（只针对加装的传感器是安装在测力活塞正下方的类型）之前，都必须要检查拉杆是否对准刀口，有没有脱落，以及测力活塞的顶针是否对准下面的凹槽中心，接着检查带动测力油缸的皮带是否存在（如果改造度盘式万能试验机采用油路上加装油压传感器那就可以不考虑这个皮带，但是刀口和顶针是必须要落槽的，除非测力活塞系统被完全切除），如果皮带不在那必须补上否则会影响示值的线性和重复性。

检查完了之后建议先抬起油缸再放标准测力仪（不先放标准测力仪再抬油缸是为了避免误操作时将上压板通过丝杠升降压在标准测力仪上而导致标准测力仪取不出来，在检中横梁可移动的万能机时，如果未抬起油缸出现误操作将标准测力仪卡住无法取出时，这时可用两个千斤顶同时对称顶起中横梁，因为横梁与丝杠之间有一定的螺纹间隙，所以可用千斤顶将标准测力仪与中横梁脱开），放好标准测力仪后需要前后左右对中对好，正常情况放置标准测力仪的上下承压板都是平面的，不带球头，如果球头实在不能拿掉，那标准测力仪的对中要求更高，否则在加载时会出现标准测力仪球头被压偏而飞出去的现象，所以标准测力仪对中一定要保证好，即使标准测力仪受力之后也得要检查其球头是否压偏掉。对于工作台是放置在轨道上的试验机（类似压剪机，以及老式超大空间的200T压力机），抬油缸时必须使工作台脱离轨道后才能加载压力，如果没有完全脱离轨道就直接加载力值的话，最终会把试验机的轨道压变形掉。放好标准测力仪后进行预压，加载至满量程，重复三遍，预压同时检查试验力的保持能力，当加载到最大试验力的80%～100%范围内，待示值稳定时，保持进油阀开口不变，目测30s内试验力指示的变化，不应超过最大试验力的0.2%。接下来就是进行每个点示值误差和示值重复性相对误差检定，若是单档位的试验机，其检定点应从力的测量下限到最大试验力取8至10个点，若是多档位的试验机，其检定点按照每个档位选取5个点，二者都要以递增力方式进行三组测量，每组测量前应调整零点，1级试验机的示值误差和示值重复性相对误差范围应在±1%和1%之内（0.5级的试验机则是±0.5%和0.5%）。最后测量完了检查零点相对误差，零点读数应在最后一组测量完力卸除30s后读取，读取的零点除以力的测量范围上限（JJG 139-2014《拉力、压力和万能试验机》规程里面公式有误，不是力的测量范围下限而是上限），应不超出±0.1%范围（0.5级的是±0.05%）。endprint

1.2 特殊项目

JJG 139-2014《拉力、压力和万能试验机》规程规定检定0.5级的万能试验机后续检定中需检测试验机的同轴度，检测同轴度时根据照试验机的量程来选择不同的标准设备，对于量程不大于30kN的试验机使用重锤和配套的定心盘来检查，低于30kN的0.5级试验机之所以不采用同轴度测量仪来检测，主要是因为测量时所用的校验棒在受到最大试验力的4%时所产生的变形量非常小，目前国内的同轴度测量仪基本测不准这么小的变形量，所以小量程的0.5级试验机都是采用传统的重锤和定心盘来检测其同轴度，定心盘中心刻有Φ2mm的圆，测量前先将活动夹具移动至上下两夹具间距不小于500mm的位置（如果不能满足超过500mm位置，则需移至极限位置），然后将锥形重锤悬挂在上夹具中心处，定心盘固定在下夹具中心，然后调节悬挂线长度，使锥尖尽量接近定心盘面，检查锥尖是否落在Φ2mm圆内[2]。对于大于30kN的试验机需要用同轴度测量仪来检查试验机的同轴度，检测同轴度时，先将检验试样即校验棒夹持在上下两端夹具上，先加载一定力（约试验机量程的1%）后将同轴度测量仪调零，再施加试验力至最大试验力的4%，然后通过变形测量装置测量试样的弹性变形来测出试验机的同轴度，其允许误差是10%（自动调心夹头）或者15%（非自动调心夹头），如果是1级试验机首次检定需要检同轴度，其允差是12%和20%。目前市场上使用较多的国标和美标的同轴度测量仪，二者主要区别是：检测时，将校验棒夹持在上下夹具后，国标的同轴度测量仪是通过在校验棒中心位置装夹上两根相互垂直的引伸计来测量校验棒的变形量，从而求出其同轴度；而美标的同轴度测量仪则是通过校验棒的内部上、中、下端分别安装4个应变片，通过应变片来测得上、中、下端校验棒的变形量，取中端的变形量来求得同轴度。

2 总结

本文依据JJG 139-2014《拉力、压力和万能试验机》检定规范阐述了检定1级或0.5级试验机的主要检定步骤及在检定过程中所需注意的事项与技巧技能。除了上文提到的注意事项，在检定过程还会遇见油泵无法供油，电机反向，限位卡住無法启动油泵等问题，本文起个抛砖引玉作用，有待其他同仁分享检定材料试验机的经验技巧。

【参考文献】

[1]国家质量监督检验检疫总局.JJG 139-2014拉力、压力和万能试验机[S].

[2]薛金.浅析万能材料试验机的同轴度检测方法[J].科技创新与应用，2016，33.endprint