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试验机的选购与使用(一)

来源: 作者:ndt 人气: 发布时间:2024-12-23
摘要:在我们选购试验机的时候首先需要明确它的用途,必须了解购买试验机的目的是什么? 一般情况下,购买试验机的目的有两个。一个是检验产品或零部件的质量,保证产品或者零部件质量合格后才能出厂或进入下一工序,做到产品零件,部件,整机制造标准化。在许多汽
在我们选购试验机的时候首先需要明确它的用途,必须了解购买试验机的目的是什么?
一般情况下,购买试验机的目的有两个。一个是检验产品或零部件的质量,保证产品或者零部件质量合格后才能出厂或进入下一工序,做到产品零件,部件,整机制造标准化。在许多汽车配件制造公司,往往有许多专用的实验,检测仪器与设备。甚至连拧一个螺母,都必须按技术要求使用设定扭矩值的扭力扳子。而方向盘的力偶,刹车的制动力更是必不可少的检验项目。
购买试验机的第二个目的是企业对采购的原材料,元器件或者零部件进行检验,剔除存在缺陷的原材料、或者元器件进入下一道工序,避免给产品制造带来潜在的质量风险,对产品质量做到事先防范。
对产品或者材料的品质,性能进行技术仲裁也是试验机的一个重要用途,在有资质的第三方机构,试验机除了进行产品和零件的检验,还承担检测数据客观,正确,公平,公正的社会责任。
选购使用合适的试验机,不但可以保证出厂产品的质量,维护企业形象,还能够为产品研发提供日常检测积累的客观数据,减少产品研发投入的成本。而选择购买合适,合格的实验仪器本身也是一种维护企业形象和产品质量的行为表现。
20世纪80年代之前,材料试验机的使用仅限于金属材料等少数领域,而今材料试验机不仅限于金属实验,扩展到了所有行业。由手动模式发展到如今的多种模式操控,性能特点各异的景象。为生产,科研选购合适试验机应从以下两个方面考虑,第一根据产品和试验方法标准确定需要购买的试验机类型和合适的性能参数。第二,根据单位的经济情况对试验对象进行选择·,应该之选对的,不选贵的。选购试验机广义来说包括试验机技术改造,性能升级换代等内容。
 
对任何类型的试验机来说,其工作性能如何,应该考核他的技术指标。试验机的工作性能由2部分组成。计量检测和试验模式部分。
计量检测部分主要应该考虑试验机测量项目的数量,是单项目还是多项目如:
 试验机类型 测量功能 测量项目
电子万能试验机 试验力 抗拉(压)强度
电子万能试验机 试验力-变形 弹性模量
扭转试验机 扭矩 抗扭强度
扭转试验机 扭矩-扭角 剪切弹性模量
高温蠕变持久强度试验机 试验力-时间 持久强度
高温蠕变持久强度试验机 试验力-时间-温度 蠕变极限
 
其次还得考虑每个测量项目的量程范围和测量准确度指标。因为每个单位选择试验机的用途不同、要求的量程范围和测量准确度不同,经济预算也就不同。所以我们认为使用单位应该更具自己的实际工作情况来确定试验机有关测量项目的技术要求。建议选择试验机本着够用就好的原则,没有必要追求全项目、宽量程、高精度。那样既增加成本,也增加了试验机操作难度。
实验模式是进行产品或者材料检测时的工况条件,如拉伸速度,加力速度,保载时间,恒温时间和水平等。现在电子万能试验机的结构原理大致相同,唯一不同的就是控制性能的准确度、稳定性和工作效率问题。因为面对较多实验对象的通用型试验机,实验模式比专用机多,控制性能严格也在情理之中。当然制造成本自然会增加不少。因此试验产品或者材料比较单一,技术参数相对接近的情况下,购买专用试验机更值得提倡。


我们已知道不同类型的试验机,由于用途,要求不同,有关的测量项目也就不同。然而即使选对了试验机的类型,有关技术指标如果不匹配,也不能达到物尽其用,正常开展试验工作,或得正确可靠实验结果的目的,对用户来说,应根据自己的产品或者材料的性能特点选择试验机的规格和量程,允许误差或者准确度级别。
  以相对简单的拉力实验为例,即使同一材料的塑料,对应的拉伸实验方法标准也是不同的。塑料产品或者不同的拉伸实验所对应的不同标准见表:
标准名称 标准代号
《塑料拉伸试验方法》 GB 1040
《热塑性管材拉伸性能试验方法》 GB 8004.1-2003、GB 8804.2-2003
《软质泡沫聚合物材料拉伸强度和断裂伸长率的测定》 GB/T 6344-2008
《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》等众多标准 GB/T 1447-2005
由此表看出对于塑料材料,除了众所周知的理化生物指标不同外,其力学性能差异也是很大的。如电木坚硬,泡沫柔软,玻璃钢强度大,塑料薄膜强度小,硬质塑料延展性差,软质塑料延展性好等。因此不是简单的买一台拉力试验机就可以解决问题的。而是需要用户根据自己产品或者实验对象的实际情况选择准确度符合规范要求和量程范围适用的试验机。如何确定试验机各量程的实验范围呢?根据实验对象和实验标准来确定。
  不管测量项目是拉力,压力,冲击和扭转中的哪一项,对于相同的材料,即使表现形式不同,测量结果也有很大差异,如塑料薄膜和塑料管材。对于不同材料如钢铁,化纤测量结果差异就更大了。所以在确定冲击试验机测量项目的量程范围时,应根据材料的力学性能进行统计。
  以混凝土材料为例:国家标准 GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》规定的圆柱体和立方体试件按抗压强度划分的抗压强度等级见表
混凝土强度等级 混凝土强度标准值/Mpa
圆柱体试件150mm×300mm
混凝土轻度标准值/Mpa
立方体试件150mm×150mm×150mm
C2/2.5 2.0 2.5
C4/5 4.0 5.0
C6/7.5 6.0 7.5
C8/10 8.0 10.0
C10/12.5 10.0 12.5
C12/15 12.0 15.0
C16/20 16.0 20.0
C20/25 20.0 25.0
C25/30 25.0 30.0
C30/35 30.0 35.0
C35/40 35.0 40.0
C40/45 40.0 45.0
C45/50 45.0 50.0
C50/55 50.0 55.0
 
 表中混凝土强度等级很多,国际上分为14级,如果以最低和最高强度等级的混凝土强度标准值按公式计算分别可以得到圆柱体和立方体试件的标准试验力F=f*A
其中f代表混凝土立方体试件抗压强度,MPa;  F代表试件破坏载荷,N;  A代表试件承压面积,mm平方;混凝土立方体抗压强度计算应精确至0.1MPa如下表圆柱体和立方体试件的标准试验力:
 
混凝土强度等级 混凝土强度标准值/MPa 标准试验力/KN
C2/2.5 圆柱体试件/2.0 35.34
C2/2.5 立方体试件/2.5 56.25
C50/55 圆柱体试件/50 883.57
C50/55 立方体试件/55 1237.50
 
当试验机使用单位涉及的混凝土强度品种较全且包含其中的最低和最高等级时,所选压力试验机的测量范围应该包含35KN~1238KN的整个区间,还得留有不低于20%的余量。
一般公式要求:
测量下限≤最小实验力×80%      
最大试验力≤测量上限×80%
 
 
无论试验机产品多么新颖,科技含量多高,其测量范围都是有限的。压力试验机有两个量程的,如利用弹簧测力的NYL型压力试验机;有三个量程的YE型液压摆锤式压力试验机;高级的甚至有等效5个量程的微机控制电液伺服压力试验机。下表给出了具有2个至5个量程的试验机、相应测量范围及选择意见
 
试验机量程(或等效) 测量范围 选择意见
2 200~2000KN 不符合要求
3 80~2000KN 不符合要求
4 40~2000KN 不符合要求
5 20~2000KN 符合要求
 
根据上表选择意见等效5个量程的微机控制电液伺服压力试验机在试验力测量量程方面符合选择要求。当然,对于只有2,3个量程数的压力试验机,也可以通过增加搭配不同规格的试验机来扩充试验力的范围。除此,不能忘记还应该考虑实验方法中对试验机的其它性能要求如加力速度等。
上述试验力规格、量程范围的确定方法对其他类型或者测量项目的指标选择具有普遍指导意义。同样,了解不同试验机各项技术指标的测量范围对用户来说是非常有帮助的。我们一摆锤式冲击试验机,液压式拉力试验机、高温蠕变、持久强度试验机和电子式万能试验机为例,通过下图看出不同类的试验机具有不同技术指标,每项技术指标都有相应测量范围及误差限或扩展不确定度。
 

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