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从r值的稳定性如何判断拉力机的状态?

返回列表来源:天氏库力 发布日期 2018-09-23 浏览:

很多企业在对板材进行力学性能测试过程中,通常采用性能稳定的试样来作设备精度管理之用,也就是选定一批性能稳定的试样作为标准试样,其值一般在较小的偏差范围内波动,通过对这些试样的测试,如果所得结果严重偏离已知数值,那就可确定该设备的测量系统的精度状态已不能满足生产所需,拉力机有4~5个数值,通过比较这些值就能反映整台拉力机的精度状态是否理想,这4~5个值之中r值是很具代表性的一个值。(所谓的r值就是塑性应变比)下文大家就来先容一下如何通过r值的稳定性来判断拉力机的状态。
拉力机先容
拉力机工值的计算公式:
r=In[bo/b]/In[Lb/Lobo]    (1)
式中,bo为初始宽度;b为拉伸后宽度;Lo为初始标距;L为拉伸后长度。
 
大家可以看到,这个值和长度引伸仪,宽度引伸仪,截面积测量台几个测量单位都有密不可分的关系,只要该数据在控制指标范围之内,那么对应的测量系统总体是符合测试要求的。结合金属拉力试验机大家来分析一下各个测量系统如何对工值产生影响,及产生影响后如何调整。
 
一.横截面测量仪对r值产生的影响及调整:
横截面测量仪测量结果为试样宽度和厚度,宽度是公式(1)中的宽度bo,厚度定义为ao,由于公式(1)是由公式r=In[bo/b]/In[ao/a]演化而来(依据体积不变的原理久即厚度变化可以由试样的长度和宽度变化来体现,因此厚度的因素在此环节中可以忽略掉。接着来分析宽度,假设宽度测量有问题,在公式(1)中体现为bo出现异常,bo大于实际值,那工值偏大;反之则偏小。当然这是在其他因素相对稳定的请况下,大家就可认为该设备横截面测量仪精度出现问题,需要做必须的调整工作。以目前大家所使用的ZWICK横截面测量仪为例,该测量仪主要是以两对光栅作为测量部件,辅以自动驱动系统,如图1所示。
横截面测量仪测试分析
横截面测量仪测试分析
 
如上图所示,宽度测量产生误差的原因主要是1号光栅两个不能保持在同一轴线方向,导致测量值产生误差,因此保持两个光栅在同一轴线上是调整的主要工作,此调整工作要借助于设备自身提供的标准测量块,每次调整完都要进行相应的标定工作,以保证该部件的精度。
 
二.长度引伸仪对州值产生的影响及调整
 
a.测量过程中对r值产生的影响及调整
长度引伸仪测量试样在拉伸过程中的长度变形,一般以△L来表示,这个变形量加上初始标距,就是试样拉伸后的长度,即L=△L+Lo,公式(1)中L值的准确与否也和r值的大小有直接关系,由此可见长度引伸仪也是影响r值的关键因素。由于工值是反映试样延轴向拉伸到产生均匀塑性变形时,试样标距内宽度的真实应变与厚度的真实应变之比,试样延轴向拉伸到17%时取值,如果△L测量上产生一定的偏差,也就等于误取宽度变形的值,最终也就影响到r值,所以在确定其他元素正常的情况下,r值异常也能反映长度测量元器件状态情况。同样以ZW ICK拉力机长度引伸仪为例,其测量部件主要是长度光栅,然后通过杠杆原理取得长度测量值。测量原理如图2所示,引伸计内部是一杠杆原理组成的传动机构,试样变形长度为光栅移动距离乘以一定比例常数所得,该比例常数为引伸计臂长在支点两端之比。
 
如果△L测量产生异常,ZW ICK引伸计调整主要着眼于以下几点:
(1)支点的灵活性。ZW ICK的支点采用滚珠轴承和引伸计臂连接,一般相对运动比较灵活,看他是否正常,可以在不夹持试样的工作状态下拨动引伸计臂观察其运动是否灵活,进一步判断轴承的状态,如产生问题可更换该轴承。
 
(2)引伸计夹持试样的松紧度。引伸计正常状态应该是跟随试样的变形而一起移动。保证引伸计随动性主要通过一组弹簧来实现,如果弹簧弹性不足,那就会影响引伸计臂的夹持力,最终导致试样和引伸计之间产生相对滑动,也就是通常所说的打滑,所得出的数据肯定要小于真实数据,造成测量误差,因此保证试样和引伸计之间的相对固定在△L测量过程中是十分关键的。
 
(3)光栅测量杆的润滑度。光栅是靠光栅杆自重来实现位移测量,在试样不断伸长的过程中,光栅杆由于自重的原因也不断伸长,相应的位移数据也会随之产生,如果光栅杆不够润滑的话,其自重不足以驱动该杆移动,因此△L测量就会发生偏差,保持光栅杆的润滑也是十分重要的调整手段。
 
b. Lo设定过程中对r值产生的影响及调整
进入21世纪后,各企业装备的引伸计基本上都更换成自动形式,何谓自动引伸计呢,由于目前的试样测试标准繁多,每种标准对初始标距要求不同,因此从工作效率方面要求单个引伸计要具备适应多种标距测量的能力,因此这种能在不同标距间实现自动切换的引伸计就普及起来,这种引伸计也就是自动引伸计。由于其自动定位的缘故,也就存在着定位精度这个问题,定位精度对值有影响吗,大家来分析一下公式(1)中初始标距定位精度也就是Lo的定位精度,计算公式中的Lo为系统设定数值直接参与计算,由于实际的Lo要依靠自动定位传动系统定位获得,和理想数值之间肯定存在精度误差,而△L是基于理想Lo的变形百分比而获取的,因此实际的伸长量L会产生误差(L=Lo+△L)也就最终导致r值会产生误差,大家一般对定位精度有0.5%的正负精度要求,从数据上分析在该精度控制范围内定位精度对工值影响较小。
 
如果Lo的精度超出这个范围,假设其他因素稳定的前提下,植会出现异常,因此调节Lo定位精度也是保证r值稳定的一个重要手段。以大家自动引伸计Marco为例,该引伸计主要通过机械和电气系统连调来保证Lo的定位精度。
 
引伸计通过电气部分来驱动丝杠获取预先设定的标距,其驱动过程中,电气原因和机械原因都可能导致定位精度下降,从以往的维护经验来看,机械部分只要对传动丝杠保持适当润滑即可保证其可靠性,调节主要通过调节电气部分来实现,Marco的丝杠连接一高精度电位器,丝杠运行的直线距离通过电位器换算成对应的电位U:计算机对设定标距提供一个电位U两个值通过比较所得卿(△U=U-U')即是驱动丝杠运行的电压信号,如差值为0V,则系统认为标距已达到设定值。由于电子元件性能下降等原因,如果电气信号认为已到位,而实际移动距离尚未满足精度要求,于是就产生了误差。可以通过调节电路中预设的可调电位器来实现精度调节,调节前首先要测量一下可调电位器输出端电位,然后通过手动方式旋转传动丝杠,使其尽量接近预设标距数值,这时可调电位器端的电位会产生变化,当确保实际标距和设定标距间的误差控制在精度范围内以后,调节可调电位器使其对应电位数值回复到调节前,反复调节几次,就能获得精度可靠的标距。
 
三.宽度引伸计对州值产生的影响及调整
宽度引伸计由于测量上的问题也会对r值产生影响,由于宽度引伸计对宽度变形的跟踪好坏直接影响△b的取值,而△b也是对r值的精度有直接影响,因此宽度引伸计与试样之间接触的紧密程度十分关键,从大家的实践经验来看,宽度引伸计机械结构设计的合理性很重要,从ZW ICK的宽度引伸计来看,其机械结构相对比较合理,从接触试样的触脚和光栅的随动机构等部件相对比较可靠,在平常的维护中注意元件之间的润滑即可保证其工作的可靠性,关键就是固定触脚的轴承必须保持其灵活性,如果产生问题必须更换,否则会影响工值的精度。
 
总结:上述三大因素是影响拉力试验机精度的主要元素,反之通过对已知r值等结果试样的测试比较也可以判断整台拉力试验机的功能精度是否符合测试要求,大家正是通过这种手段有效地控制了拉力试验机的状态,保证了检验数据的真实性和可靠性。

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