万能试验机检定或校准过程中应注意的问题

房 田

(辽宁省计量科学研究院，辽宁 沈阳 110004)

1 引 言

随着国民经济的快速发展，航天航空、汽车、钢铁、船舶等重工业部门也迅速发展。万能试验机由于可以实现在一台设备上拉向力和压向力的检测，因而被广泛应用。例如，各大钢厂的钢铁材料性能试验、研究部门研制特殊金属材料的验证试验、汽车行业碰撞试验等，万能试验机性能高低直接影响着这些试验结果的准确与否，各行各业对其使用的万能试验机准确度要求越来越高。

目前，试验机的基本技术指标如准确度等级(最高0.5级)、伺服闭环反馈控制、依据客户要求设定功能、结构框架等技术已很成熟，而影响其准确度等级的因素往往出现在其检测方法和配套工装上，这些问题在检测过程中往往被忽视，从而易导致检定或者检测产品数据的不准确，最终导致生产或者设计的产品质量不合格。

2 问题的提出

笔者作为一名力学计量工作者，日常承担着各类试验机检定和校准的任务，积累了大量的工作经验。在日常检测工作中发现，试验机检定是合格的，但客户有时试验的结果与之前的数据却并不符合，客户提出疑问：到底是哪里出现了问题？

3 具体案例

抚顺某大型钢厂使用一台检定合格的万能试验机检测材料强度时，所得试验结果表明，材料的强度满足检测要求，但是同一批材料，使用单位委托检测的结论是不满足要求。客户检测人员与辽宁省计量科学研究院力学所沟通，想找出二者存在差异的原因。

4 分析原因，查找问题

(1)检测结果

通过分析可能产生问题的原因，发现问题可能出现在检测方法和配套工装上。为了解决问题并提出解决方案，决定对该试验机进行压向力和拉向力检测；同时为了判断是否是配套工装出现问题，进行同轴度的检定。具体检测结果如表1-表3所示。

表1 压向力值检测结果

表3 同轴度检测结果

(2)数据分析

由表1和表2可以看出，压向力值检定示值相对误差最大为0.6%，满足JJG 139-2014《拉力、压力和万能试验机》中规定的1级试验机示值相对误差要求，而同一台试验机拉向力值在20kN这一点的检测结果示值相对误差为1.3%，不满足1级试验机要求。压向力值各点示值相对误差的线性基本一致，而拉向力值各点示值相对误差线性不一致，出现小力值示值相对误差大、大力值示值相对误差小的现象，分析其中的原因，可以判定出现了系统误差。

表2 拉向力值检测结果

(3)检测方法选择

万能试验机检定的依据可以是JJG 139-2014《拉力、压力和万能试验机》或JJG 475-2008《电子式万能试验机》。大部分万能试验机配备双空间，这样的好处是进行拉向力和压向力检测时，力传感器的受力方向一致，也就是说，拉向和压向的力值检测结果应该相同或者相差很小，而且检定规程中没有明确万能试验机检测方法是否进行拉向力和压向力两种方向力的全部检定。由于检定设备的约束，有些计量检定部门并不具备拉向力检定的标准设备，大多数计量检定部门只检定压向力，检定人员习惯性地通过只检测压向试验力值是否超差来判定试验机是否合格，等同于压向力值检定合格即认为试验机检定合格。

(4)配套工装

依据表1-表3中的数据，分析了产生相关问题的原因，可以得出结论，压向力检定数据合格，主要问题出现在拉向空间上，是配套工装出现问题。试验操作人员由于误操作，上下夹具碰撞，导致工装变形，造成试验数据错误。与客户沟通后，客户调整相关部件，更换带有联轴器的上下夹具，同时严格规定操作规程，避免再次出现类似问题。更换工装后，进行拉向、压向力值和同轴度检测，结果均为合格，拉向和压向力值示值相对误差结果不超过0.1%。再次与协作单位进行检测数据对比，结果一致，圆满地解决了问题。

5 结束语

试验机对加工材料强度有重要的影响，在试验机检定的过程中，要全面考虑，采用相适应的检测方法，同时也不能忽视夹具带来的影响。