拉力试验机检定装置的研究

史春珍

摘要：本文介绍了在试验机的检定过程中容易忽略的检测条件和方法，特别是支持工具的结构和格式、常用工具的格式，分析了改试验机的检测中的准确性。这些问题导致较大的测量误差，并在此基础上研究了一种新型的测量误差。拉力试验机验证装置的开发并推广使用，解决了传统拉力试验机验证精度低和操作不便的问题。

关键词：拉力试验机;技术的发展;验证;精度低

中图分类号：TB931                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）11-0109-02

0  引言

随着我国经济的变化，各个轻工行业在不断的发展，防火门抗压强度测试工具也得到了广泛的应用。在大型钢厂中，抗压强度测试，性能测试以及纸板和纸箱中钢的验证都需要测试机的高精度。当今测试机的基本技术指标是精度等级（最高0.5级），并且闭环反馈伺服控制和功能是根据客户要求设计的。诸如固定框架和结构框架之类的技术已经成熟，并且影响准确性水平的因素经常出现在检测方法和支持工具中。压力或预紧力的三个主要问题，例如在测试过程中是否必须去除力，是否根据规定预先设置了测试过程，工具的设计和形状是否合理，这就是在检查过程中经常被忽视，导致检定或检测产品的数据不准确。

1  概述

由于通用拉力试验机密位移传感器，因此通过一系列单轴压缩测试从通用拉力试验机获得的载荷-位移关系曲线无法准确反映实际关系，并且获得的位移是由于试验机的刚度：因为其包含试验机本身的位移，所以不能真正地直接反映出样品本身的位移。因此，混凝土的拉力试验机可能会受到一定程度的限制，从而导致试验结果不准确。使用位移传感器时，通道数会相应增加。然后，还必须对现有的试验机采集软件设备结构进行修改和完善，试验机成本也会在一定程度上增加。将试验机的上、下压板组合在一起，并通过位移计计算出试验机的位移，但是变形的试验机的两个压板无法完全结合，因为其受到机械开关的保护。除了联接更困难这一事实之外，确定位移计的组装位置也是一个很大的难点。

2  现有拉力试验机的验证问题

当前，测试更大范围的拉力测试机（例如拉环检测连接）的一种方法是将连接拉环的顶部和底部同时连接到测试机的传感器和卡盘，进行测试。但是，该方法的缺点是，由于终止后的惯性，当将测试力施加到验证点时可能会出现过冲读数，或者在过程中可能会返回读数，从而导致较大的测量误差。

3  拉力试验机验证装置的研究

在本文中，为了克服现有技术的缺点，提供了一种具有高测量精度和方便测量的用于拉力试验机的验证装置。

4  什么是拉力试验机

4.1 拉力试验机的主要特点

进口光电编码器用于位移测量，控制器采用内置单片机结构，内置功能强大的测控软件，集成了测量、控制、计算和存储功能于一体。具有自动计算应力、延伸率（需加配引伸计）、拉伸强度、弹性模量、自动计算统计结果：自动记录最大点、断裂点、指定点力值或伸长率，并使用计算机进行试验过程及试验曲线的动态显示和试验后的数据处理图形处理模块可用于放大曲线进行数据分析和编辑，并打印报告，产品性能达到国际先进水平。

4.2 拉力試验机

确定材料在拉伸载荷下的一组性能的测试，也称为拉力测试。拉力试验机是一种工业基础设备，它在工业生产、教育科研等领域有着十分广泛的应用。随着科学技术的发展，试验机行业也随之发生了巨大的变化，本文首先介绍了以往拉力试验机的检定问题，这些问题会带来较大的测量误差，在此基础上，作者研究了一种新型的拉力试验机的检定装置，它解决了传统压力试验机检定精度低、操作不方便的问题，可以在计量领域推广使用。

4.3 试验行程的问题

根据软包装薄膜的性能和要求，行程为600-1500mm。如果材料的伸长率超过1000，则可以选择1000mm或1200mm行程。

4.4 拉力试验机的试验方法

拉力试验机在材料试验机上进行。样品类型可以是材料的完整横截面，也可以视为圆形或矩形标准样品。通常，不需要处理特定的物理样本（例如，钢棒和钢丝），也无需维护整个横截面即可进行测试。在样品制备过程中，必须确保材料结构不受冷或热处理的影响，并且必须确保一定程度的柔韧性。

4.5 拉力测试仪在测试中

在计算中，总和通常是所选材料。通过在测试失败后粘合样品并测量伸长率和横截面积的减小来计算。安装时，将传感器与连接拉环的下端连接，连接拉环的上端与拉力试验机上的传感器连接，检测时，首先由试验机施压试验力，到了检定的点时停机，控制连接套转动、连接杆不转动，使得连接杆向下运动拉动连接拉环，这样使得其测量精度高，测量方便。

4.6 试验程序及试验结果

在相应的试验机上测试了三种规格的Q235自压缩混凝土立方钢样品后，通过位移控制载荷性能，以获得自压缩混凝土立方钢样品的载荷位移曲线。曲线的位移包括自压缩混凝土立方钢试样的位移，即试验机本身的位移。

将普通Q235钢单轴压缩应变曲线的上升曲线与标准曲线对齐，并在试验机上施加相同水平的载荷。同时，自压缩混凝土立方钢样品的载荷曲线是正常的。将Q235钢的单轴压缩应变曲线（即标准曲线）与曲线的上升曲线进行比较，试验的位移为标准曲线的位移减去总位移。

在相应的试验机上试验了三种规格的Q235自压缩混凝土立方钢样品后，通过位移控制载荷性能，以获得自压缩混凝土立方钢样品的载荷位移曲线。通过减去试验机本身的位移，可以得到自压缩混凝土立方钢样品的实际载荷位移曲线。

5  拉力试验机系统结构

拉力试验机控制系统包括计算机、PLC伺服系统、拉伸机构和称重传感器等，其结构如图1所示。

6  检测方法的影响

6.1 试验过程中的力是否需要清零

当计量检验部门的操作员或员工使用拉力试验机进行常规拉力试验或计量检定时，将使用上、下卡盘类型，上、下卡盘工具的基本操作如下：夹持产品样品或标准测功机时，此过程会产生附加力。根据产品的不同，标准测功机的结构和夹持方法也不同，并且此力不匹配。许多操作员和计量检查员都担心夹紧过程中产生的附加力的差异。不确定是否需要清理。有些人认为应该删除，如果不消除，则所产生的力（无论擦除还是不擦除）都不会影响最终的测量结果。

在测试或验证之前重置拉伸测试仪将对最终测试结果产生重大影响。这意味着某些系统错误可能导致传感数据变得非线性，并且检测或验证结果很容易超出可接受范围。为了解决客户培训问题，许多试验机制造商要求客户手动清除所有数据，冻结产品，然后开始测试。实际上，这是错误的。正确的方法是先固定样品的一端，然后固定传感器的另一端。两端固定后，不会清除零，并且直接开始测试。

产品和力传感器都不会受到外力，因此不会对产品施加压力。力传感器显示表显示为零。当一端被夹持时，应力将施加到两个夹具之间的全部或部分力传感器，或者夹具在部件或力传感器上产生了轴向初始力。由于夹持过程的缘故，无法再移除拉力试验机，并且如果移除操作与移除此初始力相同，则会影响整体实验结果或验证结果。

6.2 测试过程是否应按规定进行三次的预压缩或预绘制

计量检验部门的许多员工认为，拉力试验机在使用过程中需要预热，并且在试验机检验过程中无需执行预压缩或预拔操作。实际上，这是错误的。具体原因如下：

①不符合拉力试验机的要求。根据规定，在检查之前需要进行三个预压缩或预张紧。②通过验证原点返回误差，可以在三个预载周期之前和之后确认零点的变化，该变化对小距离力传感器有很大的影响，要进行三次预压缩或预拉伸，必须检查拉力试验机。

7  拉力试验机的设计和形状

7.1 强大的工具

工具的顶部和试验机的力传感器通过螺纹连接，该工具由扁平的圆柱形钢螺纹连接组成。在验证过程中，试验机和标准测功机通过工具连接。由于梁的移动速度小于2mm/min，因此在验证过程中可以忽略工具的变形，并且会出现力传感器的变形。标准测功机趋于一致以实现力负载。

7..2 弹簧连接工具

工具的顶部和测试机的力传感器螺纹连接在一起。模具由两个标准板（两个板之间的标准钢球）通过弹簧组成。在验证过程中，光束缓慢向下移动，下板不随被测物体移动，而上板则缓慢地按压钢球。当钢球接触顶板时，工具会形成紧密连接，因此保持力传感器和标准测力计的力负载量相同。

8  试验机夹具的性能

8.1 夹具的强度要求

用夹具将产品固定在适当的位置，以在样品上施加力。夹具可承受的测试力是确定夹具结构尺寸和夹具工作强度的夹具标准。样品材料分为金属和非金属，形状分为大小，材料的成分不同，承受的试验力也不同，因此需要使用不同的试验力和不同大小的样品形状选择设计夹具。

8.2 夹具材料要求

①對于一般的金属和非金属样品，夹具的钳口直接与样品接触。通常会选择高质量的合金结构钢、合金高碳钢或低碳合金钢、冷作模具钢等。通过适当的热处理工艺淬火和回火、渗碳和淬火等提高了强度和耐磨性。有时将特殊钢安装在钳口中，或者将金刚砂撒在钳口上。

②对于某些试验力较小的固定装置，与样品接触的表面由粘性软橡胶制成。 （例如：塑料薄膜、纤维纱等的夹持面）

9  拉力试验机验证装置的工作原理

使用上述技术方案进行安装时，传感器连接到连接拉环的底部，连接拉环的顶部连接到拉力试验机的传感器。在测试过程中，测试人员首先测试力，并在到达验证点时停止。控制套筒旋转且连杆不旋转，向下拉动连接拉环，测量精度较高并且方便。

10  总结

由于拉力试验机的操作环境比较差，容易出现错误和故障。发现误差一定要及时告知使用单位，要及时修理，使试验机达到合格状态。有效增强计量检定和检测数据的准确性和可靠性，避免检测数据的错误给计量检定工作带来不必要的损失。如果在验证过程中发现错误，并且在使用过程中要发生错误，则必须逐步找出原因并及时消除错误。

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