王鐿淮，劉 群

（通化市計(jì)量檢定測(cè)試所，吉林 通化 134000）

萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)在進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)的過(guò)程中，受到一些影響因素的影響，比如加工、設(shè)計(jì)及使用等，導(dǎo)致同軸度出現(xiàn)不同程度的誤差，使金屬材料在進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，引入附加彎距，以此使實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確性產(chǎn)生較大影響。為此，檢測(cè)規(guī)程對(duì)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)同軸度進(jìn)行了技術(shù)要求，并且在此基礎(chǔ)上使檢測(cè)方法實(shí)施有效規(guī)范，其中在對(duì)同軸度進(jìn)行檢測(cè)規(guī)定的過(guò)程中主要有以下兩個(gè)方法，幾何測(cè)量法與引伸計(jì)測(cè)量法，但是由于兩種方法的檢測(cè)結(jié)果需要分別制定，在此過(guò)程中存在一定差異性，致使同臺(tái)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)在采用兩種方法檢測(cè)的過(guò)程中存在不同結(jié)論，使檢定工作嚴(yán)謹(jǐn)性較低。所以，應(yīng)對(duì)同軸度檢測(cè)方法與判定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施有效修改，從而對(duì)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的檢定工作進(jìn)行有效的完善。

1 試驗(yàn)機(jī)同軸度概述

試驗(yàn)機(jī)同軸度主要是指試驗(yàn)機(jī)試樣夾持裝置在不同位置施加力的過(guò)程中，試驗(yàn)機(jī)加力軸線與上下夾頭中心線之間同軸的程度。因萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)試樣夾持裝置在加工與設(shè)計(jì)的過(guò)程中存在同軸度誤差，導(dǎo)致檢測(cè)材料力學(xué)性能承受拉力產(chǎn)生附加力，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成不同程度的影響，為了降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性，通過(guò)檢定規(guī)程對(duì)同軸度提出技術(shù)要求，以此降低同軸度誤差，這對(duì)同軸度檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性具有較大促進(jìn)作用，可大大降低同軸度誤差。

2 試驗(yàn)機(jī)同軸度技術(shù)要求

在對(duì)一級(jí)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)同軸度首次測(cè)定的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行有效的檢測(cè)，在后續(xù)鑒定期間不再對(duì)同軸度實(shí)時(shí)檢測(cè)，對(duì)于0.5級(jí)試驗(yàn)機(jī)的同軸度，在每次檢定的過(guò)程中，均需要對(duì)同軸度實(shí)時(shí)檢測(cè)。此外，萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)試樣夾持裝置在不同位置中，夾頭、同軸度需要滿足以下要求：①若試驗(yàn)機(jī)最大力值小于30KN，不能超過(guò)2mm/500mm；②若試驗(yàn)機(jī)最大力值高于30KN需要符合表1中內(nèi)容[1]。

表1 試驗(yàn)機(jī)級(jí)別與同軸度最大允許誤差

3 與美標(biāo)同軸度測(cè)量方法對(duì)比

與美標(biāo)同軸度測(cè)量方法對(duì)比，美標(biāo)ASTM E1012-14《Standard Practice for Verification of Testing Frame Specimen Alignment Under Tensile and Compressive Axial Force Application》中對(duì)試驗(yàn)機(jī)同軸度參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)一要求，并且對(duì)最大允許誤差與級(jí)別實(shí)施了有效的規(guī)定[2]。我國(guó)檢測(cè)方法與國(guó)標(biāo)同軸度應(yīng)變測(cè)量方法差異性相對(duì)較小，其中美標(biāo)同軸度測(cè)量方法，對(duì)檢測(cè)式樣做出了一定的規(guī)范性要求，應(yīng)當(dāng)在一定長(zhǎng)度內(nèi)在不同界面中放置應(yīng)變片，在受力期間對(duì)不同截面的應(yīng)變實(shí)施有效測(cè)量，并對(duì)試驗(yàn)及同軸度級(jí)別進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，各個(gè)截面測(cè)得的應(yīng)變不同，則取最大值作為級(jí)別評(píng)價(jià)結(jié)果。此外，國(guó)標(biāo)同軸度檢測(cè)方法需要通過(guò)同軸度測(cè)量?jī)x中的引伸計(jì)裝置，對(duì)檢測(cè)式樣在受力中間位置變形量進(jìn)行有效的測(cè)量，以此作為試驗(yàn)機(jī)的同軸度。由此可以看出，兩者測(cè)量方法均有一定差異性，但是測(cè)量目的均是提升萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)同軸度大小測(cè)量的準(zhǔn)確性。

4 試驗(yàn)機(jī)同軸度的檢測(cè)方法

4.1 應(yīng)變測(cè)量法

應(yīng)變測(cè)量方法與即可檢測(cè)方法相比，更具有較高試驗(yàn)條件。首先，測(cè)量原理在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)夾持裝置中放入檢測(cè)式樣，并對(duì)檢測(cè)式樣增加一定力值，再使用同軸度自動(dòng)檢測(cè)儀中的引伸計(jì)對(duì)檢測(cè)式樣出現(xiàn)的彈性獲得同軸度大小。

此外，還可以通過(guò)其他變形測(cè)量裝置對(duì)檢測(cè)式樣彈性進(jìn)行測(cè)量，以此獲得同軸度度大小。其次，測(cè)量方法是：最大試驗(yàn)力高于30KN，需要根據(jù)規(guī)程要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)試樣的針對(duì)性選擇采用同軸度測(cè)試儀實(shí)施檢定，在進(jìn)行檢定的過(guò)程中，把檢測(cè)檢驗(yàn)試樣夾在夾頭中，同時(shí)將試驗(yàn)機(jī)最大試驗(yàn)力對(duì)檢測(cè)式樣進(jìn)行施壓，在此過(guò)程中對(duì)同軸度測(cè)量?jī)x零點(diǎn)實(shí)施有效的調(diào)整，施加試驗(yàn)力至最大試驗(yàn)力的4%。在此期間應(yīng)確保最大力不能使檢測(cè)式樣出現(xiàn)變形，測(cè)量試樣的兩側(cè)彈性，在相互垂直的方向上分別測(cè)量，一般情況下測(cè)量次數(shù)為三次。

4.2 幾何測(cè)量法

量程不大于30KN的萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，使用應(yīng)變測(cè)量方法。對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)同軸度進(jìn)行測(cè)量，就算采用鋁合金材料試樣也會(huì)出現(xiàn)一定的變形量，我國(guó)同軸度檢測(cè)裝置對(duì)此變形量很難進(jìn)行檢測(cè)，要對(duì)于量程小于30KN的測(cè)試機(jī)采用幾何測(cè)量方法，對(duì)同軸度實(shí)時(shí)測(cè)量，其測(cè)量方法需要采用定心盤(pán)與重錘方式進(jìn)行檢查，其中定心盤(pán)中心刻度為2mm。在檢查的過(guò)程中，把重錘在實(shí)驗(yàn)集中懸掛，定心盤(pán)在試驗(yàn)及下夾具中心處進(jìn)行固定，將夾具移動(dòng)，確保實(shí)驗(yàn)空間一般情況下應(yīng)大于500mm，若實(shí)驗(yàn)空間小于500mm，需要將其移至極限空間位置，再對(duì)懸掛進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，并在此基礎(chǔ)上使垂肩與定心盤(pán)面進(jìn)行最大限度的接近，同時(shí)對(duì)錘尖進(jìn)行檢查，是否落在規(guī)定直徑圓中。

此外，在使用幾何量檢測(cè)方法的過(guò)程中，具有一定的局限性，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①在應(yīng)用的過(guò)程中，只考慮了測(cè)量點(diǎn)中的截面圓心，比如重錘方法，在一定程度上沒(méi)有對(duì)夾頭軸線垂直度產(chǎn)生的影響進(jìn)行重視；②在現(xiàn)實(shí)測(cè)量的過(guò)程中，操作過(guò)程有較大難度，比如在使用百分表法期間操作難度大，為了使標(biāo)距在一定的范圍之內(nèi)的同軸度，一般情況下在500mm，應(yīng)進(jìn)行直角尺的配備，在此過(guò)程中也可以使用其他工具，并且在此基礎(chǔ)上還需要對(duì)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)中的工作臺(tái)的安放位置進(jìn)行全面考慮，同時(shí)還應(yīng)考慮平面度條件[3]。以下為一種有效的參考方法：在測(cè)量之前，首先準(zhǔn)備6只百分表與磁性表座，同時(shí)還應(yīng)準(zhǔn)備相對(duì)長(zhǎng)度的圓柱度的試棒與套管，其中需要確保套管有一定的剛度與內(nèi)徑，內(nèi)徑不能小于套管，把兩種物件夾在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)中，在此過(guò)程中將橫梁進(jìn)行有效的移動(dòng)，在套管中放入試棒，在放置的過(guò)程中，應(yīng)放置套管中的適當(dāng)位置，再把百分表根據(jù)一定角度通過(guò)表座，在不同測(cè)量截面將試棒進(jìn)行調(diào)零，再將試棒與套管卸下，同時(shí)等圓試樣進(jìn)行拉伸，其中拉伸力度為1%，在實(shí)施同軸度測(cè)量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文章通過(guò)檢定規(guī)程分析了國(guó)際國(guó)標(biāo)同軸度檢測(cè)的原理與方法，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)試驗(yàn)機(jī)量程對(duì)不同材質(zhì)進(jìn)行選擇，根據(jù)相應(yīng)同軸度檢測(cè)方法得到同軸度大小，并在此基礎(chǔ)上對(duì)此進(jìn)行確認(rèn)，只有這樣才能使萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品加工工藝得到有效完善，以此使同軸度誤差降低，確保萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)結(jié)果更具有準(zhǔn)確性與可靠性。