山東省泰安市計量測試所  李（lǐ）興文

    要分析WE係列萬能材（cái）料試驗機誤差形成的原因要先從它們的（de）工作原理入手，WE係列萬（wàn）能材料試驗機屬於（yú）液壓（yā）擺錘式試驗機（jī），工作原理如下，由油泵進入工作油缸的油同（tóng）時（shí）進入（rù）測力油缸，使測力活塞受力f，設S₁和S₂分別（bié）是工（gōng）作活塞和測力活塞的（de）有效麵積，F是試件所受到的力，也就是工作活塞（sāi）所受到的（de）力，則（zé）由液壓傳（chuán）遞原（yuán）理可得:f=(S₂/S₁)F①，力f作用在小臂R上，使擺杆揚起角度α，R與水平夾角（jiǎo）為β，由力矩平衡原理可得:WLsinα=fRcos(β-α)②，將①式代入（rù）②式得:F=③，在（zài）擺杆揚起α角後，推杆推動齒條移動距（jù）離α，x=t-d=m[tgβ-tg(β-α)]=m[]=m=m，即α代入③整理後得:α=·F④，式中為常數，可見齒條移動的距離α與試件受力F成正比關係，x再通（tōng）過齒條齒輪傳動，轉化為指（zhǐ）針的角位移，從而在等刻（kè）度度盤上指示出相應的力（lì）值。

    不難看出，上述（shù）關（guān）係式④是在理想狀態下推導（dǎo）出來的，而在實際情（qíng）況下，由於（yú）各種因素的影響，將會帶（dài）來誤差。推導過程中，首先假（jiǎ）設式（shì）①是成立的，即要求測力油缸與工作油（yóu）缸內的油壓時刻保持相等，而實際情況下，由於各油路之間的沿（yán）程阻力、局部阻力及泄（xiè）漏不同，二者（zhě）之間將始（shǐ）終存在著滯（zhì）差和壓差，所以式①隻是（shì）理想（xiǎng）公式，隻有在操作者平穩緩慢地控製進油量，油路流速小而穩定的情（qíng）況下，才能基本消除滯差，使式①近似成立，所以要求操作（zuò）者（zhě）在操作過程（chéng）中（zhōng）一定要按規定的加荷速度進行操作（zuò），否則（zé），將會帶來誤差。第二，式④中（zhōng）假設（shè）試件受（shòu）力等於工作（zuò）活塞（sāi）受力為F，而實際情況下，由於工作活塞與油缸之間、船形台（tái）滾輪與立柱之間存在（zài）摩擦，試件實際受力（lì）將小於工作活塞受力，式中F應為工作（zuò）活塞受力，設各摩擦力之和為（wéi）f′，試件受力為F′，則F=F′+f′，代入式④，得，x=，可（kě）見（jiàn），上述（shù）摩擦將會使試驗機產生正（zhèng）誤差，即是產生的誤差部分。f′越大，誤差也越大。f′產生（shēng）的原因（yīn）是:由於主體部分安裝不水平，使上下夾頭不同心，工作時活塞與缸壁（bì）卡靠（kào），或因工作油缸內有贓物、鏽蝕、油粘度太大等原因造成的工作活塞與缸壁之間的摩擦；由於安裝不水平使工（gōng）作時船形台（tái）滾輪與立柱緊（jǐn）靠或因二者之間間隙調整不當而造成的滾輪與立柱之間的摩擦（cā）。所以要求主體部分要符合規定的水平度要求，並要定期更換符合粘度要求的液壓油（yóu），保持（chí）環境符（fú）合溫濕（shī）度要求、正確調整滾輪與立柱之間的間隙。第三，式④是在假設測（cè）力活塞沒有摩擦的條件下推導出來的，而實際情況下，測力活塞與活塞壁之間（jiān）是不會沒有摩擦的，即（jí）力臂R上所受到的力應為測力活塞受力減（jiǎn）去摩（mó）擦力，設此摩擦力為f″，式②應為WLsinα=(f-f″)Rcos(β-α)=fRcos(β-α)-f″Rcos(β-α)，代入①式得:WLsinα=(S₂/S₁)RFcos(β-α)-f″Rcos(β-α)，WLRF-f″Rcos(β-α)，將代入上（shàng）式並整理得:，可見（jiàn），此摩擦力（lì）會使試（shì）驗機產生負誤差，式（shì）中後者即為引起的誤（wù）差部分，誤差大（dà）小也（yě）與（yǔ）摩擦力成正比。測力活塞產生（shēng）摩擦的主（zhǔ）要原因是測力部分安（ān）裝不（bú）水平，測力活塞與油缸之間有（yǒu）髒物、鏽蝕、油粘度過大等。另一（yī）個重要原因是為減少二者摩擦（cā）而帶（dài）動（dòng）活塞旋（xuán）轉的機構因皮帶太鬆（sōng）或脫落（luò）不（bú）工作。另外（wài）因測力部分安裝不水平（píng）而（ér）使擺軸產生的摩擦力或因擺軸軸承內由於髒物、鏽蝕或（huò）塗粘度（dù）過大的油等引起（qǐ）的（de）摩（mó）擦力，產生的誤（wù）差影響同測力活塞摩（mó）擦力產生的（de）影響，效（xiào）果相（xiàng）同。所以要求測力部（bù）分達到（dào）規定的水平度（dù），同時要保持（chí）清潔、幹（gàn）燥和規定的溫度。

    從④式可以看出，為了保持α與F正確的比例關係，必須保持式中各參數不能變化（huà），而在使用中常因（yīn）各種原因（yīn）而發生變化，常見的是（shì）R和β的變化。由於刀子的摩損會引起R的變化，有時示值出現嚴（yán）重失準的一個重要原因就是，拉杆框架（jià）刀承從刀子上脫落從（cóng）而引起R變化。特別是推杆角度β值（zhí）的變化是各參數中變化最常（cháng）見的情況，因操作者使用不當而造成的衝擊和碰（pèng）撞，會使推杆變形，使β角變化或（huò）因緊固螺釘鬆動使β角變得不穩（wěn）定（dìng）等。β角（jiǎo）增大會引起正誤差，反之會引起負誤差。由於β值調整相對比較容（róng）易，所以試驗機在排除了其它（tā）異常情況後，對所產生的小（xiǎo）而穩定的誤差，也是通過調整β角（jiǎo）的大小來排除。正誤差（chà）減小（xiǎo）β角，負誤差則增加β角。

    另外，度盤指示機構是由齒條齒輪傳動帶動安裝在指示軸上的指針指示力值的（de），所以，齒輪齒條（tiáo）的齧合情況，指針軸軸承的靈活度，指針的安裝（zhuāng）牢固度及與度（dù）盤和外罩是否有摩擦（cā）、被動指針的摩擦力大小等也對誤差都有一定影響，應（yīng）酌情考慮。
    

    原（yuán）理圖