在高溫金合金及中高低碳合金材料都需要用到力學(xué)機械性能進行檢驗，二金屬材料在作軸向靜拉伸實驗, 對材料的拉伸狀態(tài)性能的檢測，是一項非常關(guān)鍵重要的檢測項目。本文主要介紹JL-3000型機械式萬能實驗機, WJ- 10B型機械式萬能實驗機和WDW- 300微機控制電子萬能實驗機在生產(chǎn)應(yīng)用中幾種常見的故障問題及維修辦法進行總結(jié)分析。

目前, 在車間用于金屬材料軸向靜拉伸實驗項目的設(shè)備有 JL- 3000型機械式萬能實驗機, WJ - 10B型機械式萬能實驗機和 WDW- 300微機控制電子萬能實驗機。 其中 JL-3000型和 WJ-10B 機械式萬能實驗機不僅可以作常溫拉力實驗,還可以根據(jù)材料的要求作200℃～900℃高溫拉伸實驗以測定材料在高溫下的機械性能。

這些實驗機在使用中出現(xiàn)了許多故障,嚴重影響了該項檢驗的質(zhì)量和檢驗的進度。 本著與維修工作者探討拉力機維修技術(shù)的 目的, 選出幾個實例,介紹對故障的分析和處理方法。

1  實例分析與處理

1.1  故障現(xiàn)象一

JL- 3000型拉力實驗機在正常檢驗中,當拉力增加到2500N(滿量程3000N)時,拉速突然降低;且這個現(xiàn)象可以重復(fù)。

1. 1. 1  故障分析

根據(jù)該拉力機在2500N以下工作正常,并且這個過程可重復(fù), 說明主回路和控制電路,機械部分正常。對于接近2500N時,拉速明顯下降,結(jié)合該拉力機的電氣控制原理分析, 隨著實驗樣品的伸長,其抗拉力增加, 驅(qū)動直流電機電流也增加,要求驅(qū)動直流電機端電壓相應(yīng)提高。 如果電機端電壓得不到相應(yīng)提高, 電機會因負載太重減速, 直至停止。 而控制電機端電壓的控制信號是電流正反饋和速度負反饋。 另一方面,如果電機電流太大,為了保護電機免遭過流損壞, 電流截止負反饋信號將迫使電機停止轉(zhuǎn)動。 經(jīng)分析,檢查的重點是電流正反饋和電流截止負反饋部分。

1. 1. 2  檢查和處理

首先檢查正電流反饋電阻2WR和電流截止負反饋電阻3WR均正常。 再將拉速設(shè)定為4mm/min, 做拉力試驗時,檢查發(fā)現(xiàn)直流電機端電壓,隨拉力增加而增加, 說明電氣控制部分正常, 而當拉力達到2500N時,拉速突然下降。 停機后調(diào)節(jié)正反饋電位器2WR,再次實驗故障現(xiàn)象同前,可以斷定電流截止負反饋信號使電機轉(zhuǎn)速下降。 說明原電位器3WR的中點電位因設(shè)備長期使用而變化。 于是調(diào)節(jié)電流截止負反饋電位器3WR,開機后實驗,該故障現(xiàn)象消除。

1.2  故障現(xiàn)象二

LJ- 3000型拉力實驗機進行樣品檢驗時拉速不穩(wěn)定。

1. 2. 1   故障檢查

在給定1mm/min、2mm/min和4mm/min的拉速下,用百分表實際測得值見表1。

從上面實測數(shù)據(jù)可以看到拉速普遍偏低、線性不好,且穩(wěn)定性差,該機不能滿足樣品檢測的要求。

在檢查中發(fā)現(xiàn)該拉力機的上升的速度比下降的速度穩(wěn)定。 在給定1mm/min、2mm/min和3mm/ min的拉速下,測得的一組數(shù)據(jù),見表2。

從上面實測數(shù)據(jù)可以看到, 上升速度比下降速度低近20%,重要的是它很穩(wěn)定。

1.2.2  故障分析

結(jié)合該拉力試驗機的電氣原理進行認真地分析, 控制拉力機上升與下降僅改變了驅(qū)動直流電機的供電方向,電氣和機械結(jié)構(gòu)相同。 另一方面,該拉力機的傳動比很大, 完全可以消除移動平臺的重量對上升速度的影響。 顯然, 上升速度遠遠低于下

降速度不是機械特性所致, 而是該拉力機在下降時電氣部分存在問題。 從該機的調(diào)整控制原理分析, 認為如果測速發(fā)電機部分出現(xiàn)問題就會出現(xiàn)上述升降速度不一致的現(xiàn)象。 根據(jù)上升速度較穩(wěn)定來看,測速發(fā)電機本身正常,其輸出電刷可能與滑環(huán)接觸不良,引起輸出電壓波動。

1.2.3  故障處理

依據(jù)這個分析,處理了測速發(fā)電機的電刷。 并進行了系統(tǒng)調(diào)整后,在給定2mm/min、3mm/min和4mm/min拉速下測得值見表3。

故障處理后, 操作人員認為該拉力試驗機的拉速穩(wěn)定,完全可以滿足拉伸檢驗速度的要求,可以投入使用。

1 . 3  故障現(xiàn)象三

WDW- 300N型微機控制電子萬能實驗機進行軸向引伸計測量時, 檢測顯示值嚴重偏低。

1.3.1  故障分析。

結(jié)合該機的電氣控制原理圖分析, 由于該機在

進行樣品位移檢驗時, 工作正常,說明該機的電氣控制,機構(gòu)驅(qū)動,信號轉(zhuǎn)換,顯示部分均正常。 而位移信號與軸向引伸計信號分別由兩塊 A/ D電路檢測。 顯然,檢查重點應(yīng)放在軸向引伸計 A/D檢測電路。

1.3.2  檢查處理

用標定儀(0. 5mm/圈)校正。 將該標定儀調(diào)整11圈,即5.5mm。而儀器顯示位移值僅為1.25mm, 比輸入的5. 5mm小得多。

1 . 3. 3  測試引伸計 A/D

檢查電路上的引伸計供電電壓 V= 1. 091V(正常應(yīng)為6V);進一步檢查該 A/D電路上電壓調(diào)整晶體管 C1008壞了。 更換該晶體管后 V=5. 91V。

1.3.4  檢驗

仍用標定義(0. 5mm/圈)校正

旋轉(zhuǎn)圈數(shù)           儀器顯示值/mm

一圈                     0.603

二圈                     1.210

三圈                     1.815

四圈                     2.435

五圈                     3.042

六圈                     3.655

從上述數(shù)據(jù)可以看到, 校正值與測試值成正比, 并且測量顯示值正常。

1.4  故障現(xiàn)象四

WB- 10B型拉力實驗機快升快降時, 響應(yīng)嚴重滯后。 即點按快升快降按鈕時,快升快降不工作, 只有按住快升快降按鈕時間長一些, 才能快升快降。

1.4.1  故障分析

WJ- 10B拉力機中快速升降和慢速升降分別由兩臺電機驅(qū)動同一試樣臺。

快速升降是為了更換試樣時,在較短時間內(nèi)使下試樣臺移動較大距離,它由一臺三相交流電機驅(qū)動;而慢升降由直流電機帶動,進行樣品拉伸檢驗。這兩種驅(qū)動方式的機械轉(zhuǎn)換由一臺離合器完成。離合器得電動作時,脫離快速升降機構(gòu),由直流電機帶動樣品臺慢速升降,離合器失電不工作時,嚙合快速升降機構(gòu), 由交流電機帶動樣品臺快速升降。顯然,要檢查這個故障,對于機械方面來說,首先應(yīng)從離合器轉(zhuǎn)換機構(gòu)著手。其次是控制快速升降電機的接觸器等。

1.4.2  檢查處理

開機時,測得離合器滑環(huán)電壓為10V,此時離合器吸合(但很緩慢);進行快升快降操作時,供電為零,此時離合器不工作(脫開慢升降機構(gòu))。 根據(jù)電氣原理分析,慢升降時,離合器因為23V左右,現(xiàn)為10V。說明離合器供電直流電路有故障。  由于該電壓很低, 離合器吸力不夠, 緩慢吸合, 失電后反彈力不大,不能快速脫開慢升降機構(gòu),這就是快升快降響應(yīng)滯后的原因。

檢查離合器供電直流電路時發(fā)現(xiàn)一只整流二極管(2CZ12B)斷路損壞,更換這只二極管后,該直流輸出電壓為23. 2VDC。 開機后故障現(xiàn)象消除。

1 . 5  故障現(xiàn)象五

WB- 10型拉力實驗機慢升工作時, 點按停止按鈕停不下來(直流電機繼續(xù)工作),必須較長時間按住停止按鈕直流電機才能停止工作; 但該拉力機慢降工作時點按停止按鈕可停機。

1.5.1  故障分析

由于該拉力機慢降工作時, 點按停止按鈕可以停機, 說明停止按鈕正常(共用)。 造成上述故障現(xiàn)象有兩方面的原因, 其一是控制慢升工作的繼電器YC的觸點短暫“粘住”, 線圈斷點后各觸點不能斷開,繼續(xù)經(jīng)其觸點向直流電機提供電源, 使該電機繼續(xù)工作;其二是 YC繼電器可動鐵芯剩磁較強,該繼電器線圈失電后,因剩磁作用,可動鐵芯仍吸合不能立刻掉下, 使起可控觸點不能斷開。

1.5.2  檢查處理

首先檢查 YC繼電器觸點的情況,未發(fā)現(xiàn)有“粘住”的痕跡。 可能是該繼電器鐵芯剩磁較強。 于是更換該繼電器后故障消除。

2  結(jié)束語

由于拉力試驗機的電氣控制電路特別復(fù)雜，出現(xiàn)的故障也有很多情況，各不相同，而拉力不穩(wěn)定性因素則是最常見的一種故障問題，在維修難度上也有一定困難性，檢測人員需要高度重視，認真分析總結(jié)各種故障問題，從而解決維修。