电液伺服试验机故障诊断与修复

WAW-500微机控制电液伺服试验机的故障诊断与修复FaultdetectionandrepaireofWAW-500electrohydraulicservicetester重庆市重钢股份公司钢研所牟家寿朱波梁钊IronandSteelResearchInstituteofChongqingIronandSteelCo.LtdMujiashouZhuboLianzhao重庆市重钢集团职工培训中心吴伟方ChongqingIron&SteelGroupstafftrainingcenterWuWeiFang摘要本文简述吉林金力试验技术有限公司生产的WAW-500微机控制电液伺服试验机的工作原理，阐述了该试验机产生的故障现象，分析讨论了试验机负荷示值呈非线性偏差的原因与诊断方法，并据些对试验的主机刚性框架进行了修复，用调整试验机工作油缸活塞间位置的方法解决了工作油缸之间产生的磨擦，并使之重新投入生产。说明了试验机活塞之间产生的摩擦会造成了负荷测量产生严重的偏差，表现为非线性的偏差，因此，拉伸试验机应该定期进行水平检查，以避免此类故障的出现。AbstractThispaperbrieflyintroducedtheprincipleofWAW-500,thecomputercontrolledelectrohydraulicservicetesterwhicharemanufacturedbyJinLinJinlicompany,andanalyzeswhytheloadvlaueofthetesterpresentednonlinearpartial,testingmethodswerealsoputforward.Positionoftheworkingpistoncylinderwasmodified,sothatfrictionbetweenpistoncylinderreduced,andnormaltaskswereguaranteed.Frictionbetweenpistonsofthetesterscausederrosofloadmeasurement,anditpresentednonlinearpartial.Therefore,toavoidsimilarerroshappen,thetensiletestingmachineshouldbeinspectedregularly.关键词电液伺服试验机负荷误差修复KeyWordselectrohydraulicservicetesterloadvalueerrorrepaire１、引言Introduction吉林金力试验技术有限公司生产的WAW-500电液伺服材料试验机（试验机级别为1级）是重钢钢研所在2003年12月引进的力学性能检测设备，可对各种金属、非金属材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切试验。该设备使用频率最较高，现已使用7年多。2010年6月，经计量部门检定，结果显示示值相对误差最大为：-3.22。示值重复性相对误差最大为：4.41。大大超过了国家标准规定的试验机允许偏差。GB/T16825.1-2002《拉力和（或）压力试验机测力系统的检验与校准》规定1级试验机的示值相对误差为：±1.0。示值重复性相对误差为：1.0。通过对试验机故障原因的研究，并对试验机进行了全面的检查，最后进行了修复。修复后的负荷示值偏差经过计量部门的检定，完全满足国家标准对试验机的要求。2.试验机产生的故障现象Faultsoftester2010年6月，经计量部门检定的结果显示试验机负荷示值呈非线性偏差，最大偏差达到负偏差4.92%，大大超过了国家标准规定的试验机允许误差。图1WAW-500电液伺服材料试验机工作原理图Fig.1workingprincpleofWAW-500计量部门检定的负荷示值结果如表1所示：表1标准测力环检定结果Table1testingresultsofstandardringdynamometer检定点项目100KN200KN300KN400KN500KN传感器KN示值110520831041151121032033013984963102201297393489标准值KN1002004.020400500示值相对误差%-3.22-1.96-0.99-0.250.20示值重复性相对误差%2.903.434.294.494.41由表1可以看出，试验机负荷示值结果呈现非线性偏差，其中多为负偏差，几点却呈现正偏差，而且检定重复性也非常差。示值相对误差的计算：%100FFFiq示值重复性相对误差的计算：FFFbminmaxFi—被检试验机力指示装置进程示值F—对应同一点力几次测量的算术平均值3.负荷示值误差原因分析Ananlysisonthecauseofloadindicationerro试验机负荷示值产生偏差，原因是多方面的。但主要原因有三个方面：一、力值传感器损坏；二、计算机系统软件故障；三、试验机主机各部件之间产生了磨擦。我们针对上述三个方面的故障因素用排除法寻找原因。首先，我们重新在计算机上安装了新的操作系统并重新安装了试验机的操作软件，经过自检，排除了计算机系统软件故障的因素。其次，我们拆下了试验机的力值传感器，用经过计量部门检定的标准数显力值传感器进行比对检定，结果如表2所示：从表2可以看出，试验机力值传感器虽然存在很大的偏差，而且也超过了国家标准，但偏差完全是线性的，而且重现性也非常良好，与试验机本身表现出的非线性偏差及其很差的重现性完全不一致，而这样的偏差完全可以通过计算机校定程序改变其参数来纠正。这就可以排除了试验机力值传感器故障引起偏差的因素。表2第一次力值传感器比对结果Table2firstcomparedresultsofpowervaluesensor检定点项目100KN200KN300KN400KN500KN传感器KN示值197.4193.2288.8384.8480.0297.2193.0288.8384.7480.1397.3193.1288.8384.6480.2标准值KN100.0200.0300.0400.0500.0示值相对误差%2.773.573.883.984.14示值重复性相对误差%0.210.100.000.050.04最后，我们对WAW-500电液伺服材料试验机的主机机架进行了拆除并对各部件进行了仔细的检查，结果发现：一、试验机左立柱固定螺栓严重松动，锁紧螺栓已不知道去向。二、工作油缸活塞表面有一些轻微的摩擦痕迹。这两种原因都可能引起试验机主机各部件之间产生磨擦。4.主机刚性框架的修复Modificationofrigidframeofthehost我们对测试台施加一定预负荷，并使之保持水平状态，然后旋紧固定螺栓，再用一颗锁紧螺栓装上锁紧。最后用精密水平仪逐一对主机刚性框架各个方向以及刚性框架与下横梁等部件之间进行水平调整，并保证主机机架处于良好水平状态。调整好主机机架后，我们装上试验机力值传感器重新进行了校正，发现非线性负偏差现象只是有所好转但仍然存在。5.工作油缸的处理办法HandlingMethodsofworkingcylinder由于工作油缸活塞表面具有非常高的精度要求，所以不能轻易对活塞表面进行处理，如果处置不当，工作油缸就报废了。经过对活塞表面摩擦痕迹的仔细观察，我们发现摩擦痕迹仅仅只位于活塞表面的一侧，最后我们想到了能否将活塞旋转一定角度，调整活塞之间的位置以求错开摩擦点来解决问题的办法。我们将活塞旋转了九十度，然后再装好力值传感器，进行了两次比对检定，结果如表3所示：由表3可以看出，最大偏差已控制在1%以内了，完全符合国国家标准规定的试验机允许偏差。最后经计量部门检定合格，现已重新投入使用。6.结语Conclusions由于WAW-500电液伺服材料试验机左立柱产生严重松动，机架呈非水平状态，从而在进行大负荷试验时，试样断裂造成的震动力，使活塞之间产生摩擦，进而造成活塞表面的产生了摩擦痕迹。这些摩擦痕迹就会造成了负荷测量，特别是小负荷测量时产生严重的偏差，表现为非线性的偏差并且无法通过计算机程序来进行校定。因此，拉伸试验机，特别是大负荷的拉伸试验机应该定期进行水平检查，以避免此类故障的出现。表3第二次力值传感器比对结果Table3secondcomparedresultsofpowervaluesensor检定点项目100KN200KN300KN400KN500KN传感器KN示值199.6198.6297.6396.6495.6299.6199.8297.9397.2496.2399.6199.2298.2396.9495.9标准值KN100.0200.0300.0400.0500.0示值相对误差%0.400.400.700.780.83示值重复性相对误差%0.000.600.200.150.12WAW-500电液伺服材料试验机的修复，为我们自行修复类似的试验机故障提供了可供借鉴的维修经验，也借此希望业内各位同行进行指导与交流。对于参考文献的说明：首先谢谢编辑部对我们实验室工作人员的大力支持与细心的校验。本文属于设备维护方面的一点经验，在工作过程中没有参考任何文献，所以在前次发稿的时候没有写参考文献。如果一定要加上参考文献，就只有加上这次编辑部给我们建议采用的两个国标GB/T16826-2008《电液伺服万能试验机》及GB/T16825.1-2002《拉力和（或）压力试验机测力系统的检验与校准》。不知道这样是否可行？文章编号pt100224