挠曲试验机

万能试验机（UTMs）是非常可靠耐用的工具——能够一周工作7天，每天进行数百次试验，承受试样在高达5kN、50kN、甚至600kN及以上的载荷下发生断裂时所产生的能量冲击。然而，和真的驮马一样，经过数年或数十年的工作，试验机最终会变旧、磨损，不再像新机一样可靠，性能也不可同日而语——但是，你会把它放在一边，置之不理？或者，你会对其翻新升级，让其保持可靠运行——可能会更胜从前？认识系统组件万能试验机（UTMs）已问世愈80年，最常见是机电试验系统。机电试验系统可用于进行拉力、压缩、挠曲（弯曲）和部件试验，按设计可分为两大部分：机架和控制器。试验机机架是系统机械部分的主体。承载机架一般由两个带有旋转丝杠的立柱构成，可垂直上下移动横梁。更为坚固的系统配有导柱，以加强结构刚度、提高对中性能。载荷传感器（测压元件）安装在移动横梁或底座上。夹头、压盘或其他装置装在载荷传感器和底座上，构成测试加载字符串。移动横梁在试验期间的行程，一般用编码器识别。其他传感器，例如引伸计或LVDT，也可用于测量试验试样或组件的实际位移。控制器可视为是系统的“大脑”。控制器配合其他配件，例如高低温环境箱和高温炉，对机架和传感器进行监控。控制器也可与计算机联结，按预定的试验方法进行控制、收集数据、分析和报告。好零件变坏时有时，系统部件会出现故障。连续使用的关键部件包括功率放大器和电机。功率放大器是试验系统的主要驱动装置，能够吸收大量功率来驱动电机。功率放大器是常用部件，使用10~15年就会出现故障——多数情况下，原装供应商无法再提供原装产品。目前，试验系统制造商面临的一大问题是，OEM供应商淘汰部件的速度越来越快，尤其是处理器芯片或显示器之类的电子部件。在此情况下，可选择修理或使用翻新部件，完全兼容的替代部件可能有现成的，或者需要经过设计和测试以符合替换需求。尽管大多数试验系统制造商都想方设法保证系统继续运行，但对制造商和顾客而言，因故障时间和成本消耗等因素而使这些选择难以付诸行动。何时考虑翻新改良简单地说，翻新是对老旧试验系统的升级。有时，翻新只是拆除控制器部分，换成时下先进的版本。更为常见的翻新是更换易出错或过时的关键部件，例如电机或功率放大器。翻新时，其他需要考虑重要因素是，升级后，系统是否需要满足当前行业标准的要求。现今，大多数翻新是加装新软件和预置试验方法的计算机，较大程度地实现试验过程、数据分析和报告的自动化。系统控制器较当前的行业标准越来越落后，或者与越来越新的配件不兼容时，多数用户都会考虑对系统进行翻新。例如，20年前认为20点/秒的数据采集速率“很快”,而现在的系统，试验数据采集高达2.5 KHz——试验曲线轮廓清晰度更真、显示的兴越点更多、试验结果更精确。而许多老旧的控制器与装有最新操作系统的计算机不兼容。老旧的控制器可能不具备按最新试验标准进行试验所需的处理能力和反应时间。例如，ISO 6892-1:2009“金属材料——拉伸试验”和ASTM E8-15“金属材料拉伸试验标准试验方法”对闭环应变速率控制规定了限制程度较高的应变速率和公差，老旧的控制器和软件一般都无能为力。有些老旧的试验机架，通用试验接口和运转机制与实验室内其他新型试验系统的相同，翻新是让其重新焕发生机比较经济的方法——无需购买全新的试验机。翻新后，实验员无需改变操作方式就可操作所有试验系统——因而提高了效率、减少了对实验员的培训、降低了用户错误、提高了试验结果的一致性。现有的载荷传感器、夹头和其他配件得以保留，节省了原始投资。翻新没有“万全之策”翻新的风险和优势并存。要知道，世上根本没有对所有试验系统（无论生产商是谁）都起效的翻新方案。首先应考虑翻新的内容有什么。对于老旧的系统，近、中期内有故障风险的零件应包含在内，例如功率放大器。安全同样是必须考虑的重要问题。检查新的急停开关等安全部件，确保符合最新行业标准的要求。另外，确保系统翻新后，现有的安全装置未被禁用或拆除。例如，如果一级限位开关出现故障，次级或二级限位开关能够保护系统的移动横梁不至于在两个方向上移动超限，是一级限位开关的后备。翻新方案应完全与原装试验系统的动态性能相匹配。换用的功率放大器或电机，电流和电压应大小相适。功率放大器或电机如果不够大，性能就会欠佳；相应地，试验系统将无法达到满载荷能力或最大试验速度，可能会因过载而过早出现故障。大部件能够奏效，但这种设计缺陷意味着大材小用。最重要的是，控制系统必须调试得当，以便运行稳定，性能最佳，从而确保系统指令和反馈环路处于最完美的设定。进行调整时，需要知道并输入正确的PID控制参数（比例范围/增益、积分增益/重置、微分增益/速率）。系统如果调试不当，好一点的情况是会导致性能欠差；但在最坏的情况下，会导致严重的安全问题，包括试验速度不准确、试验读数不精确，电机振动、机器不稳、振动、横梁突然移动、试验极限超限、关机时机器无法及时停机等等。当然，市场上有专门提供翻新服务的第三方机构，但在这方面，原装系统制造商只承认他们对原装产品设计的最佳参数以及固有的安全装置。例如，进行翻新的第三方可能会拆除系统的原装外壳或外罩，以便安装自己新的翻新零件——没有认识到这些拆除件实际上是射频屏蔽构件（用以阻挡射频干扰的影响）。另外，现有的传感器，例如载荷传感器和引伸计，必须具有电气兼容性，能够通过适配器与新的控制器相连，并且能够利用电气方法进行正确的校准、配平和读数。翻新安装根据ASTM E4和ISO 9513标准，由于换用了新的零件，作了修改，翻新的系统必须在使用前重新进行验证。ASTM E4“试验机力鉴定标准规程”规定，“试验机维修后，对称重系统的运行或显示数值有影响的，应立即进行验证。”因此，有必要考虑选择这样的翻新供应商：能够圆满完成翻新工作，微调系统设定，同时能够提供所有必需的服务，包括对载荷传感器、引伸计、位移和速度进行验证。由于ASTM E4还规定，重新装置的机器需要重新进行验证，也可考虑在客户所在地进行翻修，这样能够节约一些大型设备可能产生的往来运输和包装的金钱和时间成本。大多数标准万能试验系统的翻修工作应在一到两天内完成，包括对所有传感器的验证。何时不考虑进行翻新并不是每个试验系统都适合进行翻新。一次翻新，不可能把现有系统的所有零件都更换掉。通常，旋转丝杠、变速箱和离合器是较为可靠耐用的部件，不需要更换。然而，如果它们出现故障，更换起来费用浩大——不只是指零件成本，还指维修服务成本和停机时间。另外，机架性能的提高可能无法超越物理局限。例如，无论新控制器的电子器件多么优良，载荷精度范围可能永远也无法超越原装载荷传感器的精度范围。即使是专为更现代的试验机架设计的新型配件，可能也需要自定义安装，以便能够装入旧机架内。就像汽车，终有一天，与可能要更换或修理每个部件相比，整机更新会变得更便宜、更实际。翻新还是不翻新当然，几乎所有老旧的试验系统都可以翻新改良。问题是这种投资是否值得。先看看哪些部件需要更换或保留。再评估下保留的零件的预期寿命情况，以及如果出现故障，其更换件和成本情况怎样。最后想想新的配件或软件是否易用。大型落地机架，由于新系统和配件的成本因素，最适合进行翻新。台式机架可能不适合这样直截了当地做决定，尤其是市场有新型机架可供选择时。实验室原先购买的是5kN的框架，如果从未进行过超过2kN的试验，或者更喜欢占地面积较小的机器（因为实验室空间有限），可能会觉得换用小一点的2kN的单柱试验机更好。认识翻新的优点、缺点和风险 优点可以保留大部分原始投资：机架、载荷传感器、配件；成本比购买新的试验系统低；可将其视为维修预算项目，而不是固定资产；通过更换经常故障的零件，可以延长使用寿命和可靠性；能够提高原装试验系统某些方面的性能，例如更高的数据采集速率、智能数据记录和试验自动化；可以使用更新的软件和配件，例如非接触式视频引伸计。缺点较之于新的试验系统，成本节约并不明显，尤其是小型单立柱机架或台式机架；将维修服务成本作为因素计入时，较之于新的试验系统，成本节约并不明显；可能无法更换所有具有故障风险的零件；保留的零件如果出现故障，更换成本过于高昂；可能无法很方便地与新配件保持兼容，而是需要自定义安装等。风险试验系统调试失当，会导致性能欠佳或不良，例如，横梁行程超限、突然移动及试验读数不精确；更换件不是专为具体的试验机架设计的；功率放大器或电机如果不够大，试验系统无法达到原装产品应有的载荷能力或全速范围；原装安全装置被拆除或被禁用，例如二级限限位开关Q。技术贴士大型落地机架，由于新系统和配件的成本因素，最适合进行翻新。台式机架可能不适合直截了当地做决定，尤其是市场有新型机架可供选择时。实验室原先购买的是10kN的机架，如果从未进行过超过1kN的试验，或者更喜欢占地面积较小的机器，那换用小一点的1kN的单立柱试验机可能会更好。

2010年12月11日，天水红山试验机有限公司在兰州饭店召开了2010年省级科技成果暨新产品鉴定会。甘肃省科技厅、甘肃省工信委、天水市科技局、天水市工信委相关领导共十六人出席了会议。鉴定会现场　　本次会议由甘肃省科技厅组织、天水市科技局主持，邀请中国科学院院士、兰州大学副校长、博士生导师郑晓静担任鉴定委员会主任，甘肃省科学院副院长、研究员刘国汉，甘肃省机械科学院院长、研究员韩少平担任副主任，兰州理工大学流体学院副院长冀宏教授，甘肃省机电产品监督检验站站长、高级工程师张惠泽，天水锻压机床有限公司总工程师、高级工程师蒋文凯，天水星火机床有限公司总设计师、高级工程师许铭生为专家组成鉴定委员会，对天水红山试验机有限公司研制的“复杂荷载动静试验机”、“微机电液伺服控制膨胀管试验机”、“微机控制30000kN卧式多功能拉力试验机”、“1000kN花岗岩裂隙水渗透试验机”四个项目进行了科技成果暨新产品鉴定。　　甘肃省科技厅成果处处长张怡静、甘肃省工信委技术创新处处长李开明代表省科技厅和省工信委讲话，对红山公司在科技创新中取得的高水平成果表示祝贺，对企业近年来在企业科技创新工作中所做的突出成绩给予高度评价，希望也相信红山公司在今后的工作中做出更大成绩，省上将一如既往的给予大力支持。　　鉴定委员会认真听取了课题组所作的项目工作汇报，审阅了 相关材料，经质询讨论后，一致认为提交鉴定的项目执行了现行国家标准和企业标准，达到了预期的设计要求，提交会议的相关材料齐全、完整、统一。四个项目经甘肃省机电产品质量监督检验站现场检测，各项技术性能指标均达到标准要求，安全指标符合有关法规的规定。　　“复杂荷载动静试验机” 产品主要针对海洋输油管道工程中高强度输油管道力学性能检测的需求，模拟海底输油钢管承受复杂荷载下的力学性能测试方法。可对钢管在轴向压力(或拉力)、内压、弯矩等多种载荷联合作用条件下的变形、承载能力和疲劳寿命进行静动态测试。该试验机采用独特的试件直立安装结构，可防止细长试样倾覆，试样钢管固定可靠。该产品设计合理，结构新颖，创新性突出，使用维护方便，各项指标达到预期设计要求，总体技术达到国际领先水平。　　“1000kN花岗岩裂隙水渗透试验机” 产品针对地下裂隙岩石中的渗流特性测试的需求，可进行不同应力条件下的渗透试验，更好地获取花岗岩裂隙渗透测试数据，可对大尺度裂隙岩石的渗透水流进行全方位的温度、压力流量检测和控制。该试验机采用了一个竖向油缸和水平X-X、Y-Y向各两个油缸的五油缸加载系统，既可做三轴试验，也可做水平向剪切试验。总体技术达到国际领先水平。　　“微机电液伺服控制膨胀管试验机”主要针对钢管在单向和多向受力情况下的静动态力学特性。该试验机主要用于高强度钢管在机械拉伸、内压膨胀、复合拉伸膨胀时单向和多向静动态力学特性的测试。具备机械牵引膨胀锥、高压水推动膨胀锥和机械牵引-高压水推动复合的三种膨胀方式，可对φ80mm—φ340mm各种钢管进行试验。也可对钢管膨胀进行径向变化量的实时动态测量，钢管内充压最高可达70MPa，总体技术达到国际先进水平。　　“微机控制30000kN卧式多功能拉力试验机”主要用于钢丝绳、索具、锚链、钢缆、桥索、化纤缆绳、电缆等特长试件的抗拉强度或耐受试验，也适用于对金属结构件、系泊锚泊设备、吊梁及非金属材料的强度拉伸试验。该产品采用大小双油缸轴向叠加串联式加载系统，拼接式承载框架，扩展了试验范围，具有试件拉直功能，降低了成本。最大拉伸静载荷达30000kN，是目前国内最大的卧式拉力试验机。总体技术达到国内领先水平。　　红山公司总经理李小宁代表企业讲话，对各位专家认真严谨、一丝不苟的工作精神表示钦佩，对各位领导在百忙之中莅临会议表示感谢，对省科技厅和省工信委近年来对企业的大力支持表示感谢。他指出，红山公司在省市有关部门的正确领导关怀下，在星火集团公司的大力支持帮助下，认真贯彻落实“和谐立本、创新为先”的企业理念，大力组织实施产学研工程，不断加大科技投入，走出了出一条以企业为主体、市场为导向、品牌为目标的创新发展之路，企业科技创新能力显著增强，研制开发了一批拥有自主知识产权的高新技术产品，取得了一批较高水平的科技创新成果，也得到了国家、省市有关部门资金上的大力支持，为企业发展注入了活力、增添了后劲。我们将以这次鉴定会会为契机，在省市有关部门的正确领导，在星火集团公司的关心支持下，紧紧抓住国家实施“十二五规划”的重大战略机遇，团结带领企业广大科技人员，不遗余力的推进企业技术创新，不断提高自主创新能力，不断创新完善以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，充分利用公司研发能力强，科技成果数量多、水平高的优势，把企业的产品制造、市场开拓、品牌打造的能力有效整合起来，与科研院所实现强强联合、优势互补，争取在关键技术领域取得重大突破，加速科技成果转化，不断培育新的经济增长点，为地方经济和社会发展作出更大的贡献，再创新的辉煌。

我国市场有个怪现象,一种产品利润稍高一点,诸多厂家一拥而上。不管条件具备不具备,没条件创造条件也要上,大概要应验撑死胆大的那句名言吧！ 试验机市场也同样如此,由于入行的门坎资金不高大约50万多一点,一般的测控系统加软件已有了专业户,有的地方也出现了试验机加工制品的专业工厂,更加上一些在试验机厂家工作的年轻人看到试验机厂发展较快,纷纷跃跃欲试另立山头；3-5个人就扯起一面大旗生产试验机,甚至把名牌厂家的名字重新组合一下,提高其影响力。有的中间商从专业厂家进整机贴牌后,也打起了试验机生产专业厂的牌子,五花八门,莫衷一是。 从试验机生产厂讲,笔者认为全国可分成几大块；第一大块为改革开放前就生产试验机的厂家,如天水红山、长春长材、济南试金等。均为国有企业,资格老,基础好。有的已改制,有的正在改制；它们的特点为厂大,人多,有的上千人,包袱重,对市场反映没有民营企业快,在液压机方面有优势,价格较高。 第二块为改革开放后兴起点较早的民营企业,一般为1998年左右成立的厂家,新兴厂家是本着为替代进口,填补国内电子式试验机（微机控制电子万能材料试验机）的空白而创业的；如长春科新、深圳新三思（现已被美国MTS公司收购）、深圳凯强利等。因品种较多其规模较大的有几百人；品种较少的也有百人左右。这些厂家特点为：组织结构比较健全,人员配备（包括硬件,软件,机械,调试等工程技术人员）较齐；经过近几年的生产经营,客户遍及全国,有进出口检验检疫、产品质量监督、科学院所、大专院校、各种制造企业。这些试验机生产厂机制灵活,市场反应快。经营方式各俱特色,有的名气大（如新三思）,有的背景硬（中科院的牌子）,有的性价比高（如凯强利）等。这些企业接单比较慎重,没有发生烂单现象（即接了单做不出,货不交款又不退久拖不决）,口碑比较好,信誉比较高,市场占有率较大,是试验机生产的主要生力军。 第三块为以江浙企业居多,本着简单低价的原则,生产一些基本性能达到试验标准要求,适应于对检测要求不高的初级试验机产品。显著的特点价格低,一般为款到发货,有的企业没有售后服务。 第四块为所谓的派生企业,从第一、二块分出来的厂家较多,人员大约几个人,十几个人,对试验机基本上外购件组装销售,没有什么设计能力,服务跟不上,这些企业没有长期发展的想法,基本上是打一枪换个地方。 另外,还有外资企业如德国的紫微克,美国的英斯特朗,日本的岛津,他们的试验机特点是&ldquo 曲高和寡,阳春白雪&rdquo 以前是研究院所购得较多；现在也不同了，民族的试验机企业正在崛起，其中深圳三思纵横科技股份有限公司就是一个典型的民族企业。虽然深圳三思创立的时间不久，但是有着雄厚的人才资源，产品质量好，又有很好的售后服务做后盾以及一大批支持我们国家民族企业发展的客户，相信深圳三思在以后的日子里会蒸蒸日上，成为中国试验机行业的领头羊！