在高溫金合金及中高低碳合金材料都需要用到力學機械性能進行檢驗，二金屬材料在作軸向靜拉伸實驗, 對材料的拉伸狀態性能的檢測，是一項非常關鍵重要的檢測項目。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應用中幾種常見的故障問題及維修辦法進行總結分析。

目前, 在車間用于金屬材料軸向靜拉伸實驗項目的設備有 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了許多故障,嚴重影響了該項檢驗的質量和檢驗的進度。 本著與維修工作者探討拉力機維修技術的 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;且這個現象可以重復。

1. 1. 1  故障分析

根據該拉力機在2500N以下工作正常,并且這個過程可重復, 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, 驅動直流電機電流也增加,要求驅動直流電機端電壓相應提高。 如果電機端電壓得不到相應提高, 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動。 經分析,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。 再將拉速設定為4mm/min, 做拉力試驗時,檢查發現直流電機端電壓,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。 停機后調節正反饋電位器2WR,再次實驗故障現象同前,可以斷定電流截止負反饋信號使電機轉速下降。 說明原電位器3WR的中點電位因設備長期使用而變化。 于是調節電流截止負反饋電位器3WR,開機后實驗,該故障現象消除。

1.2  故障現象二

LJ- 3000型拉力實驗機進行樣品檢驗時拉速不穩定。

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。

從上面實測數據可以看到拉速普遍偏低、線性不好,且穩定性差,該機不能滿足樣品檢測的要求。

在檢查中發現該拉力機的上升的速度比下降的速度穩定。 在給定1mm/min、2mm/min和3mm/ min的拉速下,測得的一組數據,見表2。

從上面實測數據可以看到, 上升速度比下降速度低近20%,重要的是它很穩定。

1.2.2  故障分析

結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動直流電機的供電方向,電氣和機械結構相同。 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。 從該機的調整控制原理分析, 認為如果測速發電機部分出現問題就會出現上述升降速度不一致的現象。 根據上升速度較穩定來看,測速發電機本身正常,其輸出電刷可能與滑環接觸不良,引起輸出電壓波動。

1.2.3  故障處理

依據這個分析,處理了測速發電機的電刷。 并進行了系統調整后,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,機構驅動,信號轉換,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(正常應為6V);進一步檢查該 A/D電路上電壓調整晶體管 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

旋轉圈數           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

從上述數據可以看到, 校正值與測試值成正比, 并且測量顯示值正常。

1.4  故障現象四

WB- 10B型拉力實驗機快升快降時, 響應嚴重滯后。 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動同一試樣臺。

快速升降是為了更換試樣時,在較短時間內使下試樣臺移動較大距離,它由一臺三相交流電機驅動;而慢升降由直流電機帶動,進行樣品拉伸檢驗。這兩種驅動方式的機械轉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,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, 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,首先應從離合器轉換機構著手。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)。 根據電氣原理分析,慢升降時,離合器因為23V左右,現為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,這就是快升快降響應滯后的原因。

檢查離合器供電直流電路時發現一只整流二極管(2CZ12B)斷路損壞,更換這只二極管后,該直流輸出電壓為23. 2VDC。 開機后故障現象消除。

1 . 5  故障現象五

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,繼續經其觸點向直流電機提供電源, 使該電機繼續工作;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,未發現有“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  結束語

由于拉力試驗機的電氣控制電路特別復雜，出現的故障也有很多情況，各不相同，而拉力不穩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，認真分析總結各種故障問題，從而解決維修。