拉力試驗(yàn)機(jī)打滑的原因可以分為人為因素與設(shè)備因素兩大類。
1.人為因素
拉力試驗(yàn)機(jī)打滑的人為因素是由于操作人員在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)沒有按試驗(yàn)的正確方法進(jìn)行操作而造成的,主要有兩方面的因素:試樣夾持長度較短和夾具的鉗口選擇不當(dāng)。
1.1試驗(yàn)夾持長度較短
試驗(yàn)機(jī)夾具的正確使用方式應(yīng)該是,在試件的夾持長度與夾具齒面長度相同時(shí),先借助外力推動鉗口,使其在夾持面上產(chǎn)生初始摩擦力,再通過試驗(yàn)機(jī)橫梁的移動對試樣加載,摩擦力拉動鉗口(楔形口)時(shí)由于斜面的作用,軸向拉力越大,產(chǎn)生的夾持力也越大,試驗(yàn)機(jī)夾具體上有兩個斜面的楔形口正是依據(jù)上述夾持方式,按照接受均勻壓應(yīng)力設(shè)計(jì)的。但是,有些操作人員并沒有按照試驗(yàn)機(jī)的使用要求進(jìn)行操作,試樣夾持長度較短,或者是試樣加工的就太短,造成楔形口斜面受力不均(如圖所示),
試樣夾持過短時(shí)的工作狀態(tài)
楔形口局部應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過材料的屈服強(qiáng)度,從而使楔形口產(chǎn)生塑性變形、嚴(yán)重外翻,使楔形口斜面塌陷或磨損。夾具在這種情況下繼續(xù)使用,減小了楔形口的角度,使夾具本體受力狀態(tài)惡化而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。
1.2夾具的鉗口選擇不當(dāng)
拉力試驗(yàn)機(jī)夾具有多種不同的規(guī)格和夾面,針對不同的試樣采用不同的夾頭,有些操作人員在試驗(yàn)時(shí),使用大規(guī)格鉗口夾持小截面試樣,或使用平夾頭夾持大試樣,使得夾具與試樣接觸不緊密,摩擦系數(shù)明顯降低,直觀的表現(xiàn)為夾具的鱗狀尖峰被除數(shù)磨平,摩擦力大幅度的減小。當(dāng)試樣受力逐漸增大達(dá)到大靜摩擦力時(shí),試樣就會打滑,從面產(chǎn)生虛假屈服現(xiàn)象。
2.設(shè)備原因
設(shè)備原因主要有拉力機(jī)在拉試樣時(shí)由于氧化鐵皮落入楔形塊斜面而引起打滑。金屬試樣在進(jìn)行拉拔過程中產(chǎn)生金屬氧化鐵皮,氧化鐵皮會落入到楔形塊與夾具相結(jié)合的斜面中,使得斜面的平整度被破壞、表面粗糙度嚴(yán)重下降,使楔形口(楔形塊)運(yùn)動不靈活,在拉力不斷增加時(shí),楔形塊沿燕尾斜面的滑動中產(chǎn)生爬行(跳躍行進(jìn))。拉伸加載過程中時(shí)常出現(xiàn)的“叭、叭”之聲,就是這樣產(chǎn)生的。這就是通常所說的打滑。
3.夾具打滑的對策
針對以上由于人為因素和設(shè)備因素引起的打滑原因,制定了以下幾點(diǎn)對策,通過對策的施行可以減少或消除拉力機(jī)打滑現(xiàn)象。
3.1規(guī)范試驗(yàn)機(jī)的操作規(guī)程
針對試樣夾持長度較短和夾具的鉗口選擇不當(dāng),在拉力試驗(yàn)機(jī)的操作規(guī)程中,必須規(guī)定:“拉伸試樣的夾持長度,不得小于夾具齒面的長度”和“不準(zhǔn)使用用于大截面的鉗口夾持小截面試樣或使用平夾頭夾持大試樣”。操作人員必須按操作規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)。
3.2對楔形斜面進(jìn)行修復(fù)
對楔形塊產(chǎn)生塑性變形、嚴(yán)重外翻,使楔形塊斜面塌陷或磨損的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù),修復(fù)一般可以采取以下兩種方法
3.2.1補(bǔ)焊
對楔形塊斜面塌陷或磨損部分先進(jìn)行補(bǔ)焊,然后用插床進(jìn)行復(fù)原(如果機(jī)加工達(dá)不到粗糙度要求,還應(yīng)進(jìn)行刮研)。補(bǔ)焊部位的硬度、強(qiáng)度一般會有所提高,以后注意正確使用夾具就可以了。
3.2.2鑲嵌
對楔形塊斜面按原設(shè)計(jì)角度用插床去除10毫米,然后在此部位鑲嵌一塊磨光的淬火鋼板(如圖所示)。
在夾具體上加裝墊板
這種方式對夾具本體的設(shè)計(jì)強(qiáng)度略有削弱,但長期使用效果較好。
3.3楔形塊上方加上防層裝置
為了防止金屬試樣在拉伸過程中氧化鐵皮落入楔形塊斜面,可以在楔形上方安上兩塊橡皮塊,如圖所示,
這樣就可以有效的減少氧化鐵皮落入斜面,另外可以在楔形塊斜面涂上黃油或潤滑脂,并且定期對夾具進(jìn)行擦洗和換油。
4.結(jié)論
拉力試驗(yàn)機(jī)在進(jìn)行拉力試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)打滑的機(jī)率還是比較高的,主要表現(xiàn)為試樣夾持部分打滑或試驗(yàn)機(jī)某些力值傳遞環(huán)節(jié)間存在較大的間隙等因素,如果以前使用該試驗(yàn)機(jī)所作試驗(yàn)屈服值正常,而現(xiàn)在所作試驗(yàn)屈服值將明顯偏低,且在某些較硬或者較脆的材料試驗(yàn)時(shí)現(xiàn)象尤為明顯,則一般應(yīng)首先考慮是試驗(yàn)機(jī)打滑這一原因。這時(shí)需及時(shí)分析引起打滑的原因,并針對原因采取對應(yīng)的措施,才能確保我們的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。