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摆锤式冲击试验机各因素对冲击能示值

发布时间:2019-6-3 9:44:14  浏览:

jjg145—2007《摆锤式冲击试验机》检定规程中对冲击试验机各部件的计量性能有明确的要求,但并没有提及偏离允许范围或标准值时对冲击能量的影响。根据冲击试验机多年的工作经验,探讨各参数对冲击能量的影响。需要特别说明的是,在以下论述中,假设除讨论参量以外的其他参量都处于允许范围或标准值。

1、冲击试验机的机架

1.1.机座水平度

冲击试验机机座水平度对以下参数产生影响:回零差;摆锤自由悬挂时冲击刀刀刃与试样的间隙;预仰角;度盘分度标记的准确度。

1.2摆轴轴线与基准面的平行度

摆轴轴线与基准面的平行度对以下参数产生影响:

刀刃对中性;摆锤侧面与试样支座的垂直度;刀刃与试样纵向轴线的夹角。

1.3摆锤自由悬挂时冲击刀刀刃与试样的间隙该参量对刀刃与试样接触时摆锤的相对位置产生影响,这个间隙无论是正值还是负值都会使最后的冲击能量变大。

摆锤式冲击试验机,冲击试验机

1.4摆锤侧面与摆动平面的平行度

该参量对空气摩擦阻力和轴承摩擦阻力和刀刃对中性产生影响。

1.5摆锤侧面与试样支座的垂直度

该参量对摆锤自由摆动时刀刃与试样纵向轴线的夹角产生影响。

1.6摆锤自由摆动时刀刃与试样纵向轴线的夹角该参量使得刀刃与试样的有效接触长度增加,进而使冲击能量增大。

1.7摆轴轴向间隙

该参量一是对轴承摩擦力及能量损失产生影响;二是对刀刃对中性产生影响。

1.8摆轴轴承处的径向间隙

该参量一是对轴承摩擦力及能量损失产生影响;二是对摆轴轴线与打击中心之间的距离产生影响。

2、冲击试验机的摆锤

2.1回零误差

回零误差越接近于零冲击能量越准确;回零误差为正值,则冲击能量偏大;回零误差为负值,则冲击能量偏小。

2.2能量损失

能量损失越小,测得的冲击能量越接近于真值;有能量损失,测得的冲击能量要比真实的冲击能量大。

2.3摆轴轴线至打击中心距离

摆轴轴线至打击中心距离一般比摆长要小一些,这个距离对摆锤力矩不会产生影响,但下落高度的测量值会比真实值偏大,使得初始势能的测定值要比真实值偏大,从而使冲击能量变小。

2.4摆锤力矩

摆锤力矩增大会导致初始势能增大,使冲击能量变小;反之则会使冲击能量变大。公式(1)给出了摆锤初始势能和摆锤力矩及摆锤预仰角之间的关系:

kp=m(1-cosa)(1)

式中:

kp———摆锤的初始势能;

m———摆锤力矩;

a———摆锤预仰角。

2.5摆锤的预仰角

摆锤的预仰角增大,会导致初始势能增大,进而使冲击能量变小;反这则会使冲击能量变大。

2.6度盘分度标记的准确度

  

冲击能量是通过度盘直接读取出来的,如果度盘分度标记的不够准确,那么对冲击能的示值将会造成直接的影响。

2.7冲击刀的接触线与试样水平轴线的夹角夹角越接近直角,冲击能的示值越准确;偏离越多,冲击能越大。

2.8刀刃对中性

刀刃对中性对冲击能的示值有很大影响,偏离支座跨距中心越多,冲击能量就会越大。

3、冲击试验机砧座和支座

3.1砧座两个支撑面的平行性

砧座两个支撑面不平行,无形中增大了砧座的跨距,导致冲击能的示值变小;砧座两个支撑面的平行性越好,冲击能的示值越接近于真值。图1为砧座两支撑面的平行性示意图。

 冲击试验机两支撑面

3.2支座两个支撑面的平行性

支座两个支撑面的平行性越差,冲击刀刃与试样的接触线越长,冲击能的示值就会越高;反之,冲击能的示值就会越接近于真值。图2为支座两支撑面的平行性示意图。

 

3.3支座两个支撑面所在平面与砧座两个支撑面所在平面之间的夹角

支座两个支撑面所在平面与砧座两个支撑面所在平面之间的夹角变小,相当于增大了冲击力,导致冲击能的示值变小;反之,冲击能的示值增大。图3为支座所在平面与砧座所在平面之间的夹角示意图。

 

冲击试验机支撑面

冲击试验机是一种比较复杂的装置,在实验中,它的每一个参数数值的变化都会对实验结果产生或多或少的影响。冲击能示值是一个最终的实验结果,每一种参数都会对它产生一定的影响,只有各个参数都处于允许范围或标准值,才能保证最终的冲击能示值是一个真实值。

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