擺錘式沖擊試驗機

1擺錘式沖擊試驗機檢定規(guī)程2引用文獻本規(guī)程引用下列文獻：GB/T229《金屬材料—夏比擺錘沖擊試驗方法》GB/T1043—1993《硬質塑料簡支梁沖擊試驗方法》GB/T3808—2002(ISO148-2:1998,Metallicmaterials—Charpypendulumimpacttest—Part2:Verificationoftestmachines,MOD)《擺錘式沖擊試驗機的檢驗》GB/T18658—2002《擺錘式沖擊試驗機檢驗用夏比V型缺口標準試樣》GB/T15000.3—1994《標準樣品工作導則(3)標準樣品定值的一般原則和統(tǒng)計方JJG2077—1990《擺錘式沖擊能計量器具檢定系統(tǒng)》ASTME23-05StandardTestMethodsforNotchedBarImpactTestingofMetallicMa-terials使用本規(guī)程時，應注意使用上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。3術語與計量單位3.1有關試驗機的術語3.1.1垂直支撐面anvilfaces在簡支梁式沖擊試驗機中，垂直于水平支承面，用于支承擺錘施加在試樣上的沖擊力的支承表面。又稱砧座(見圖C.1)3.1.2底座base試驗機機架上試樣支座水平支承面以下的部分。3.1.3打擊中心centerofpercussion擺錘沖擊試樣時，使擺軸對擺錘的水平沖擊反力(指與試樣上表面平行的沖擊反力)為零時，打擊點在錘刃上的位置。(見圖D.1)。3.1.4打擊點centerofstrike將高度為標準寬度一半(即5mm)的試樣或等值量規(guī)放在試樣支座上，擺錘在自由懸掛位置時，沖擊刀刀刃與試樣上水平面相接觸的點(見圖C.1)。2沖擊試樣時，錘刀與試樣相接觸的直線部分。有時又稱沖擊刀刃。實際接觸試樣的刀刃有2mm曲率半徑(2mm沖擊刀)或8mm曲率半徑(8mm沖擊刀),或其他曲率半徑(見附錄B)3.1.6試樣支座testpiecesupports試驗機底座上加工成水平支承面，而用于預先放置被擺錘打擊試樣的部分(見圖3.1.7工作試驗機industrialmachine工業(yè)上、普通試驗室或大多數(shù)研究試驗室進行金屬材料試驗用的試驗機。這些試驗機不用于給出標準值。工作試驗機的檢定按照本規(guī)程規(guī)定的方法進行。3.1.8標準試驗機referencemachine用于測定標準試樣標準能量的試驗機。該試驗機的檢定要求嚴于工作試驗機。這些3.2有關能量的術語3.2.1實際吸收能量(吸收能量)Kvactualabsorbedenergy(absorbedenergy)用試驗機進行試驗時，沖斷試樣所需的總能量。它等于擺錘在初始位置的初始勢能3.2.2初始勢能K,initialpotentialenergy擺錘處于初始位置時，相對于擺錘處于自由位置時的質心所在的水平的位能。3.2.3吸收能量示值(指示能量)Ksindicatedabsorbedenergy(indicatedenergy)3.2.4初始勢能標稱值(標稱能量)Kynominalinitialpotentialenergy(nominalenergy)3.2.5標準能量Kgreferenceenergy3.2.6標準試樣referencetestpieces把試驗機測得的指示能量與該試樣標出的標準能量值進行比較，以檢驗工作試驗機3.3有關試樣(放置在試驗機支座上的試驗位置)的定義(見圖D.1)。3.3.2寬度width3.4計量單位擺錘力矩M的計量單位是牛頓米(N·m);34.1本規(guī)程規(guī)定了以一次沖擊力作用下，沖斷(沖擊)簡支梁試樣試驗用試驗機的檢定a)直接檢定方法。該方法實際上是靜態(tài)檢定方法，即通過對試驗機關鍵部件的檢定，以確保其滿足本規(guī)程的要求。所用的檢定儀器應證明可溯源到我國法定計量單位的b)間接檢定方法。該方法實際上是動態(tài)檢定方法，即使用標準試樣檢定試驗機。5.1試驗機機架5.1.1擺軸軸線與基準面的平行度應在1/1000以內。該項目應由制造者在合格證書中5.1.2擺錘自由懸掛時，沖擊刀刀刃與試5.1.3擺錘側面與擺動平面的平行度以及擺錘側面與試樣支座的垂直度要求見表1。每套擺錘的最大沖擊能量/J擺錘側面與擺動平面的平行度擺錘側面與試樣支座的垂直度90°±0.1°(或3/1000)取最大值5.1.4沖擊刀刃應在通過支座跨距中心并垂直跨距的平面上，其允差為0.5mm。擺錘5.1.5擺軸軸向間隙不應超過0.25mm。5.1.6擺軸軸承處的徑向間隙不應超過0.08mm。5.2擺錘5.2.1擺錘鉛垂時，從動針應調至最大能量位置；擺錘空擊時，從動針應平穩(wěn)無跳動地被帶至零位，回零差的最大允許值為擺錘最大能量的±0.1%。5.2.2能量損失包括空氣阻力、軸承摩擦和指針摩擦損失的能量。應滿足表2要求。表2關于能量損失的要求每套擺錘的最大能量/J1>10~≤60能量損失不應大于最大沖擊能量的/%45.2.3擺軸軸線至打擊中中心距離(l)應與擺軸軸線至試樣中心的距離(l)一致，該值5.2.4擺錘力矩與其標稱值相對偏差的最大允許值為±0.5%。變動度最大允許值每套擺錘的最大沖擊能量/J1>10~≤60初始位能允差/%能K。相對誤差最大允許值為±0.5%;在標稱能量的50%～80%時，指示能量Ks與吸收能量Ky相對誤差最大允許值為±1%。5.2.7沖擊速度宜為5m/s～5.5m/s,但允許取3m/s～6m/s范圍內的任何值，應予注5.2.9沖擊刀刃的主要尺寸應符合國家標準GB/T229、GB/T1043、GB/T3808等有關試驗方法和技術標準的要求(參見附錄C)。5.3砧座和支座5.3.1砧座的兩個支承面應平行，且相差不應超過0.1mm。支座兩個支承面所在的平5.3.2支座的兩個支承面應平行，且相差不應超過0.1mm。支座應使試樣的軸線與擺軸軸線的平行度在3/1000以內。5.3.3應有足夠的空間盡量保證沖斷的試樣不受妨礙地自由飛離試驗機，并使之在擺錘結束擺動以前不彈回錘體。在砧座之間穿過的擺錘各部分寬度均不應超過18mm。模擬指示裝置應以角度單位或能量單位進行標度。指示裝置分度值不應大于標稱值的1/100,并且至少應估讀出能量0.25%。數(shù)字指示裝置應以角度單位或能量單位進行標度。試驗機指示裝置的最低分辨力至少能為標稱能量的1/400。5.5使用標準試樣的間接檢定5.5.1間接檢定是使用V型缺口標準試樣對試驗機綜合性能的檢驗。標準試樣的技術5要求應符合GB/T18658—2002的要求。標準沖擊試樣允許的標準偏差見表4。能量Kg標準偏差V型缺口標準試樣尺寸為55mm×10mm×10mm。低能量(L)級：標準能量值<30J中能量(M)級：30J≤標準能量值<110J高能量(H)級：110J≤標準能量值<220J超高能量(UH)級：標準能量值≥220J注1:在沒有獲得V型缺口標準沖擊試樣時，可以使用其他形狀的標準沖擊試樣，例如弧型、矩型標準沖擊試樣等進行，見附錄A。仲裁檢定，使用V型缺口標準沖擊試樣。注2:當間接檢定的結果不能令人滿意時，則應按首次檢定進行直接檢定。5.5.2使用標準試樣監(jiān)測試驗機在整個使用周期內的性能。例如：試驗機的檢定；試驗室的期間核查；發(fā)現(xiàn)異常試驗數(shù)據(jù)時對試驗機的檢查。5.5.3在使用V型缺口標準試樣檢定時，試驗機示值誤差和重復性應符合表5規(guī)定。能量級誤差重復性5.5.4在使用非V型缺口標準試樣檢定時，試驗機示值誤差和重復性應符合表6規(guī)定。能量級誤差重復性6.1試驗機應牢固地安裝在穩(wěn)定無振動堅固的基礎上，確?；A的質量不小于擺錘質量的40倍。機座水平度為0.5/1000。E6標記應清晰，不得有影響試驗結果的其他疵病。擺錘控制機構應靈活，鎖緊機構應可靠。試驗機應有適當?shù)姆雷o裝置。7計量器具控制計量器具控制包括：首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗。7.1檢定條件7.1.1通常檢定的溫度范圍應為23℃±5℃,檢定時的溫度應穩(wěn)定，溫度變化不應超過2℃。7.1.2檢定時試驗機應處于正常工作狀態(tài)。7.1.3檢定用設備與計量器具見表7。表7檢定用設備與計量器具序號檢定器具技術特性檢定項目備注1水平儀0.2級機座、擺錘力矩等2光學傾斜儀位能、傾角檢測3卡尺分度值不低于0.02mm分度相關部件尺寸/4棱尺、塞尺、量角儀、半徑規(guī)、直角尺通用量具間隙、角度、沖擊擺錘側面與試樣兩支座垂直度/5矩型截面試樣沖擊刀與試樣間隙/6打擊點推力塊100mm長中間加工成深度10mm、夾角30°、尖端R分別為2mm和8mm的V型槽推力塊各一塊向擺錘打擊點施力：對沖擊刀刃為R2的推力塊；對沖擊刀刃為R8的選用V型槽R8的推力塊平放于支座中間將擺錘刀推入V型槽用在推力塊端部中心(對應擺力7百分表、磁性表座、秒表符合通用量具要求擺軸間隙、打擊中心/8稱重儀(測力儀)0.1級擺錘力矩、擺軸間隙具有相應附件9擺錘支架高度可調支撐擺錘具有一定的負載能力標準沖擊試樣能量標準偏差沖擊能量根據(jù)使用范圍選擇能量級別7試驗機首次檢定、后續(xù)檢定及使用中檢驗項目見表8。表8檢定項目表序號檢定項目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗1外觀+十+2安裝狀態(tài)十一一3機座水平、支座水平+一一4沖擊刀刃與試樣的間隙+一一5擺錘側面平行度、垂直度+-一6沖擊刀的中心與砧座跨距的中心差+++7擺軸軸向間隙、徑向間隙十+—8指針回零差、能量損失十十十9打擊中心+一一擺錘初始勢能、度盤指示能量、沖擊速度+一一對沖擊刀刃、砧座和支座的尺寸、裝配等要求++十指示裝置+一一使用標準沖擊試樣的間接檢定十++注：表中“+”表示應檢項目；“-”表示可不檢項目。對更換零配件大修后的試驗機按首次檢定進行。(1)通用技術要求通過外觀測量檢查。機座水平度用水平儀檢查，其結果應滿足第6章的要求。(2)在擺錘自由懸掛時，將10mm×9.5mm矩型截面試樣，分別以10mm和9.5mm截面尺寸方向放在支座上，檢查沖擊刀刀刃與試樣的間隙。(3)擺錘側面與擺動平面的平行度，使用百分表輕輕頂住擺錘側面，且表針能夠自由擺動測量時，用細繩輕拉擺錘觀測百分表的變量，以此變量比上百分表在擺錘上運動軌跡長度計算。擺錘側面與試樣支座的垂直度用直角尺、塞尺、象限測量儀檢定。(4)用對中樣板、卡尺對擺錘沖擊刀的中心與砧座跨距的中心重合檢定，應符合附錄B要求；再將V型缺口試樣粘復寫紙，將試樣在砧座之間對正后，由擺錘沖擊刀輕擊試樣，檢測由試樣上的沖擊刀痕跡中心線與V型缺口頂端之距離。(5)擺軸軸向、徑向間隙的檢定：JJG145—20078①將打擊點推力塊置于試樣支座中間，使沖擊刀緊臥其V型槽口內，在沖擊刀與V型槽口點幾滴502膠使其粘牢。(測完后，拆掉該推力塊，并用丙酮清洗干凈所有粘接處502膠余垢)②將裝好百分表的磁性表架置于主機架上適當位置：a)當百分表垂直對準沖擊刀刃時，用于測量擺軸的軸向間隙；b)當百分表垂直對準擺軸上方中心處時，測量擺軸③將測力儀對準打擊點推力塊中心施力：a)相當擺錘有效重力W(見圖E.1)的4%測量擺軸的軸向間隙；b)施加150N±10N的力測量擺軸的徑向間隙。(6)擺錘空擊回零采用目測檢測。(7)能量損失的檢定以常規(guī)方式操作試驗機，支座上不放試樣，記錄指針指示的升角β?或能量E?。不要調整指針的位置，然后重新?lián)P起擺錘進行第二次試驗，記錄升角β?或能量E?。擺錘按上面①條測出β?和β?的值或E?和E?以后，將擺錘放在初始位置。不重調從動針，無沖擊和無振動地釋放擺錘，讓其擺動五個完整周期之后，進入第六個周期后的第一個半周期開始時，將從動針調整到約等于標度盤滿量程的5%處，記錄β?和E?的注：在實際的試驗中，當升角為β時，如果需要考慮這些能量損失，可從吸收能按以上測得的由摩擦引起的全部能量損失p+p'應滿足表2的要求。92——取值9.87。t值的測量應準確到0.1%以內，計算的l?值應準確到0.5mm。后測定力F、l?應在1、2、3處(點1、2、3均應位于通過擺錘刀刃的鉛垂面上)各l?是測定力F的作用點至擺軸軸線的距離(見附錄E)。(11)度盤分度標記準確度的檢定同樣用準確度不低于5'的光學傾斜儀測量擺錘不同位置的仰角β,進行指示能量Ks與吸收能量Ky誤差的檢定：對于標稱能量不大于60J的試驗機可以只檢其初始勢能K,與標稱能量Ky的最大允許相對誤差的。對于標稱能量不小于60J的試驗機應按下述方法檢定：對應試驗機度盤標稱能量的10%、50%、80%各值進行檢定。抬起擺錘使指針分別指示要求測試的各分度標記，然后測量升角β,準確到±0.4°。按下式計算吸收能Ky=M(cosβ-cosa)小于標稱能量Kx的50%時在標稱能量Ky的50%～80%時大于初始勢能80%的吸收能量值是不準確的，宜作近似值記錄。(12)沖擊速度按下式確定：v=√2gl(1-cosa)(17)α——落角(見圖E.1)。沖擊速度宜為5m/s～5.5m/s,但允許取3m/s～6m/s范圍內的任何值，應予注明。(13)采用通用量具、卡尺、半徑規(guī)等進行沖擊刀的接觸線與試樣水平軸線夾角、(14)采用通用量具、卡尺、半徑規(guī)等進行砧座和支座的檢測。(15)指示裝置以目視檢查標度盤刻線寬度應清晰且均勻一致，指針的寬度應近似等于刻線寬度。指針的設計指示裝置的分辨力r為指針寬度與兩相鄰刻線的中心距(分度間隔)之比，推薦比值為1:4、1:5或1:10;為能把讀數(shù)估讀到十分之一，要求分度間隔不小于2.5mm。分度值不應大于標稱能量的1/100,并至少應估讀出能量的0.25%。數(shù)字指示裝置應以角度單位或能量單位進行指示裝置的分辨力r當示值的變動不大于一個增量時，為數(shù)字指示器末位有效數(shù)字的一個增量；當示值的變動大于一個增量時，分辨力被視為變動范圍的一半。試驗機指示裝置的最低分辨力至少應為標稱能量的1/400。使用標準試樣進行沖擊能量的檢定方法，即示值檢定方法。間接檢定方法的目的是為保證試驗機沖擊示值的準確性。使用標準試樣的間接檢定，實質上是對試驗機的綜合(1)至少檢測試驗機使用范圍內的兩個吸收能量級。標準試樣的能量級應在使用范對在特定范圍內使用的試驗機，標準試樣的能量應盡量接近其常規(guī)使用的范圍。(2)標準試樣的示值檢定覆蓋有效范圍：所用標準試樣標準值的±50%(例如：使用120J標準沖擊試樣檢定時，有效覆蓋范圍是60J～180J,即120J的±50%)。(3)一般每個能量級的標準試樣，一組選擇5個：Kv、Kv?、…、Kvs為一組五個沖斷后的標準試樣，以能量遞增的次序排列。在規(guī)定的控制條件下，試驗機的重復性R表示為每組試樣的最大值與最小值之差：Kx——該組標準試樣的標準能量值試驗機的間接檢定結果應滿足表5、表6的要求。7.3.2試驗機的后續(xù)檢定對于試驗機的后續(xù)檢定，按照表8要求后續(xù)檢定條款進行。根據(jù)相關條款首先進行簡捷直接檢定；再使用標準沖擊試樣進行間接檢定。試驗機的示值誤差、重復性應在允在使用標準沖擊試樣檢定不合格的情況下，更換磨損的部件時，應按本規(guī)程相應條款中與其有關的規(guī)定進行直接檢定，檢定合格后再使用標準沖擊試樣間接檢定。對更換7.4試驗機的可用范圍下限=分辨力×25(在15J處)(21)上限=試驗機標稱能量值×80%(22)對小能量試驗機使用范圍為標稱能量的10%～90%。7.5檢定結果的處理經檢定合格的試驗機，發(fā)給檢定證書。證書內頁格式見附錄F。檢定不合格的試驗機，發(fā)給檢定結果通知書。通知書內頁格式參照附錄F,并注明檢定周期一般不超過1年。附錄A能量KR標準偏差注：1.從一批樣品隨機抽取25個樣品進行試驗，計算標準偏差；2.試樣外觀尺寸為55mm×10mm×10mm;3.試樣標準值的穩(wěn)定性≤3.0%/半年?；⌒蜆藴蕸_擊試樣的標準能量值應在下列之一的范圍內：低能量(L)級：標準能量值<30J;中能量(M)級：30J≤標準能量值<110J;能量級誤差重復性A.1.3在試驗機使用范圍內至少驗證兩個能量級，并盡量接近其上限和下限。每個能量級至少驗證3個試樣。對在特定范圍內使用的試驗機，試樣的能量應盡量接近其常規(guī)b.測量靠近試驗機外邊砧座長度A;h=A-(0.5T-0.5L)式中：Th=A-7.5d.試驗時將游標卡尺調整到h值鎖緊，把試樣放入試樣支座(表示能級編號面向上),使用卡尺測深桿靠緊試樣端部，卡尺尺身尾部卡在砧座外沿，進行試樣對中定位。e.記錄每一個沖擊標準試樣的編號與沖擊后數(shù)據(jù)，以便進行標準數(shù)據(jù)的溯源和檢A.1.5示值誤差與重復性，按規(guī)程7.3.1.2的第(3)條所示公式計算；試驗機示值誤差與重復性最大允許值應符合表A.2要求。A.1.6誤差分析：對于檢驗數(shù)據(jù)超差的試驗機，可根據(jù)沖擊后樣品與沖擊力、砧座印痕特征分析。并結合部件檢查，快速查找到影響數(shù)據(jù)準確度的原因。A.2矩型標準試樣技術指標、賦值方法、比對方法等見JJG2077—1990?；A試驗機的構件X1試樣長度見GB/T2292試樣高度見GB/T2293試樣寬度見