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擺錘沖擊式試驗(yàn)機(jī)有哪些常見故障及解決方法?

更新時(shí)間:2025-09-15   點(diǎn)擊次數(shù):15次

擺錘沖擊式試驗(yàn)機(jī)在長期使用中,受機(jī)械磨損、電氣元件老化、操作不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊?,易出現(xiàn)各類故障,直接影響測試精度或設(shè)備運(yùn)行。以下結(jié)合機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、測試結(jié)果異常三大核心維度,梳理常見故障、成因及針對性解決方法,同時(shí)附預(yù)防建議:

一、機(jī)械系統(tǒng)故障(最高頻,占故障總量 60% 以上)

機(jī)械系統(tǒng)是試驗(yàn)機(jī)的核心執(zhí)行部分,故障多集中在擺錘、夾具、傳動(dòng)結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為 “動(dòng)作卡滯"“沖擊異常" 等,具體如下:

 

常見故障

可能成因

解決方法

1. 擺錘提升后卡滯,無法自由下落

① 擺錘旋轉(zhuǎn)軸潤滑不足,出現(xiàn)干摩擦;
② 制動(dòng)裝置(如電磁制動(dòng)器)未釋放;
③ 擺錘與機(jī)架間隙中有試樣碎屑堆積。

① 拆解旋轉(zhuǎn)軸,用專用潤滑油(如 32 號機(jī)械油)潤滑軸套,清除舊油垢;
② 檢查制動(dòng)器供電電壓(需符合設(shè)備額定值,如 DC24V),若電壓不足則檢修電源模塊;
③ 用壓縮空氣吹掃擺錘與機(jī)架間隙,清理殘留碎屑(尤其測試脆性材料后)。

2. 沖擊后擺錘無法復(fù)位(或復(fù)位偏差大)

① 復(fù)位電機(jī)故障(如電機(jī)接線松動(dòng)、碳刷磨損);
② 擺錘角度傳感器(如編碼器)數(shù)據(jù)漂移,無法識別 “零位";
③ 擺錘重心偏移(如長期沖擊導(dǎo)致擺錘配重塊松動(dòng))。

① 檢查復(fù)位電機(jī)接線,更換磨損碳刷(若碳刷長度<5mm 需立即更換);
② 重新校準(zhǔn)角度傳感器 “零位":通過設(shè)備軟件執(zhí)行 “零位校準(zhǔn)",或用標(biāo)準(zhǔn)角度儀校正傳感器;
③ 拆解擺錘配重塊,重新緊固螺絲,用天平復(fù)核擺錘總質(zhì)量(需與設(shè)備參數(shù)一致)。

3. 夾具夾持試樣松動(dòng),沖擊時(shí)試樣移位

① 夾具夾緊螺栓磨損,導(dǎo)致夾持力不足;
② 夾具接觸面有劃痕 / 變形,與試樣貼合不緊密;
③ 操作時(shí)未按標(biāo)準(zhǔn)力矩緊固夾具(如手動(dòng)擰螺絲力度不均)。

① 更換磨損的夾緊螺栓(建議用高強(qiáng)度內(nèi)六角螺栓,如 8.8 級);
② 用砂紙(400 目以上)打磨夾具接觸面,或更換變形的夾具組件(如簡支梁試樣的 “V 型支撐塊");
③ 配備扭矩扳手,按設(shè)備說明書要求設(shè)定緊固力矩(如塑料試樣夾具力矩設(shè)為 20N?m)。

4. 沖擊后擺錘沖擊面變形 / 崩缺

① 長期測試高硬度材料(如淬火鋼),沖擊面疲勞磨損;
② 擺錘材質(zhì)不符合要求(如非高強(qiáng)度合金鋼,硬度<HRC55);
③ 試樣未對準(zhǔn)沖擊中心,導(dǎo)致擺錘單側(cè)受力。

① 定期檢查沖擊面:若有輕微劃痕,用金剛石砂輪拋光;若崩缺>0.5mm,需更換擺錘沖擊頭;
② 更換符合標(biāo)準(zhǔn)的沖擊頭(如金屬測試用 40CrNiMo 合金沖擊頭);
③ 調(diào)整夾具位置,確保試樣中心與擺錘沖擊軌跡對齊(可用定位工裝校準(zhǔn))。

二、電氣系統(tǒng)故障(影響數(shù)據(jù)采集與設(shè)備控制)

電氣系統(tǒng)負(fù)責(zé) “擺錘控制"“能量計(jì)算"“數(shù)據(jù)輸出",故障多表現(xiàn)為 “無響應(yīng)"“數(shù)據(jù)不準(zhǔn)"“報(bào)錯(cuò)",具體如下:

 

常見故障

可能成因

解決方法

1. 設(shè)備通電后無反應(yīng)(屏幕不亮、按鍵無效)

① 主電源開關(guān)故障(如觸點(diǎn)氧化);
② 電源線破損或插頭接觸不良;
③ 內(nèi)部電源模塊(如開關(guān)電源)燒毀(常見于電壓波動(dòng)過大)。

① 用萬用表檢測主電源開關(guān)通斷,氧化則用砂紙打磨觸點(diǎn),損壞則更換;
② 更換完好的電源線,確保插頭插入牢固(建議使用帶接地的插座);
③ 拆解電源模塊,檢查保險(xiǎn)絲是否熔斷,若熔斷則更換同規(guī)格保險(xiǎn)絲(如 5A/250V),模塊燒毀則需專業(yè)維修或更換。

2. 角度傳感器無數(shù)據(jù)(或數(shù)據(jù)跳變)

① 傳感器接線松動(dòng)(如編碼器信號線接觸不良);
② 傳感器被油污 / 碎屑污染,影響信號采集;
③ 傳感器老化(如光電編碼器發(fā)光管衰減)。

① 重新插拔傳感器接線,并用扎帶固定(避免線纜晃動(dòng)導(dǎo)致接觸不良);
② 用無水乙醇擦拭傳感器探頭(如光電編碼器的碼盤),清除油污;
③ 用示波器檢測傳感器輸出信號,若信號幅度<標(biāo)準(zhǔn)值(如<5V),則更換同型號傳感器(如 1024 線編碼器)。

3. 測試后沖擊功數(shù)據(jù)偏差大(與標(biāo)準(zhǔn)值不符)

① 能量校準(zhǔn)過期(超過 12 個(gè)月未校準(zhǔn));
② 擺錘力矩參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤(如設(shè)備顯示擺錘質(zhì)量與實(shí)際不符);
③ 數(shù)據(jù)采集軟件 BUG(如計(jì)算邏輯錯(cuò)誤)。

① 聯(lián)系 CNAS 資質(zhì)機(jī)構(gòu),用 “標(biāo)準(zhǔn)沖擊塊"(如 150J 標(biāo)準(zhǔn)塊)重新校準(zhǔn)能量,確保誤差≤±1%;
② 核對設(shè)備參數(shù):用天平實(shí)測擺錘質(zhì)量,在軟件中修正 “擺錘質(zhì)量"“擺長" 參數(shù)(擺長 = 旋轉(zhuǎn)軸中心到?jīng)_擊點(diǎn)距離);
③ 升級設(shè)備控制軟件至最新版本,或聯(lián)系廠家修復(fù)計(jì)算邏輯漏洞。

4. 低溫 / 高溫附件無法控溫(如低溫槽不降溫)

① 低溫槽制冷劑泄漏(如氟利昂泄漏);
② 加熱管 / 制冷壓縮機(jī)故障;
③ 溫度傳感器故障(如 PT100 鉑電阻損壞)。

① 用肥皂水檢測低溫槽管路接口,若冒泡則補(bǔ)漏并加注制冷劑(如 R404A);
② 用萬用表檢測加熱管電阻(正常應(yīng)為幾十歐),壓縮機(jī)若不啟動(dòng)則檢查接觸器是否吸合,損壞則更換;
③ 更換 PT100 溫度傳感器,并用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)校準(zhǔn)控溫精度(確保 ±2℃內(nèi))。

三、測試結(jié)果異常(非設(shè)備故障,但易誤判為故障)

部分 “結(jié)果異常" 源于操作或試樣問題,需先排除非設(shè)備因素,再排查故障:

 

異?,F(xiàn)象

可能成因(非設(shè)備故障)

解決方法

1. 同一批次試樣沖擊功差異大(離散度>10%)

① 試樣加工精度不足(如缺口深度 / 寬度超差,如夏比 V 型缺口標(biāo)準(zhǔn)深度 2mm,實(shí)際 2.2mm);
② 試樣取樣方向錯(cuò)誤(如金屬材料沿軋制方向與橫向取樣,韌性差異大);
③ 沖擊時(shí)試樣未斷裂(如塑料試樣僅彎曲未折斷,導(dǎo)致能量無法準(zhǔn)確計(jì)算)。

① 用缺口投影儀檢查試樣缺口尺寸,超差則重新加工(需符合 GB/T 229、GB/T 1043 等標(biāo)準(zhǔn));
② 按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣(如金屬夏比試樣需沿軋制方向取樣,長度方向與軋制方向一致);
③ 更換更鋒利的沖擊頭(或調(diào)整沖擊能量量程,確保試樣斷裂)。

2. 沖擊后試樣無明顯損傷(尤其高韌性材料)

① 沖擊能量量程過小(如用 50J 擺錘測試韌性鋼,能量不足無法沖斷);
② 夾具安裝錯(cuò)誤(如簡支梁試樣支撐間距過大,導(dǎo)致沖擊點(diǎn)受力分散)。

① 更換更大能量擺錘(如從 50J 換為 300J),確保擺錘能量>試樣預(yù)估吸收能量的 1.5 倍;
② 按標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整支撐間距(如塑料簡支梁測試,支撐間距 = 試樣厚度 ×16,如厚度 4mm 則間距 64mm)。

四、故障預(yù)防與日常保養(yǎng)建議

定期潤滑:每 3 個(gè)月對擺錘旋轉(zhuǎn)軸、復(fù)位機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)部件加注專用潤滑油(如鋰基潤滑脂),避免干摩擦導(dǎo)致磨損;

清潔維護(hù):每次測試后,用壓縮空氣清理夾具、擺錘沖擊面,每周用無水乙醇擦拭電氣控制面板(防止灰塵堆積導(dǎo)致短路);

規(guī)范操作:

測試前需空載運(yùn)行 1-2 次,檢查擺錘下落是否順暢;

夾持試樣時(shí)用扭矩扳手按標(biāo)準(zhǔn)力矩緊固,避免過松或過緊(過緊易導(dǎo)致試樣提前變形);

校準(zhǔn)管理:嚴(yán)格按 “每 12 個(gè)月" 進(jìn)行一次全面校準(zhǔn)(高頻使用設(shè)備每 6 個(gè)月 1 次),校準(zhǔn)報(bào)告需留存歸檔,確保數(shù)據(jù)溯源性;

環(huán)境控制:設(shè)備需放置在常溫(15-30℃)、干燥(濕度<65%)、無振動(dòng)的環(huán)境中,避免陽光直射(防止電氣元件老化)、遠(yuǎn)離腐蝕性氣體(如實(shí)驗(yàn)室的酸堿試劑)。

通過以上故障排查與預(yù)防措施,可大幅降低擺錘沖擊式試驗(yàn)機(jī)的故障發(fā)生率,確保測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。若遇到復(fù)雜故障(如核心電路板燒毀),建議聯(lián)系設(shè)備廠家或?qū)I(yè)維修機(jī)構(gòu),避免自行拆解導(dǎo)致二次損壞。


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