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                  解讀JJG1136-2017《扭轉疲勞美高梅的檢定規程》

                  發佈時間:2018-5-30 8:55:27  瀏覽:

                  關於範圍、名稱和術語
                   
                    1.範圍
                      明確了規程適用的常用機型:電液伺服式、電磁共振式、液壓式和電動式扭轉疲勞美高梅。扭拉疲勞等組合式美高梅的扭轉疲勞功能部分可參照JJG1136-2017檢定 。


                    2.術語

                    扭轉疲勞美高梅提供的扭矩屬於動態扭矩 ,目前動態扭矩的溯源鏈尚不完善,檢定、校準尚處於研究階段,相關術語不多,JJF1011-2006《力值與硬度計量術語及定義》中也未見專門針對動態扭矩的術語 。借鑑國內外對“廣義力”的理解——廣義力應包括力和扭矩,在此基礎上 ,參照JJG556-2011《軸向加力疲勞美高梅檢定規程》中的術語,給出了JJG1136-2017的術語定義。

                  扭轉疲勞<a class=美高梅,疲勞美高梅,材料美高梅" height="300" src="../Attachment/month_1805/201805300858005688.jpg" width="300"/>




                  3.“等效轉動慣量”的說明


                  轉動慣量是剛體繞軸轉動時慣性(迴轉物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性)的量度,取決於剛體的形狀、質量分佈和轉軸的位置。在循環扭矩的檢定過程中,通常用等效轉動慣量  ,即在任意時刻 ,等效構件所具有的動能等於扭轉系統中各運動構件之和 。

                  二 關於計量特性


                  1.同軸度


                  JJG1136-2017分兩種情況:(1)受力同軸度5%; (2)幾何同軸度φ0.2mm。


                  受力同軸度的指標來源於ISO1352-2011 MetallicMaterials Torque Controlled Fatigue Testing ,並充分考慮到美高梅同軸度檢測技術的發展趨勢,在計量特性表2的注中指出:“當美高梅可以檢測受力同軸度時(如扭拉疲勞美高梅的扭轉疲勞部分),優先選用此指標  。”


                  幾何同軸度指標是在參考JJG269-2006《扭轉美高梅檢定規程》同軸度指標φ0.3mm的基礎上 ,充分考慮到動態美高梅的同軸度要求應比靜態機嚴格,同時調研了國內外扭轉疲勞美高梅的主要生產廠家的同軸度出廠數據,並對部分現役美高梅的同軸度檢測數據進行統計 ,起草小組認爲φ0.2mm的指標要求較爲合理 。


                  2.動態計量特性


                  JJG1136-2017根據疲勞美高梅類型,將動態計量特性指標分爲A、B兩類:電液伺服式疲勞美高梅執行2%的A類指標;其他機型執行3%的B類指標 。針對部分電液伺服式美高梅的用戶有申請NADCAP(美國航空航天和國防合同方授信項目)認證的需求,JJG1136-2017在計量特性表2中增加了“對循環扭矩範圍相對誤差和循環扭矩峯值相對誤差均優於±1%的材料美高梅 ,其指標可按±1%要求,同時循環扭矩範圍相對重複性和循環扭矩峯值相對重複性指標按1%要求,並在證書中予以說明”的註解。


                  3.與美高梅配套的引伸計系統的計量特性


                  JJG1136-2017未涉及引伸計系統的計量特性  ,原因是與扭轉疲勞美高梅配套的多爲扭轉引伸計或扭拉組合引伸計 ,而ISO標準、國標、檢定規程中未見相關標準,扭轉類引伸計的檢定處於無標準可依的狀態  。目前 ,與美高梅配套的扭轉類引伸計多參照軸向引伸計出具校準證書。

                  三 關於通用技術要求


                  考慮到與扭轉疲勞美高梅配套的一些大量程泵站噪聲較大的實際現狀 ,JJG1136-2017規定其噪聲指標爲80dB ,高於一般美高梅75dB的通用要求。


                  四 關於計量器具控制


                  1.檢定項目


                  (1)回零差爲後續檢定的必檢項目。這一點是與其他靜態美高梅類規程不一樣之處 ,這主要是考慮到美高梅長期做疲勞試驗,一旦傳感器出現問題,回零往往不好,從回零差這個指標即可發現美高梅傳感器自身的問題;另一原因是 ,對於應力幅比爲負值(即過零)的疲勞試驗,回零差是比進回程差更重要的影響因素 ,因爲應力幅比爲負值的試驗  ,每一循環傳感器都相當於從正向最大值回零,但又不清零 ,繼續到負向最大值,然後又從負向最大值回零 ,還是不清零,繼續到正向最大值,試驗關心的峯谷值實際上都是相當於從零點開始的進程值,因此一旦美高梅傳感器回零不好 ,必然導致峯谷值不準確 。


                  (2)靜態扭矩示值相對進回程差在後續檢定中是否檢測 ,應根據用戶需要進行 。建議所做試驗應力幅比爲正值的材料美高梅,後續檢定時檢測該項目,因爲對於應力幅比爲正值(即順時針-順時針、逆時針-逆時針)的疲勞試驗 ,往往是示值進回程差對峯谷值(尤其谷值)的影響更大 ,而所做試驗應力幅比爲負值的材料美高梅,首次檢定一次即可。


                  2.檢定方法


                  (1)同軸度


                  受力同軸度按JJG556-2011的7.2.7條檢測 。


                  考慮到檢測器具的經濟性以及檢測方法的習慣性 ,JJG1136-2017未採用ISO1352-2011給出的幾何同軸度檢測方法——分離軸與套筒匹配法 ,而是沿用常規的打表法檢測。幾何同軸度的檢測結果與夾頭間距有關,沿用靜態美高梅的基本方法,檢測距主動夾頭端面約200mm和100mm這兩個位置的幾何同軸度值 ,取大者作爲材料美高梅幾何同軸度的結果 。相比只檢測一個位置的同軸度 ,檢測兩個位置能更好地測出兩夾頭軸線的角度不同的軸誤差 。


                  (2)分辨力


                  JJG1136-2017規定 ,“如果數字示值變動大於一個增量,則分辨力r爲變動範圍的一半加上一個增量” ,部分檢定人員對“加上一個增量”不大理解  。其實 ,有這樣的要求是出於電氣系統對指示儀表電(磁)干擾的考慮,因此該項目是在美高梅電機和控制系統均啓動的狀態下檢查。指示儀表的電干擾往往是隨機對稱的,其直接表現就是指示數字的往復波動,當指示儀表的輸入信號未大於這個干擾信號時 ,輸入信號便淹沒於干擾信號無法分辨。只有當輸入信號大於干擾信號,才能被指示儀表有效辨別 。變動範圍的一半等於干擾信號的大小,大於干擾信號的最小有效信號便是比干擾信號大一個數字增量。


                  順便指出,分辨力也是廠家設計生產美高梅時需要綜合考慮的 ,一味追求數採的高分辨力,會事倍功半。拋開成本因素不談,當A/D轉換器的位數 ,其分辨力與美高梅自身的外干擾相等,再盲目增加A/D的位數就沒有任何意義了 。


                  (3)靜態檢定點的選擇


                  5%、2%作爲檢定點 ,考慮到美高梅的分辨力,測量下限一般應不小於滿量程值的2% ,這與國外要求測量下限是分辨力的200倍以上基本一致 。


                  考慮到目前寬量程美高梅逐漸增多 ,增加了對於不分擋的材料美高梅“回程檢測僅檢測到美高梅測量範圍上限的10%即可”的註解 。


                  (4)循環扭矩級的選擇


                  出於減少工作量而不降低檢測結論可靠性的目的 ,循環扭矩的選擇在參考同類標準JJG556-2011的基礎上作了較大改動。僅在平均扭矩爲零的情況下作5個循環扭矩的檢測 ,在其他平均扭矩級的情況下 ,只作一個循環扭矩的檢測。


                  對不分擋的材料美高梅,JJG1136-2017還要求執行表5 ,目的是爲了檢測小於20%的循環扭矩  ,其檢定點按2∶5∶10的間隔選取。同時 ,JJG1136-2017允許某些只能完成對稱疲勞的電磁共振式美高梅,僅在Tm/Tmax=0的平均循環扭矩下檢測。


                  (5)檢定波形的選擇


                  JJG1136-2017規定檢定波形爲正弦波 ,其原因是:(1)由於對檢定用標準裝置的指標要求,如採樣頻率是工作頻率的50倍(此時峯值捕捉誤差不超過±0.2%)等技術指標 ,均通過正弦波的函數公式導出;(2)電磁共振式疲勞美高梅僅能產生正弦波這一種波形。


                  (6)循環扭矩範圍/峯值相對誤差和相對重複性


                  JJG1136-2017未選取谷值作爲循環扭矩的評價參數 ,是因爲循環扭矩範圍誤差等於峯值誤差減谷值誤差 ,3個誤差中 ,任意兩個確定後  ,第三個誤差就爲定值 ;不取谷值誤差還有另外一個好處,當谷值很小 ,接近零時(如單向疲勞試驗谷值接近零的情況),無論對檢定裝置還是美高梅,其扭矩傳感器的測量範圍總有個下限,這個下限都不會是零 ,所以谷值接近零的測量是不準確的,選用循環扭矩範圍和峯值計算誤差,可以在某種程度上避開谷值接近或爲零的情況  。


                  需要說明的是 ,在一般試驗中,規定順時針扭矩值爲正  ,逆時針扭矩值爲負,大值爲峯值,小值爲谷值 。但在疲勞機檢定過程中 ,爲了單純評價其測扭系統的性能,一般將絕對值較大者定義爲峯值,絕對值較小者定義爲谷值 。


                  (7)循環扭矩採樣點


                  JJG1136-2017規定採集10個循環的峯谷值作爲採樣點,歐美的同類標準,如BS7935-1-2004、ASTM E467-2008爲採集50個循環的峯谷值作爲採樣點  。JJG1136-2017選擇10個,主要是考慮到國內常用的疲勞機檢定裝置的數採系統軟件,其數據庫的容量或每一屏顯示波形的週期數,如HBM的catman4.5,當採樣頻率爲檢定頻率的50倍時 ,每一屏剛好顯示10個完整的正弦波。


                  (8)慣性扭矩影響的修正


                  JJG1136-2017繼承了動態扭矩示值一般應修正的指導思想,而且這種動態修正不僅限於美高梅檢定時 ,美高梅的使用人員在平時的日常試驗中,就應該按廠家給出的方法進行修正。


                  美高梅使用人員日常試驗直接連接試樣時 ,應按廠家給出的方法修正循環扭矩示值 ;在美高梅檢定時 ,除了按廠家的方法修正美高梅自身連接環節導致的慣性扭矩影響外 ,還應修正扭矩檢定裝置的夾具等連接件帶來的慣性扭矩影響 。JJG1136-2017給出了慣性扭矩影響的修正公式Ti=-J(2πf)2θ(負號僅表示慣性扭矩方向與角位移方向相反) 。


                  (9)10min循環扭矩變動性


                  JJG1136-2017的變動性是波動度的概念  ,主要考察美高梅的波動度(電液伺服式和液壓式)和控制準確度(電磁共振式)。

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