1、夏比冲击试验机的夏比冲击试验机的直接校验和间接校验直接校验和间接校验钢铁研究总院钢铁研究总院 王春华 技术背景：n国内冲击机检定的技术依据：JJG145-1982 摆锤式冲击试验机检定规程 nGB/T 30082002 摆锤式冲击试验机的检验 n检定主要方式：部件式直接校验法；标准试样间接校验发法。n仅仅采用部件式直接校验法是不充分的。对试验数据差距甚大的冲击机很难评估。一 直接校验法n对冲击试验机整机的校验n主机体系-摆锤系-试样支撑系-示值指示系冲击机的安装与基础n在确保牢固安装的基础上，确保基础质量不小于摆锤质量的40倍。n冲击试验机必须安装在足够大的质量上，以至保证它紧紧与地球连成一个
2、整体。n在此必须重点提出：冲击机的整机刚度必须充分保证！摆锤的自由悬挂与相对支座位置 nJJG145-1982：允差为1mm。nGB/T 3808-2002：摆锤自由悬挂时冲击 刀刃与试样间的间隙应在0.5mm以内。n我们认为：摆锤在自由悬垂时，冲击刀刃 应与试样似接非接状态，而非紧紧贴着状 态，即公差应在10+0.5mm范围内。摆锤铅垂时刀刃刃线与试样接触三种情况 n示意图摆锤铅垂轴线负间隙零间隙试样正间隙摆锤n摆锤势能与标称能量的最大允许误差为n指示能量的误差：在标称能量的80%50%时 其逐点相对误差小于1%；在小于标称能量的50%时 误差小于势能的0.5%。n检验点：0%、10%、20
3、%、30%、50%、60%、80%等各点 摆锤系刚度n理论上摆锤式冲击试验机是利用单摆原理设计。而冲击试验，是测定摆锤冲击试样后的剩余能量。n摆杆必须有足够的刚度。n摆轴必须有足够的刚度。摩擦吸收的能量 n 摩擦吸收的能量包括空气阻力、轴承摩擦和指针摩擦的能量。n对于没有从动指针的数字显示或仪器化冲击试验机磨擦吸收能的检验：对从动指针摩擦引起的能量损失可不予考虑。但对轴承摩擦和空气阻力在半周期内引起的能量损失应予考虑。冲击刀 n按标准要求刀刃半径2mm或8mm。n冲击刀刃整个接触试样宽度，其接触线与试样纵轴的夹角应为2。n在使用中的冲击机刀刃半径总是要被打平的，那么使用到什么程度就不能用呢。n
4、最可行的办法是通过标准冲击试样进行“间接校验”。砧座 n砧座之间跨距，JJG145-1982与GB229-1994要求为（40+0.5）mm。GB/T 3808-2002、ISO148-2：1998要求为（40+0.2）mm。n砧座的两个支承平面应平行，应按JJG145-1982要求相差不应超过0.05mm。n砧座曲率半径（1+0.5）mm。特别要指出的，曲率圆弧应与支撑平面相切，不是相交。n我们认为砧座之间跨距应为（40+0.2）mm。指示装置 n模拟指示装置的检验：分度值不应大于标称能量的1/100，并至少能估读出标称能量的0.25%。分度间隔不小于2.5mm。n 数字指示装置的检验：数字
5、指示装置应以角度单位或以能量单位进行标度。并能根据需要方便的进行转换。分辨力至少应为标称能量的1/400。二 间接校验法n标准冲击试样能量标准偏差要求：ASTM E23-00标准为：1.4J或4%。ISO 148-3 1998 标准为：能量40J 时 标准偏差 2.0J 能量 40J 时标准偏差 5%AR GB/T 18658-2002标准 等同ISO 148-3 1998 钢研院研制的标准冲击试样n低能量级：标准能量值 30 Jn中能量级：30 J 标准能量值 110 Jn高能量级：110 J 标准能量值 220 Jn超高能量级：标准能量值 220 J n其中：能量AR 标准偏差 40 J
6、0.8J 40 J 1.5%AR使用标准试样间接检验 n至少使用两个能量级的标准试样检验试验机。并尽量接近其上限和下限。n最好选择两个能量级以上，比如三至四个能级，使其在上中下限之间较均匀分布。n误差和重复性：能 量 级 重 复 性 误 差 40J 6J 4J 40 J 15%AR 10%AR使用标准试样之前必须注意 如果仅使用标准试样的间接检验，在直接检验之前必须进行如下测量、记录：n砧座：曲率半径和跨距。n冲击刀：刀刃曲率半径，在砧座之间的位置。n轴承和指针的摩擦能量损失，空气阻力能量损失。标准冲击样冲击后的分析n 能量偏差分析 1 支撑跨距偏大或偏小。2 砧座R磨损且变形严重。（见图例）
7、3 冲击刀刃变形严重。（见图例）4 能量指示装置问题。5 摆锤予仰角偏大或偏小。6 冲击常数发生变化。7 主机或摆锤系刚度不足。砧座R对试样的影响图例：砧座R变形并有夹杂物图例：良好的砧座图例：砧座R有缺欠的表现图例：冲击刀刃R的变形对试样的表现对摆锤式冲击机的检验之要点：n1）必须采用标准冲击试样进行间接检验。n2）摆锤的自由悬挂与相对支座位置，必需处于10+0.5mm范围以内位置。n3）两砧座之间距离必须控制在 40+0.2mm范围内。n4)检验标度盘上与吸收能量为标称能量的 0%、10%、20%、30%、50%、60%、80%等各值相对应的标记。n5）目前有关冲击机的美国标准、国际标准及我国标准，都规定使用范围不能超过其标称能量的80%。尽管如此，目前我国的冲击机有些在其标称值的70%已经表现其刚度不足了。如果接近此范围，必须使用标准冲击试样校验。n6）冲击机必须牢固的安装在质量足够基础上，主机与摆锤系必须有足够的刚度。下一步研究方向 n对摆锤式冲击机机架、摆锤系统刚度对冲击试验数据的影响。n冲击机安装基础对冲击试验数据的影响。n研制冲击机刚度测试仪器，以方便的测试 冲击机各相关重要部分刚度、频响特性。以为制定具体的测试方法、技术指标并给能出具体的量值。谢 谢！
