塑料拉力試驗(yàn)機(jī)是非常可靠耐用的工具——能夠一周工作7天，每天進(jìn)行數(shù)百次試驗(yàn)，承受試樣在高達(dá)5kN、50kN、甚至600kN及以上的載荷下發(fā)生斷裂時(shí)所產(chǎn)生的能量沖擊。然而，和真的馱馬一樣，經(jīng)過數(shù)年或數(shù)十年的工作，試驗(yàn)機(jī)終會變舊、磨損，不再像新機(jī)一樣可靠，性能也不可同日而語——但是，你會把它放在一邊，置之不理？或者，你會對其翻新升級，讓其保持可靠運(yùn)行——可能會更勝從前？

一、認(rèn)識系統(tǒng)組件

試驗(yàn)機(jī)已問世愈80年，常見是機(jī)電試驗(yàn)系統(tǒng)。機(jī)電試驗(yàn)系統(tǒng)可用于進(jìn)行拉力、壓縮、撓曲（彎曲）和部件試驗(yàn)，按設(shè)計(jì)可分為兩大部分：機(jī)架和控制器。

塑料拉力試驗(yàn)機(jī)機(jī)架是系統(tǒng)機(jī)械部分的主體。承載機(jī)架一般由兩個(gè)帶有旋轉(zhuǎn)絲杠的立柱構(gòu)成，可垂直上下移動橫梁。更為堅(jiān)固的系統(tǒng)配有導(dǎo)柱，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度、提高對中性能。載荷傳感器（測壓元件）安裝在移動橫梁或底座上。夾頭、壓盤或其他裝置裝在載荷傳感器和底座上，構(gòu)成測試加載字符串。移動橫梁在試驗(yàn)期間的行程，一般用編碼器識別。其他傳感器，例如引伸計(jì)或LVDT，也可用于測量試驗(yàn)試樣或組件的實(shí)際位移。

控制器可視為是系統(tǒng)的“大腦”?？刂破髋浜掀渌浼?，例如高低溫環(huán)境箱和高溫爐，對機(jī)架和傳感器進(jìn)行監(jiān)控?？刂破饕部膳c計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)，按預(yù)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行控制、收集數(shù)據(jù)、分析和報(bào)告

• 何時(shí)考慮翻新改良

簡單地說，翻新是對老舊試驗(yàn)系統(tǒng)的升級。有時(shí)，翻新只是拆除控制器部分，換成時(shí)下先進(jìn)的版本。更為常見的翻新是更換易出錯(cuò)或過時(shí)的關(guān)鍵部件，例如電機(jī)或功率放大器。翻新時(shí)，其他需要考慮重要因素是，升級后，系統(tǒng)是否需要滿足當(dāng)前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求?，F(xiàn)今，大多數(shù)翻新是加裝新軟件和預(yù)置試驗(yàn)方法的計(jì)算機(jī)，較大程度地實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告的自動化。

系統(tǒng)控制器較當(dāng)前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)越來越落后，或者與越來越新的配件不兼容時(shí)，多數(shù)用戶都會考慮對系統(tǒng)進(jìn)行翻新。例如，20年前認(rèn)為20點(diǎn)/秒的數(shù)據(jù)采集速率“很快”,而現(xiàn)在的系統(tǒng)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集高達(dá)2.5 KHz——試驗(yàn)曲線輪廓清晰度更真、顯示的興越點(diǎn)更多、試驗(yàn)結(jié)果更。而許多老舊的控制器與裝有操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)不兼容。

老舊的控制器可能不具備按新試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)所需的處理能力和反應(yīng)時(shí)間。例如，ISO 6892-1:2009“金屬材料——拉伸試驗(yàn)”和ASTM E8-15“金屬材料拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法”對閉環(huán)應(yīng)變速率控制規(guī)定了限制程度較高的應(yīng)變速率和公差，老舊的控制器和軟件一般都無能為力。

有些老舊的試驗(yàn)機(jī)架，通用試驗(yàn)接口和運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)其他新型試驗(yàn)系統(tǒng)的相同，翻新是讓其重新煥發(fā)生機(jī)比較經(jīng)濟(jì)的方法——無需購買全新的試驗(yàn)機(jī)。翻新后，實(shí)驗(yàn)員無需改變操作方式就可操作所有試驗(yàn)系統(tǒng)——因而提高了效率、減少了對實(shí)驗(yàn)員的培訓(xùn)、降低了用戶錯(cuò)誤、提高了試驗(yàn)結(jié)果的一致性。現(xiàn)有的載荷傳感器、夾頭和其他配件得以保留，節(jié)省了原始投資。

• 編翻新沒有“萬全之策”

翻新的風(fēng)險(xiǎn)和優(yōu)勢并存。要知道，世上根本沒有對所有試驗(yàn)系統(tǒng)（無論生產(chǎn)商是誰）都起效的翻新方案。

首先應(yīng)考慮翻新的內(nèi)容有什么。對于老舊的系統(tǒng)，近、中期內(nèi)有故障風(fēng)險(xiǎn)的零件應(yīng)包含在內(nèi)，例如功率放大器。安全同樣是必須考慮的重要問題。檢查新的急停開關(guān)等安全部件，確保符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。另外，確保系統(tǒng)翻新后，現(xiàn)有的安全裝置未被禁用或拆除。例如，如果一級限位開關(guān)出現(xiàn)故障，次級或二級限位開關(guān)能夠保護(hù)系統(tǒng)的移動橫梁不至于在兩個(gè)方向上移動超限，是一級限位開關(guān)的后備。

翻新方案應(yīng)*與原裝試驗(yàn)系統(tǒng)的動態(tài)性能相匹配。換用的功率放大器或電機(jī)，電流和電壓應(yīng)大小相適。功率放大器或電機(jī)如果不夠大，性能就會欠佳；相應(yīng)地，試驗(yàn)系統(tǒng)將無法達(dá)到滿載荷能力或大試驗(yàn)速度，可能會因過載而過早出現(xiàn)故障。大部件能夠奏效，但這種設(shè)計(jì)缺陷意味著大材小用。

重要的是，控制系統(tǒng)必須調(diào)試得當(dāng)，以便運(yùn)行穩(wěn)定，性能好，從而確保系統(tǒng)指令和反饋環(huán)路處于的設(shè)定。進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需要知道并輸入正確的PID控制參數(shù)（比例范圍/增益、積分增益/重置、微分增益/速率）。系統(tǒng)如果調(diào)試不當(dāng)，好一點(diǎn)的情況是會導(dǎo)致性能欠差；但在壞的情況下，會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問題，包括試驗(yàn)速度不準(zhǔn)確、試驗(yàn)讀數(shù)不，電機(jī)振動、機(jī)器不穩(wěn)、振動、橫梁突然移動、試驗(yàn)極限超限、關(guān)機(jī)時(shí)機(jī)器無法及時(shí)停機(jī)等等。

當(dāng)然，市場上有專門提供翻新服務(wù)的第三方機(jī)構(gòu)，但在這方面，原裝系統(tǒng)制造商只承認(rèn)他們對原裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)的參數(shù)以及固有的安全裝置。例如，進(jìn)行翻新的第三方可能會拆除系統(tǒng)的原裝外殼或外罩，以便安裝自己新的翻新零件——沒有認(rèn)識到這些拆除件實(shí)際上是射頻屏蔽構(gòu)件（用以阻擋射頻干擾的影響）。

另外，現(xiàn)有的傳感器，例如載荷傳感器和引伸計(jì)，必須具有電氣兼容性，能夠通過適配器與新的控制器相連，并且能夠利用電氣方法進(jìn)行正確的校準(zhǔn)、配平和讀數(shù)。

四、好零件變化時(shí)

有時(shí)，系統(tǒng)部件會出現(xiàn)故障。連續(xù)使用的關(guān)鍵部件包括功率放大器和電機(jī)。功率放大器是試驗(yàn)系統(tǒng)的主要驅(qū)動裝置，能夠吸收大量功率來驅(qū)動電機(jī)。功率放大器是常用部件，使用10~15年就會出現(xiàn)故障——多數(shù)情況下，原裝供應(yīng)商無法再提供原裝產(chǎn)品。目前，試驗(yàn)系統(tǒng)制造商面臨的一大問題是，OEM供應(yīng)商淘汰部件的速度越來越快，尤其是處理器芯片或顯示器之類的電子部件。在此情況下，可選擇修理或使用翻新部件，*兼容的替代部件可能有現(xiàn)成的，或者需要經(jīng)過設(shè)計(jì)和測試以符合替換需求。盡管大多數(shù)試驗(yàn)系統(tǒng)制造商都想方設(shè)法保證系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，但對制造商和顧客而言，因故障時(shí)間和成本消耗等因素而使這些選擇難以付諸行動

五、翻新安裝

根據(jù)ASTM E4和ISO 9513標(biāo)準(zhǔn)，由于換用了新的零件，作了修改，翻新的系統(tǒng)必須在使用前重新進(jìn)行驗(yàn)證。ASTM E4“試驗(yàn)機(jī)力鑒定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程”規(guī)定，“試驗(yàn)機(jī)維修后，對稱重系統(tǒng)的運(yùn)行或顯示數(shù)值有影響的，應(yīng)立即進(jìn)行驗(yàn)證。”

因此，有必要考慮選擇這樣的翻新供應(yīng)商：能夠圓滿完成翻新工作，微調(diào)系統(tǒng)設(shè)定，同時(shí)能夠提供所有必需的服務(wù)，包括對載荷傳感器、引伸計(jì)、位移和速度進(jìn)行驗(yàn)證。由于ASTM E4還規(guī)定，重新裝置的機(jī)器需要重新進(jìn)行驗(yàn)證，也可考慮在客戶所在地進(jìn)行翻修，這樣能夠節(jié)約一些大型設(shè)備可能產(chǎn)生的往來運(yùn)輸和包裝的金錢和時(shí)間成本。

大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)塑料拉力試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)的翻修工作應(yīng)在一到兩天內(nèi)完成，包括對所有傳感器的驗(yàn)證。

六、何時(shí)不考慮進(jìn)行翻新

并不是每個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)都適合進(jìn)行翻新。一次翻新，不可能把現(xiàn)有系統(tǒng)的所有零件都更換掉。通常，旋轉(zhuǎn)絲杠、變速箱和離合器是較為可靠耐用的部件，不需要更換。然而，如果它們出現(xiàn)故障，更換起來費(fèi)用浩大——不只是指零件成本，還指維修服務(wù)成本和停機(jī)時(shí)間。另外，機(jī)架性能的提高可能無法超越物理局限。例如，無論新控制器的電子器件多么優(yōu)良，載荷精度范圍可能永遠(yuǎn)也無法超越原裝載荷傳感器的精度范圍。即使是專為更現(xiàn)代的試驗(yàn)機(jī)架設(shè)計(jì)的新型配件，可能也需要自定義安裝，以便能夠裝入舊機(jī)架內(nèi)。

就像汽車，終有一天，與可能要更換或修理每個(gè)部件相比，整機(jī)更新會變得更便宜、更實(shí)際。

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