金屬流體機(jī)械操控性檢驗(yàn)是對(duì)工程機(jī)械金屬材料的各種機(jī)械操控性分項(xiàng)進(jìn)行測(cè)量的幾項(xiàng)不可或缺的組織工作。測(cè)試所獲得的金屬材料的氣壓、延展性等PT5716SB0，對(duì)于建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域和金屬材料研究都具有很重要的指導(dǎo)意義，非常多公開場(chǎng)合是直接以測(cè)試結(jié)果為使用依照的。電液推桿供貨商

突發(fā)性的新式流感病毒肺結(jié)核禽流感讓整座工業(yè)遭受非常大的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，煤炭行業(yè)是一個(gè)現(xiàn)代但又非常特定的行業(yè)，相關(guān)風(fēng)洞又是相較半封閉和相關(guān)人員稀疏的組織工作娛樂場(chǎng)所，無論是日常生活生產(chǎn)還是在禽流感陰云下，風(fēng)洞檢驗(yàn)組織工作都遭遇眾多信用風(fēng)險(xiǎn)。如何讓風(fēng)洞借助一流控制技術(shù)提高智能化化檢驗(yàn)和抗信用風(fēng)險(xiǎn)的能力，在特定情況下也可以平衡、高效率、隨處值班地積極開展檢驗(yàn)組織工作，值得稱贊業(yè)界南埃爾普思索。

圖1 半自動(dòng)電子零件剪切原型機(jī)

近幾年隨著我國(guó)智能化鍛造脈動(dòng)的刮起，亞洲地區(qū)煤炭企業(yè)檢驗(yàn)系統(tǒng)已經(jīng)在許多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全業(yè)務(wù)流程的智能化化。亞洲地區(qū)一些小型煤炭企業(yè)的流體力學(xué)風(fēng)洞，倚靠三套半自動(dòng)剪切原型機(jī)（如圖1）每晚可隨心所欲順利完成1000余件剪切待測(cè)的自動(dòng)檢驗(yàn)。在禽流感常態(tài)化的情況下，智能化化控制技術(shù)在煤炭行業(yè)風(fēng)洞的借助，充份突顯出加速?gòu)?fù)產(chǎn)電解鋁的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)危機(jī)下不需要王承恩值班的智能化化風(fēng)洞，油畫出睿智風(fēng)洞榮光的未來。

煤炭企業(yè)常規(guī)機(jī)械操控性檢驗(yàn)項(xiàng)目及特點(diǎn)

要建設(shè)好一個(gè)智能化化流體力學(xué)風(fēng)洞，必須要了解風(fēng)洞的檢驗(yàn)業(yè)務(wù)流程、特點(diǎn)，掌握當(dāng)前原型機(jī)和智能化化、智能化化等最新控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。電液推桿供貨商

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煤炭企業(yè)常規(guī)機(jī)械操控性檢驗(yàn)項(xiàng)目

煤炭企業(yè)常規(guī)機(jī)械操控性檢驗(yàn)業(yè)務(wù)流程是先將樣坯加工成符合標(biāo)準(zhǔn)的待測(cè)，然后按不同檢驗(yàn)項(xiàng)目在相應(yīng)原型機(jī)上進(jìn)行測(cè)試，得出并上傳測(cè)試結(jié)果，其主要檢驗(yàn)項(xiàng)目和涉及設(shè)備見表1。電液推桿供貨商

表1 煤炭企業(yè)常規(guī)機(jī)械操控性檢驗(yàn)項(xiàng)目及設(shè)備

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煤炭企業(yè)成品機(jī)械操控性檢驗(yàn)特點(diǎn)電液推桿供貨商

煤炭企業(yè)成品機(jī)械操控性的檢驗(yàn)量大，設(shè)備要耐用；其產(chǎn)品規(guī)格相較集中、檢驗(yàn)項(xiàng)目相較簡(jiǎn)單，設(shè)備要專業(yè)化配置；檢驗(yàn)周期緊，來樣不均勻，設(shè)備配置要有一定的富余量；對(duì)檢驗(yàn)的精度要求相較較低，主要判斷產(chǎn)品是否合格。

建設(shè)智能化化流體力學(xué)檢驗(yàn)風(fēng)洞的關(guān)鍵控制技術(shù)

智能化化、智能化化建設(shè)適合于有流水線和具有重復(fù)性作業(yè)的企業(yè)，煤炭企業(yè)風(fēng)洞比較適合積極開展智能化化項(xiàng)目的建設(shè)組織工作。要建設(shè)一個(gè)成功的智能化化機(jī)械操控性檢驗(yàn)風(fēng)洞，必須包含以下基本的關(guān)鍵控制技術(shù)：通過機(jī)械手實(shí)現(xiàn)待測(cè)自動(dòng)上、下料功能，待測(cè)編號(hào)的自動(dòng)識(shí)別，待測(cè)傳送系統(tǒng)，半自動(dòng)待測(cè)加工，待測(cè)自動(dòng)收集保存等。亞洲地區(qū)原型機(jī)工業(yè)通過近二十年的努力，原型機(jī)產(chǎn)量和品種得到了加速發(fā)展，控制技術(shù)水平有了很大的提升，特別是滿足用戶個(gè)性化需求的各種原型機(jī)發(fā)展很快，如半自動(dòng)剪切原型機(jī)、半自動(dòng)沖擊原型機(jī)等，下面主要對(duì)這兩類在工程機(jī)械金屬流體機(jī)械操控性檢驗(yàn)中最主要、也是最常用的半自動(dòng)原型機(jī)進(jìn)行闡述。電液推桿供貨商

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半自動(dòng)剪切原型機(jī)

測(cè)試時(shí)測(cè)試相關(guān)人員根據(jù)自動(dòng)接收到的測(cè)試順序等測(cè)試要求，將經(jīng)過打標(biāo)的待測(cè)用機(jī)械手放入待測(cè)架內(nèi)或通過AGV（自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸）小車送達(dá)指定的位置→機(jī)械手根據(jù)預(yù)先在測(cè)試程序上設(shè)置好的待測(cè)位置抓取待測(cè)→進(jìn)行待測(cè)長(zhǎng)度測(cè)量→進(jìn)行待測(cè)平行部分位置對(duì)中測(cè)量→待測(cè)橫截面尺寸測(cè)量（可取n次測(cè)量數(shù)據(jù)的最小值或者平均值等）→機(jī)械手將待測(cè)放置到原型機(jī)（見圖2）測(cè)試位置，在確保按平行段對(duì)中的情況下自動(dòng)調(diào)用預(yù)定的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試→測(cè)試結(jié)束后機(jī)械手自動(dòng)取下斷樣→自動(dòng)分揀合格與不合格待測(cè)→測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)保存并發(fā)送給上位機(jī)。電液推桿供貨商

圖2 半自動(dòng)電液伺服剪切原型機(jī)

下面介紹一下上海申力原型機(jī)有限公司為滿足用戶個(gè)性化需求開發(fā)的半自動(dòng)剪切原型機(jī)專項(xiàng)控制技術(shù)的借助實(shí)例：

（1）帶半自動(dòng)引伸計(jì)的電子零件剪切原型機(jī)的普及，特別是視頻引伸計(jì)的開發(fā)借助，加速了應(yīng)變硬化指數(shù)n值（需配置縱向激光引伸計(jì)）和塑性應(yīng)變比r值（需配置縱向激光引伸計(jì)+橫向視頻引伸計(jì)）等半自動(dòng)測(cè)量控制技術(shù)的發(fā)展（見圖3）。視頻引伸計(jì)控制技術(shù)的借助也克服了由于風(fēng)洞在待測(cè)加工過程中經(jīng)常產(chǎn)生的待測(cè)平行部分加工尺寸偏長(zhǎng)，因此待測(cè)容易斷在引伸計(jì)標(biāo)距外或標(biāo)距附近難以準(zhǔn)確測(cè)量斷后伸長(zhǎng)率的難題。

圖3 縱向引伸計(jì)+視頻橫向引伸計(jì)

（2）常規(guī)的半自動(dòng)剪切原型機(jī)在測(cè)試結(jié)束后，機(jī)械手自動(dòng)取下斷樣→自動(dòng)分揀合格與不合格待測(cè)→機(jī)械手將斷樣扔到對(duì)應(yīng)的料框里。但經(jīng)常會(huì)碰到有些重要的、異常的斷樣需要風(fēng)洞保留以備查驗(yàn)等情況，現(xiàn)代的模式是風(fēng)洞相關(guān)人員要等這一批次測(cè)試全部完畢后再按編號(hào)在留樣框里翻找拼接，這種方式原始繁瑣、效率低?，F(xiàn)在斷樣收集專用料斗的配套設(shè)計(jì)（見圖4），機(jī)械手可以按需按組收集需要保留的斷樣，大大方便了待測(cè)留存組織工作。電液推桿供貨商

圖4 帶斷樣回收裝置的半自動(dòng)剪切原型機(jī)

（3）許多煤炭企業(yè)生產(chǎn)的螺紋鋼或圓鋼，由于軋鋼工藝的需要，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品是呈盤狀的，俗稱盤圓或盤螺。為了保證待測(cè)可以正常的在剪切原型機(jī)上裝夾或保證測(cè)試時(shí)的同軸度，此類產(chǎn)品在做剪切測(cè)試前，需要對(duì)帶有一定弧度的樣品進(jìn)行矯直處理。在GB/T 2975-2018《鋼及鋼產(chǎn)品機(jī)械操控性測(cè)試取樣位置及待測(cè)制備》5.3.2.2款中也有規(guī)定，當(dāng)試料需要壓平或矯直時(shí)，壓平或矯直試料應(yīng)在冷狀態(tài)下進(jìn)行。

現(xiàn)在線材盤圓盤螺剪切待測(cè)矯直方法主要有3種，即手工敲打矯直、機(jī)械沖壓矯直、多次彎曲矯直等。

手工敲打矯直。人工用木錘、橡皮錘或銅錘等進(jìn)行敲擊達(dá)到矯直的目的。其缺點(diǎn)一是在敲擊過程中待測(cè)容易反彈，安全性差；二是由于是人工敲擊，敲擊后的平直度相較較差，用引伸計(jì)測(cè)量時(shí)影響測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性；三是敲擊點(diǎn)對(duì)待測(cè)會(huì)產(chǎn)生局部加工硬化，操控性檢驗(yàn)的均勻性相較較差，且影響程度不可控制；四是人工矯直的勞動(dòng)氣壓高，組織工作效率低。電液推桿供貨商

機(jī)械沖壓矯直。采用3點(diǎn)彎曲方式，用待測(cè)下方放置行程限位的方式進(jìn)行沖壓矯直，勞動(dòng)氣壓不高，組織工作效率高、矯直點(diǎn)有局部硬化現(xiàn)象、對(duì)待測(cè)操控性檢驗(yàn)數(shù)據(jù)有較大的影響。

多次彎曲矯直。采用類似軋鋼機(jī)軋輥的形式達(dá)到矯直的功能，此矯直方式有兩種：一是對(duì)壓方式，兩個(gè)壓輥相較安裝，產(chǎn)生擠壓彎曲。勞動(dòng)氣壓低、組織工作效率高、矯直效果尚可、有硬化現(xiàn)象、對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)有影響。二是采用多輪交叉安裝矯直方式，對(duì)待測(cè)只產(chǎn)生彎曲作用，不產(chǎn)生擠壓力，勞動(dòng)氣壓低、組織工作效率高、矯直效果良好、有輕微硬化現(xiàn)象、對(duì)操控性的影響相較較小。

目前絕大部分風(fēng)洞都是采用人工矯直的方法，上海申力原型機(jī)有限公司在常規(guī)半自動(dòng)原型機(jī)里配套開發(fā)的半自動(dòng)盤條多輪交叉彎曲矯直系統(tǒng)（見圖5），比較完美地避免了用其他方式在矯直過程中缺陷的產(chǎn)生。

圖5 帶螺紋鋼自動(dòng)矯直半自動(dòng)剪切原型機(jī)

對(duì)有一定弧度的盤條待測(cè)進(jìn)行半自動(dòng)機(jī)械矯直是半自動(dòng)檢驗(yàn)發(fā)展的趨勢(shì)，其與通過人工矯直等方式檢驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)肯定會(huì)存在差異。山東永鋒工程機(jī)械風(fēng)洞聯(lián)合上海申力原型機(jī)有限公司就這個(gè)問題積極開展了驗(yàn)證測(cè)試，驗(yàn)證結(jié)果見表2。電液推桿供貨商

表2 人工矯直和機(jī)械矯直的剪切操控性對(duì)比

由表2可知，人工矯直和半自動(dòng)機(jī)械矯直的抗拉氣壓和斷后伸長(zhǎng)率基本相同；屈服氣壓有10 MPa左右的差異，雖然在精度控制范圍之內(nèi)，但也需要進(jìn)行具體的分析，其操控性差異與線材加熱溫度和冷卻速度不均勻等引起的金屬材料組織差異、與螺紋鋼引伸計(jì)的裝夾方式等都有關(guān)系。

盤條產(chǎn)品在工程的使用過程中，終究還是要通過拉直或其他方式矯直后才可以使用，這就迫切需要在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或控制技術(shù)協(xié)議中統(tǒng)一檢驗(yàn)方法，否則新的檢驗(yàn)控制技術(shù)就無法發(fā)展。

2電液推桿供貨商

半自動(dòng)沖擊原型機(jī)電液推桿供貨商

十年前，亞洲地區(qū)部分煤炭企業(yè)風(fēng)洞從國(guó)外引進(jìn)了推桿式半自動(dòng)沖擊原型機(jī)，之后亞洲地區(qū)的原型機(jī)供貨商也仿制了這種類型的半自動(dòng)沖擊原型機(jī)。由于結(jié)構(gòu)上的原因，此類半自動(dòng)沖擊原型機(jī)在使用過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生如下5個(gè)缺陷或問題。電液推桿供貨商

（1）沖擊待測(cè)制冷裝置經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生結(jié)霜現(xiàn)象，特別是制冷溫度越低，和環(huán)境溫差越大，結(jié)霜現(xiàn)象越嚴(yán)重，容易因結(jié)霜對(duì)推桿系統(tǒng)造成阻力，使得推送機(jī)構(gòu)經(jīng)常發(fā)生卡死等狀況。電液推桿供貨商

（2）送樣過程中，沖擊待測(cè)在原型機(jī)砧座40 mm的跨距間容易掉樣。電液推桿供貨商

（3）測(cè)試過程中，沖擊待測(cè)機(jī)砧座上黏接的毛刺無法自動(dòng)清除，影響待測(cè)的定位精度。電液推桿供貨商

（4）在GB/T 229-2007 《金屬金屬材料 夏比擺錘沖擊測(cè)試方法》標(biāo)準(zhǔn)中8.2.2款規(guī)定：當(dāng)使用液體介質(zhì)冷卻待測(cè)時(shí)，待測(cè)應(yīng)在此溫度上保持至少5min。當(dāng)使用氣體介質(zhì)冷卻待測(cè)時(shí)，待測(cè)應(yīng)在規(guī)定溫度下保持至少20min。但此類半自動(dòng)沖擊原型機(jī)的冷卻方式是屬于氣體還是液體冷卻方式至今不明確，經(jīng)常造成甲乙雙方在保溫時(shí)間設(shè)定上有分歧。即將頒布實(shí)施的新版GB/T 229標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)在修訂的過程中將此類的冷卻方式明確為氣體介質(zhì)冷卻，且待測(cè)應(yīng)在規(guī)定溫度下保溫時(shí)間至少由20min提高到30min。電液推桿供貨商

（5）此類半自動(dòng)沖擊原型機(jī)在測(cè)試過程中由于是采用端面定位方式，沖擊待測(cè)的缺口對(duì)稱面至端部距離27.5 mm的長(zhǎng)度尺寸公差的加工要求由±0.42mm上升到±0.165mm，為了這個(gè)加工尺寸公差的提高，就需要將原來的加工工藝發(fā)生較大的改變，花費(fèi)更長(zhǎng)的加工時(shí)間。電液推桿供貨商

以上的5種問題大大影響了煤炭企業(yè)在大生產(chǎn)檢驗(yàn)中的沖擊待測(cè)加工和測(cè)試的組織工作效率，所以這種類型的半自動(dòng)沖擊原型機(jī)至今尚未實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域，或制冷送樣裝置被棄之不用。電液推桿供貨商

上海申力原型機(jī)有限公司新開發(fā)的半自動(dòng)沖擊原型機(jī)（見圖6），完全克服了上述推桿式半自動(dòng)沖擊原型機(jī)的問題。測(cè)試時(shí)測(cè)試相關(guān)人員根據(jù)自動(dòng)接收到的測(cè)試順序、測(cè)試溫度等測(cè)試要求，將沖擊待測(cè)通過機(jī)械手放置到可以按照指令自動(dòng)制冷控制的低溫槽→達(dá)到規(guī)定溫度的保溫時(shí)間→沖擊原型機(jī)自動(dòng)取擺→機(jī)械手自動(dòng)加速抓取轉(zhuǎn)移經(jīng)過冷卻后的待測(cè)，通過對(duì)中系統(tǒng)送到指定位置→沖擊原型機(jī)自動(dòng)放擺沖擊→原型機(jī)自動(dòng)分揀合格與不合格待測(cè)→測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)保存并發(fā)送給上位機(jī)。新開發(fā)的半自動(dòng)沖擊原型機(jī)完全符合新版GB/T 229標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求，如待測(cè)從冷卻裝置中移出至打斷的時(shí)間精確掌控，轉(zhuǎn)移裝置與待測(cè)接觸部分應(yīng)與待測(cè)一起冷卻等要求。電液推桿供貨商

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圖6 新式半自動(dòng)沖擊原型機(jī)電液推桿供貨商

工程機(jī)械金屬流體流體力學(xué)檢驗(yàn)智能化化有待突破的關(guān)鍵控制技術(shù)電液推桿供貨商

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（1）激光引伸計(jì)、視頻引伸計(jì)、半自動(dòng)引伸計(jì)、高低溫引伸計(jì)等主要配套件的國(guó)產(chǎn)化。電液推桿供貨商

（2）半自動(dòng)彎曲原型機(jī)和彎曲測(cè)試結(jié)果的自動(dòng)判定控制技術(shù)。

（3）對(duì)沖擊和落錘待測(cè)斷口的自動(dòng)判定控制技術(shù)。

結(jié)束語(yǔ)

（1）目前我國(guó)睿智風(fēng)洞的建設(shè)組織工作還處于初級(jí)階段，許多相關(guān)控制技術(shù)還不成熟，風(fēng)洞要根據(jù)自己擬突破的關(guān)鍵工序、根據(jù)現(xiàn)有場(chǎng)地和資金等情況，結(jié)合控制技術(shù)的發(fā)展來綜合考慮規(guī)劃。對(duì)于項(xiàng)目實(shí)施可能3 a（年）年不見效、項(xiàng)目中新控制技術(shù)含量超過三分之一的項(xiàng)目，建議要慎重考慮，切忌盲目跟風(fēng)。

（2）我國(guó)現(xiàn)在高端原型機(jī)還是被歐美等國(guó)際品牌的原型機(jī)公司所壟斷。部分亞洲地區(qū)用戶的需求定位也不合理，造成資金和引進(jìn)設(shè)備的浪費(fèi)，同時(shí)也阻礙了我國(guó)原型機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展。電液推桿供貨商

（3）要積極倡導(dǎo)亞洲地區(qū)相關(guān)風(fēng)洞與測(cè)試設(shè)備鍛造企業(yè)合作開發(fā)關(guān)鍵控制技術(shù)和產(chǎn)品，在高檔或?qū)Ｓ脺y(cè)試設(shè)備的研發(fā)鍛造方面取得重大突破，促進(jìn)測(cè)試設(shè)備在智能化化控制技術(shù)方面水平的提升，切實(shí)減少高檔測(cè)試設(shè)備的進(jìn)口數(shù)量。

選自：《理化檢驗(yàn)-物理分冊(cè)》   Vol.56 2020.6

作者：張松，工程師，山東萊鋼永鋒工程機(jī)械有限公司

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