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济南试验机--我国试验机标准化工作的回顾与展望

文章出处:自主原创   文章作者:万测编辑   发布时间:2016-11-25    点击数:   【

济南试验机--我国试验机标准化工作的回顾与展望

1 万能试验机产品的概念与分类

纵观万能试验机产品标准化的活动历程和发展史清晰可见:万能试验机产品标准化的起步、发展与完善,始终伴随和引导着万能试验机产品自身的单元组合化、产品系列化、生产规模化和技术创新、质量提高、功能扩展、节能增效这样一个发展前进的过程。为便于叙述,首先介绍一下万能试验机产品的概念与分类。

1.1 万能试验机产品的概念

依据我国工农业产品的类种划分原则,万能试验机产品是指:试验仪器、金属材料和非金属材料的破坏或无损检测仪器、零部件和大型构件力学性能(强度、硬度、弹性、韧性、延展性)与内部、外部缺陷的测试仪器等设备。试验 机 是 集机、光、电、液于一体的高科技型产品,广泛应用在工业、军工、冶金、建筑、航空、航天、船舶、质检、计量等各行各业的国家重点实验室、工业实验室、计量室、生产线和工程现场。万能试验机也是各国材料科学研究和应用的重要的基础设备和工具,是很重要的一种科学仪器。多数的万能试验机产品均属于计量器具,对保证和维持我国力值、硬度量值准确、溯源具有举足轻重的作用。对于大型和重要工程,例如:宇宙飞船材料性能的检验,建筑、结构、动态性能的测试以及飞行姿态的平衡试验,三峡大坝焊接结构和坝体内外部缺陷的无损检测都是通过万能试验机类产品来实现的,对于常规金属和非金属的力学性能检测,万能试验机更是不可替代的检测和计量仪器。万能试验机产品在我国工农业生产与经济建设中的作用是不可或缺、不可替代的。

1.2 万能试验机产品的分类

1.2.1 按功能和用途分类

按照万能试验机大类产品的功能和用途分类,可分为以下类型:

(1) 金属材料万能试验机,包括:拉力万能试验机、压力万能试验机、万能万能试验机、疲劳万能试验机、摆锤式冲击万能试验机、硬度计、扭转万能试验机、蠕变万能试验机、松弛万能试验机、持久强度万能试验机等;

(2) 非金属材料万能试验机,包括:用于橡胶、塑料、木材、纸张、皮革、纤维、陶瓷、建材、涂层等非金属材料的拉力万能试验机、压力万能试验机、万能万能试验机、疲劳万能试验机、冲击万能试验机、硬度计等;

(3) 振动 、冲击试验设备,包括:电动振动台、液压振动台、机械振动台、冲击台、碰撞试验台等;平衡机,包括:卧式平衡机、立式平衡机、软支承平衡机、硬支承平衡机;

(4) 力与变形测试仪器,包括:测力仪、力传感器、引伸计、扭矩仪、扭矩传感器等;

(5) 工艺万能试验机与包装万能试验机,包括:弹簧万能试验机、杯突万能试验机、摩擦磨损万能试验机、反复弯曲万能试验机、包装件滚动、自由跌落、倾斜跌落万能试验机、弹跳、堆垛包装万能试验机等;

(6) 无损检测仪器,包括:磁粉荧光探伤机、X射线探伤机、超声探伤仪、涡流探伤机、声发射探伤仪等各种电磁、射线、超声类的无损检测仪器、无损检测系统、探头、换能器等;

(7) 大型结构万能试验机,包括:多轴万能试验机、复合性能万能试验机;

(8) 万能试验机功能附件,包括:高低温装置、控制器、夹具、各种标准试块、比较样块等。

1.2.2按《中国标准文献分类法》分类《中 国 标 准文献分类法》的分类体系由二级组成,即采用24个拉丁字母(不包括I,O )和二位阿拉伯数字相组合的方式表示。一级类目是按专业把我国的标准文献分成24个大类,一个字母表示一个大类,字母的次序表示大类的先后顺序;万能试验机划分在N大类“仪器仪表”专业。在每个一级主类之下包含有00-99一百个二级类目,二级类目之间的逻辑划分,用分面标识加以区别,并对二级类目起到范围限定的作用,例如:N70/79"万能试验机与无损检测仪器”。对于万能试验机国家标准和行业标准文献的二级类目划分在N70-N78类,每个二级类代表的万能试验机小类为:

N7 0:万能试验机与无损探伤仪器综合;

N7 1: 金属材料万能试验机;

N7 2: 非金属材料万能试验机;

N7 3:机械振动、冲击设备与动平衡机;

N7 4: 力与 变形测试仪器;

N75:工艺万能试验机与包装万能试验机;

N77:超声波与声放射探伤仪器;

N78:X 射线、磁粉、荧光及其他探伤仪器。

2 我国万能试验机标准化的历史与现状为 了阐 明 万能试验机的标准化工作,首先重述一下国际标准化组织制定的ISO/IEC指南20996年版)和国家标准GB/T 20000. 1-2002中给标准化下的定义:“为在一定范围内获得最佳秩序,对现实问题或潜在问题制定共同使用和重复使用的条款的活动。”上述的活动主要包括编制、发布和实施标准的过程。标准化的主要作用在于为了其预期目的改进产品、过程或服务的适用性,防止贸易壁垒,并促进技术合作。我 国试 验 机产品的标准化起始于早期的材料万能试验机产品的机械化、系列化生产。万能试验机产品的标准化领域是随着万能试验机产品种类的不断扩大而扩大,并随着万能试验机产品的发展而发展的。追根溯源,万能试验机的标准化距今己有45年的历史了,最早面世的万能试验机标准是在1961年,由当时的第一机械工业部发布,并由当时的万能试验机行业技术归口所— 长春材料万能试验机研究所提出并制定的下述九项仪器仪表专业标准:

1) 仪 (Y )62 -61洛氏硬度万能试验机技术条件;

2) 仪 (Y) 63-61液压万能材料万能试验机技术条件;

3) 仪 (Y )64 -61液压式压力万能试验机技术条件;

4) 仪 (Y )65 -61机械式拉力万能试验机技术条件;

5) 仪 (Y )66 -61扭转万能试验机技术条件;

6) 仪 (Y )67 -61线材扭转万能试验机技术条件;

7) 仪 (Y )68 -61摆锤式冲击万能试验机技术条件;

8) 仪( Y) 69-61悬臂梁弯曲疲劳万能试验机技术条件;

9) 仪 (M ) 70O-61纯弯曲疲劳万能试验机技术条件。

这九项仪器仪表专业标准的发布填补了我国万能试验机专业无产品标准的空白,这也是我国万能试验机行业标准化工作起始点的标志。在当时技术水平和生产条件下,万能试验机的标准化领域还只局限在金属材料万能试验机这一小类万能试验机产品的范围内。1962年 , 国务院颁布了《工农业产品和工程建设技术标准管理办法》明确规定所有产品都要有技术质量标准,所有产品都要按质量标准进行生产,也就是现在所说的无标不能生产。此《办法》对以后的标准化工作起到了很大的推动作用。在当时的计划No3. 2006 王学智等:我国万能试验机标准化工作的回顾与展望经济时期,产品标准就相当于技术法规,必须强制执行。为便于识别标准,提高我国技术标准的通用性和统一性,1963年原国家科委发出了《关于颁发“统一标准代号、符号”的几项规定的通知》,确定了原第一机械工业部部颁标准代号为“JB;,虽然机械工业部在以后又经过了几次机构改革直到撤消,但是,此机械行业技术标准代号一直沿用至今。1965年和1966年期间,第一机械工业部以勺B’,为代号发布了15项万能试验机的部标准。

文化大革命十年动乱时期,受其所及,万能试验机标准也陷人了停滞不前、无人问津的局面。直到1976年以后,万能试验机标准化工作才重新步人正轨,在产品设计、生产制造和质量管理中受到了重视,开启了万能试验机标准化工作新的进程。从那 以 后 的几十年里,随着我国科学技术的不断发展和万能试验机制造水平的逐步提高,我国万能试验机产品的种类在逐年增加,产品的规格和系列也在不断补充和完善,达到了目前门类齐全的几十个系列、几百种规格的产品。特别是随着电阻应变技术、光栅技术、数控技术等光电自动测量技术的普及与应用,使万能试验机实现了试验过程自动控制和试验结果自动测量与处理,大大提高了万能试验机试验结果的准确度和可靠性。特别是在计算机技术和信息技术高度发展的今天,通过计算机技术和网络技术在万能试验机上的应用,使万能试验机产品得以快速发展,从数量和质量上都产生了一个飞跃。在万能试验机产品不断发展的同时,也逐步丰富和完善了万能试验机标准体系。自二十世纪七十年代末期开始,万能试验机行业就认真执行我国“积极采用国际标准和国外先进标准”这一重要的技术经济政策,在本行业中积极推动万能试验机产品采用国际标准和国外先进标准。198 8 年 ,经原国家标准局批准,成立了全国万能试验机标准化技术委员会(SAC/TC122),负责全国万能试验机标准化技术的归口工作。18年间,全国万能试验机标准化技术委员会机构不断强化,目前已历经四届。由国家标准化行政主管部门确认的全国万能试验机标准化技术委员会的工作领域是:负责全国金属材料万能试验机、非金属材料万能试验机、工艺万能试验机、测力(扭矩)机、平衡机与振动台、无损检测仪器、万能试验机功能附件和与万能试验机专业相关的试验设备的标准化工作。全国万能试验机标准化技术委员会的成立,为万能试验机标准的发展和万能试验机专业的标准化事业提供了可靠的组织保证。通过实施全国万能试验机标准化技术委员会制定的万能试验机行业国家“七•五”、“八•五”、“九五”、“十•五”标准化发展规划和万能试验机产品采用国际标准和国外先进标准计划,使万能试验机标准体系日臻完善,术语标准、基础标准、系列标准、产品标准、检验方法标准、各类标准配套齐全,国家标准和行业标准比例适当,相互协调。关于万能试验机现行标准的分类、目录、采用国际标准和国外标准情况、被代替标准情况、标准制修订状态和“十一•五”期间的发展动态,详见表1万能试验机现行标准概况。预计 到 2 007年,由全国万能试验机标准化技术委员会归口组织制修订的万能试验机国家标准和机械行业标准共112,其中国家标准34项,行业标准78;采用国际标准的28项,应采用国际标准总数为32项(有4项未转化的国际标准没有列到表1中),采标率为87.5 。在“十一•五”期间,若我行业申报的国家标准项目都能按计划列人国家标准制修订项目计划,万能试验机标准的采标率可达到100 。表1中还有2项行业标准是非等效采用国外先进标准制定的;有5项行业标准已经废止,列人表1是为了使标准的使用者了解这些标准的去向;对于合并修订的四项国家标准,其中GB/T 7662-1987和GB/T3722-1992即将在合并修订完成后,新标准发布之时先后废止。标准化是一个动态的发展的过程,也可以说,表1是目前万能试验机现行标准的体系表,它反映了万能试验机标准的现状和发展趋势。列出此表的目的是让万能试验机标准的使用者对万能试验机标准的结构和具体的标准化对象有一个整体的了解,给使用者提供一种检索、查询和收集标准的路径,也便于有针对性的发展自己的企业标准,开发新产品以适应市场的变化,满足用户的需求。同时希望万能试验机行业的各类企业根据各自的产品的特点,提出制定万能试验机国家标准和行业标准新项目的建议,丰富和发展万能试验机的标准体系。

3 万能试验机标准化的功能和作用

通过 对 试 验机产品的标准化,在产品设计开发、生产制造、经营销售、国内外技术交流和经济贸易中都收到了明显的成效。多年来,万能试验机标准化的作用和功效体现在统一、协调、规范和简约等几个方面。3.1 标准化的统一作用标准 化 在 统一万能试验机概念、单位、术语和符号方面发挥了和正在发挥着积极的作用。例如:通过制__试验技术与万能试验机Sep.2 006定术语标准我们行业内统一了万能试验机产品的概念、分类、功能与用途,统一了术语和定义;为了推行我国法定计量单位,积极采用国际单位(SD,在制修订标准和采用国际过程中,经过十几年的努力,使万能试验机产品的测量量值由过去使用的非法定计量单位全部采用了法定计量单位(公斤力kgf改为牛顿N,吨力ton改为千牛kN,公斤•米kg.m 改为焦耳J等等);有关术语方面,为了清楚地表达物理意义,在力学领域,将行业内惯用的物理概念不清的术语“负荷load’,首推为“力force",在平衡领域,将术语“试重test weight"首推为“试验质量test mass",“重心centre of gravity"首推为“质心centre of mass"不要小看这简单的一两个名词的变化,它们在人们长期的习惯中形成的惯性是要相当长的时间才能转变过来的;关于符号,为了便于计算机应用,近几年来国际标准和我国标准将拉伸试验方法标准和压缩试验方法标准中长期使用的表示屈服强度、规定强度、抗拉强度(或抗压强度)的通用符号“v换成了“R",将表示伸长率的通用符号“S_换成了“A’.’,具体的试验条件用下标表示。术语、符号和计量单位的统一极大地方便了国际贸易和国内外技术交流,方便了我国各层次标准的制修订和万能试验机产品技术文件与软件的编制,它们的变化也必然要影响到万能试验机产品的各类技术文件、软件、标牌、试验结果的计算与表示等多方面的修改和变化。在此也提倡万能试验机行业的各生产企业积极采用万能试验机标准中推荐的术语、符号和定义。

3.2 标准化的规范作用

标准 化 不 仅是经济技术活动,同时也是标准的使用者共同参与的社会活动。通过标准化继承了好的技术、工艺和经验,淘汰了落后的方法和技术,同时也引进了先进的工艺和技术,这样周而复始地不断积累好的经验,优化好的方法和技术,提升标准化对象的品位和质量,提高了产品的竞争力,推动产品不断向前发展。在多年的万能试验机行业标准化的活动中,经过积极采用国际标准和国外先进标准,同时结合我国国情,我行业将各种拉力万能试验机、压力万能试验机、万能万能试验机的力值检验方法,都规范到国际标准ISO 7500-1规定的测力系统的检验方法上,使我国这类万能试验机的检验方法与国际标准完全接轨。对于标准测力仪、拉力蠕变万能试验机、布氏硬度计、洛氏硬度计、维氏硬度计、努氏硬度计、平衡机的检验和校准 No3. 2006 王学智等:我国万能试验机标准化工作的回顾与展望部分:标准硬度块的标定。其他 的 洛 氏硬度试验、维氏硬度试验、努氏硬度试验也都按上述形式分三个部分编号。通过标准化活动使我国标准不但从内容上,而且从结构形式上也完全与国际标准接轨,方便了标准使用者的检索、查询和使用。

3.4 标准化的简约和优化作用

面对 各 种 各样的试验方法,万能试验机用户的需求也是多种多样的,任何一个制造者都不可能针对每一个参数和每一种要求来生产各式各样不同型式、不同规格的产品,这样也是无法做到的。这就需要对万能试验机的型式和参数进行优化,以减少不必要的、重叠的功能及规格。标准化对简约和优化万能试验机的功能、参数与规格发挥了积极的作用。例如,原来老式的万能试验机都是按着1,3,6系列生产的,为与按1,2,5系列生产的电阻应变式等各类配套传感器统一,经过我们多年的标准化工作,对相关万能试验机产品进行了优化,在标准中规定电子万能万能试验机、液压万能万能试验机、电液万能万能试验机和液压式压力万能试验机、标 准测力仪等按1,2,5优先数系进行系列化生产,将3,6系列作为不优先推荐的系列并列,这样既满足 了绝大多数客户的需要又兼顾了特殊用户的要求,对简化设计,减少工艺工装,提高生产效率,规范产品生产,开发新规格、新系列产品起到了简约和引导的作用.

万能试验机标准化的展望随着 科 学 技术的进步和材料科学的发展,世界各国现代的万能试验机都逐渐由简单功能向复合功能发展,例如:多轴万能试验机、拉扭冲击万能试验机和拉伸冲击万能试验机都已面市。万能试验机由静态试验功能逐渐向动态试验功能扩展;金属材料万能试验机和非金属材料万能试验机的界线逐渐淡化;万能试验机力的测量范围向两边延伸:最小力值可以测量到几毫牛级,最大力值可以测量到几十兆牛级;试验数据由手动测量逐渐向计算机自动控制、自动测量的方向过渡;按新的试验原理开发的新型万能试验机已经商品化,例如:仪器化冲击万能试验机、金属硬度和材料参数万能试验机(马氏硬度万能试验机),这些都是今后万能试验机产品一个新的发展动向,也是“十一•五”期间,甚至以后很长一个时期内万能试验机标准化的重点工作和发展方向。通过标准化还 逐步淘汰老的万能试验机产品,推动开发新的万能试验机产品并使之标准化、系列化、规模化,以满足市场经济发展和用户的不同需求。在“十一•五”期间和今后一个时期内万能试验机行业要重点开发、优化、完善和提升以下产品,当然也包括对下列产品的标准化工作:

1 )静态力学性能测量控制器(或系统);

2)动态力学性能测量控制器(或系统);

3)静一动态力学性能测量控制器(或系统);

4)与 1) ,2),3)配套的具有对外来数据处理和分析能力的力学性能试验软件包;

5)有 标 记 (或无标记)非接触式引伸计;

6)全 程 测 量有标记(或无标记)非接触式引伸计;

7)数 字 式 超声检测仪群和超声检测系统;

8)可 连 续 检测的工业X射线探伤机;

9)数 字 式 涡流探伤仪器和涡流探伤系统;

10) 可 自 动测量的数显(或屏显)冲击万能试验机;

11) 采 用 新的测量原理和现代自动测量技术可实现硬度、力和压痕变形过程连续自动测量的仪器化硬度万能试验机(马氏硬度万能试验机);

12) 制 造 业零部件物理性能在线检测装置。

要开展对万能试验机的计算机数据处理系统性能的评定工作,以提高试验结果的可比性和一致性。要通过制修订、宣传和贯彻国家标准和行业标准等标准化活动,配合国家的能源战略和环保政策,在相关的万能试验机产品标准中,有针对性地提出或规定有关节约能源、降低消耗、环境保护、回收和可重复利用废弃物等方面的要求和条款,以满足用户和国内外市场对绿色、环保型试验仪器设备的需求。为保证人员的健康和安全,以及满足有机械危险的设备安全认证的需要,还将对在万能试验机标准中提出机械安全、人类工效学设计方面的要求进行研究。标准 化 是 重要的基础技术,也是一切规模化生产和先进制造技术的重要的支持技术,在我国加入世贸组织以后,标准化的作用尤显突出,在产品开发设计、加工制造、生产管理、经营销售、交收检验、售后服务、流通贮存、技术交流、国内外贸易和商品检验检疫等各个阶段、方方面面都离不开标准化。因此,对生产 制造万能试验机产品的企业来说,只有首先搞好产品的标准化,才能实现产品的系列化、规模化生产,以获得最佳秩序和社会效益与经济效益。回顾历史,总结经验,意在未来的发展,让我们全行业都关注万能试验机标准化事业,进一步提高万能试验机标准化水平。

 

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