您的試驗(yàn)機(jī)是該修了還是該換了？

萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（UTMs）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(guò)數(shù)年或數(shù)十年的工作，試驗(yàn)機(jī)最終會(huì)變舊、磨損，不再像新機(jī)一樣可靠，性能也不可同日而語(yǔ)——但是，你會(huì)把它放在一邊，置之不理？或者，你會(huì)對(duì)其翻新升級(jí)，讓其保持可靠運(yùn)行——可能會(huì)更勝?gòu)那埃?/span>

認(rèn)識(shí)系統(tǒng)組件
萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（UTMs）已問(wèn)世愈80年，最常見(jiàn)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。

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(dòng)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(duì)中性能。載荷傳感器（測(cè)壓元件）安裝在移動(dòng)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(cè)試加載字符串。移動(dòng)橫梁在試驗(yàn)期間的行程，一般用編碼器識(shí)別。其他傳感器，例如引伸計(jì)或LVDT，也可用于測(cè)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(duì)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。

好零件變壞時(shí)

有時(shí)，系統(tǒng)部件會(huì)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(dòng)裝置，能夠吸收大量功率來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。功率放大器是常用部件，使用10~15年就會(huì)出現(xiàn)故障——多數(shù)情況下，原裝供應(yīng)商無(wú)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(wèn)題是，OEM供應(yīng)商淘汰部件的速度越來(lái)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(guò)設(shè)計(jì)和測(cè)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(duì)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(dòng)。

何時(shí)考慮翻新改良

簡(jiǎn)單地說(shuō)，翻新是對(duì)老舊試驗(yàn)系統(tǒng)的升級(jí)。有時(shí)，翻新只是拆除控制器部分，換成時(shí)下*版本。更為常見(jiàn)的翻新是更換易出錯(cuò)或過(guò)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(jí)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(guò)程、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告的自動(dòng)化。

系統(tǒng)控制器較當(dāng)前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越落后，或者與越來(lái)越新的配件不兼容時(shí)，多數(shù)用戶都會(huì)考慮對(duì)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)果更精確。而許多老舊的控制器與裝有新操作系統(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(duì)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(wú)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(wú)需購(gòu)買全新的試驗(yàn)機(jī)。翻新后，實(shí)驗(yàn)員無(wú)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(duì)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。

翻新沒(méi)有“萬(wàn)全之策”

翻新的風(fēng)險(xiǎn)和優(yōu)勢(shì)并存。要知道，世上根本沒(méi)有對(duì)所有試驗(yàn)系統(tǒng)（無(wú)論生產(chǎn)商是誰(shuí)）都起效的翻新方案。

首先應(yīng)考慮翻新的內(nèi)容有什么。對(duì)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(wèn)題。檢查新的急停開(kāi)關(guān)等安全部件，確保符合新行業(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(jí)限位開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障，次級(jí)或二級(jí)限位開(kāi)關(guān)能夠保護(hù)系統(tǒng)的移動(dòng)橫梁不至于在兩個(gè)方向上移動(dòng)超限，是一級(jí)限位開(kāi)關(guān)的后備。

翻新方案應(yīng)*與原裝試驗(yàn)系統(tǒng)的動(dòng)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(huì)欠佳；相應(yīng)地，試驗(yàn)系統(tǒng)將無(wú)法達(dá)到滿載荷能力或最大試驗(yàn)速度，可能會(huì)因過(guò)載而過(guò)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。

最重要的是，控制系統(tǒng)必須調(diào)試得當(dāng)，以便運(yùn)行穩(wěn)定，性能佳，從而確保系統(tǒng)指令和反饋環(huán)路處于好的設(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(huì)導(dǎo)致性能欠差；但在最壞的情況下，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問(wèn)題，包括試驗(yàn)速度不準(zhǔn)確、試驗(yàn)讀數(shù)不精確，電機(jī)振動(dòng)、機(jī)器不穩(wěn)、振動(dòng)、橫梁突然移動(dòng)、試驗(yàn)極限超限、關(guān)機(jī)時(shí)機(jī)器無(wú)法及時(shí)停機(jī)等等。

當(dāng)然，市場(chǎng)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(duì)原裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)的*佳參數(shù)以及固有的安全裝置。例如，進(jìn)行翻新的第三方可能會(huì)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(méi)有認(rèn)識(shí)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(guò)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)。