液压千斤顶校验方法的研究

液压千斤顶校验方法的研究

崔青林

天津市建筑科学研究院有限公司天津300193

摘要：按照《检测和校准实验室能力的通用要求》中规定：检测实验室，特别是有自校准的实验室应有程序和方法对测量结果进行不确定度的评定。校准实验室对测量的准确性要求较高，测量结果必须包含不确定度的说明。由于不确定度是经典误差理论发展和完善的产物，对测量值进行不确定度的评定，比以往单一的检测数据更能体现其科学性和合理性。同时，不确定度的评定结果可以使测量的技术领域和部门用统一的准则对测量结果及测量质量进行评定、表示和比较。本文分析了液压千斤顶校验方法。

关键词：液压千斤顶；校验；方法

1现状

液压千斤顶是检修施工中不可或缺的重要起重设备之一，液压千斤顶性能的好坏，将直接影响现场施工的效率及安全。然而，对于液压千斤顶性能的判定，不曾有经济、合理、适用的检验手段。因此，设计制作了一套大型液压顶试压装置，实现对液压千斤顶的试压检验工作，为稳定设备性能，确保设备安全系数创造了条件。现对检修车间大型液压千斤顶使用现状进行分析。检修车间承担着单位窑、磨、炉、堆取料机等众多大型生产设备的系统检修任务，现场作业过程中，经常会用到液压千斤顶。在长期的现场使用过程中，由于使用频率高，现场工作环境恶劣，以及使用年限长等多方面因素的影响，这些设备性能下降，出现过不同程度的维护、维修情况，因为没有相应的检验检测手段，维护、维修结果无法及时判定，效果时好时坏，给检修施工带来了诸多不便和事故隐患。为确保液压千斤顶的使用性能，消除事故隐患，液压千斤顶使用阶段，必须定期试压检验，大型施工项目使用完毕后，入库前需进行试压检验，维修过后必须经试压检验，合格后方可使用。这就要求设计并制作一台专用试压检验装置，具有较强的针对性和可操作性，同时不受外界条件限制，能够实现对液压千斤顶，进行及时试压检验。

2液压千斤顶校验方法

2.1检定和校准值的控制

2.1.1操作过程控制。一是框架式检定和校准。将液压千斤顶工作系统安装调整成符合控制要求的工作状态，将千斤顶安放在框架工作台中间，把标准测力仪安放在千斤顶活塞上，使千斤顶、标准测力仪与框架上、下工作面对中并保证测力仪的受力轴线和千斤顶的加力轴线相重合。二是串接式检定和校准。使千斤顶和测力仪调整到工作状态并串接在张拉杆上，调整三者使其在同一轴线上。三是检定点和校准点的控制。检定点的选取应从千斤顶力值量程的20%至最大力值，在检定点分级无特殊要求时一般取5个～8个点，且应均匀分布。校准点的选取应为实际工作所要求张拉力的多个力值点且不少于10个。四是启动油泵将千斤顶缓慢加荷到最大力值，预压两次。观察加荷过程中有无渗漏油和指示器读数波动等异常现象，且指示器读数回零情况良好。五是启动油泵，驱动千斤顶缓慢加压，从初始点开始，按递增顺序平稳施加力，加到接近检定、校准点前应再放慢加荷速度，便于准确读数，直至施加到额定力值后再卸回到零点。按此操作步骤重复测量3次，记录逐点的示值数据。

2.1.2示值重复性控制。应为各点3次示值数据中的最大值减去最小值除以3次的平均值为准，各点的该值应不大于2%。

2.1.3负载效率控制。应为各点3次示值数据的平均力值除以对应各点千斤顶输出力的理论值（该理论值可由千斤顶活塞的有效面积与对应于各点的压强示值计算得出），各点的该值应不小于0.93。

2.1.4内插误差控制。由校准方程求出各点与负荷相对应的示值直线拟合值，然后减去对应各点千斤顶指示器3次示值数据的平均值，其差值除以相对应各点千斤顶指示器3次示值数据的平均值即为内插误差，各点内插误差值应不大于2%。5）应据实测结果，计算出合适的校准方程并绘制出直线图进行核验。

2.2检定和校准值反向验证控制。一是检定和校准值的反向验证控制。在由校准方程求出的与负荷相对应的一列计算值中选取3个以上，以实际工作张拉力值范围内的值作为依据，再按前述检定操作程序，实测出相对应的数值与原依据值进行验证，二者的偏差应不大于±2%。二是在实际工作张拉力值范围内任意选取3个以上未检定和校准的点，由校准方程求出的与负荷相对应的一列计算值作为依据。再按检定操作程序，实测出相对应的数值选取点的值进行验证，二者的偏差应不大于±2%。三是检定和校准值比对验证控制：在实际工作张拉力值范围内任意选取3个以已检定和校准的值，然后在试验室相对应的0.5级或1级试验机上进行实测比对。以千斤顶指示器读数为依据，千斤顶主动加力，逐点记录试验机上示值读数与原检定和校准的示值读数，然后进行比对验证。二者偏差应不大于±2%。

2.3对于不确定度的评定。因为不确定度为经典误差理论发展及完善的产物，相对比以往单一的检测数据，对测量值实行不确定度的评定，更加表现它的科学性及合理性。现将一台液压千斤顶为例，对液压千斤顶不确定度的评定过程进行分析，取900KN为典型点进行计算。

（1）误差来源。分析千斤顶检定校准的误差来源有以下几个方面：一是标准器的准确度及年稳定性带来的误差；二是指示器分辩力带来的误差。千斤顶装置的指示器大多为压力表，最后一位读数需要估读；三是测量重复性误差。在测量过程中除装置本身外，操作、环境因素、加压速度、读数和油温的变化都会产生误差。还存操作误差、环境因素的影响，加压速度快慢和读数快慢都会产生误差，检定校准过程中油温变化也会产生误差。这些误差都综合体现在重复性上。

（2）数学模型。，其中：y指测量中压力表示值的平均值；，S—校准测量仪对测量结果的影响；Y_压力表的有限分辨力对测量结果的影响。

（3）确定温度变化引入的不确定度分量。液压千斤顶在检定过程中油温变化一般在2O～30℃，取其上限30℃计算。温度变化引入的不确定度分量，其分布估计为均匀分布。温度变化包括室温变化和油温变化，根据规程，检定过程中室温变化很小，由此引入的不确定度分量可忽略，但油温变化引入的不确定度分量。

2.4检定和校准过程注意事项。一是在启动油泵，驱动千斤顶加压过程中，要随时目测整个工作系统的变化情况，不得有渗漏油和各配套设备变形以及附件出现异常声响的状况，一旦发现应立即关机、卸压，以防事故发生。二是在逐点示值的读取记录时，必须及时准确、实事求是。不得在升压超过检定和校准点后再减压退回重新升压到该点读数。三是框架不得有锈蚀和紧固件松动，底座要坚固可靠，地面基础不得有下沉和出现倾斜现象。四是检定和校准工作现场一定要有防风、挡雨措施，环境温度应控制在5℃～35℃以内。

液压式千斤顶检定和校准工作对预应力结构工程质量及安全非常重要。若要提升千斤顶检定和校准作业的完整性，应当基于执行液压千斤项检定规程上，对检定校准作业之中的重点部分认真分析。并经过对于液压千斤顶不确定度影响条件的分析和不确定度评定方法的探讨，为实验人员及仪器开发人员改善分析方式和改良仪器性能提供参考依据。

参考文献

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[2]李慎安，刘风.测量不确定度评定与表示EM].北京：中国计量出版社，2015.

[3]胡翔.液压千斤顶检定规程[S].北京：中国计量出版社，2015.