您的試驗機是該修了還是該換了？

5kN、50kN、甚至600kN及以上的載荷下發生斷裂時所產生的能量沖擊。然而，和真的馱馬一樣，經過數年或數十年的工作，試驗機ZUI終會變舊、磨損，不再像新機一樣可靠，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，讓其保持可靠運行——可能會更勝從前？

認識系統組件
萬能試驗機（UTMs）已問世愈80年，ZUI常見是機電試驗系統。機電試驗系統可用于進行拉力、壓縮、撓曲（彎曲）和部件試驗，按設計可分為兩大部分：機架和控制器。

試驗機機架是系統機械部分的主體。承載機架一般由兩個帶有旋轉絲杠的立柱構成，可垂直上下移動橫梁。更為堅固的系統配有導柱，以加強結構剛度、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，構成測試加載字符串。移動橫梁在試驗期間的行程，一般用編碼器識別。其他傳感器，例如引伸計或LVDT，也可用于測量試驗試樣或組件的實際位移。

控制器可視為是系統的“大腦”。控制器配合其他配件，例如高低溫環境箱和高溫爐，對機架和傳感器進行監控?？刂破饕部膳c計算機聯結，按預定的試驗方法進行控制、收集數據、分析和報告。

好零件變壞時

有時，系統部件會出現故障。連續使用的關鍵部件包括功率放大器和電機。功率放大器是試驗系統的主要驅動裝置，能夠吸收大量功率來驅動電機。功率放大器是常用部件，使用10~15年就會出現故障——多數情況下，原裝供應商無法再提供原裝產品。目前，試驗系統制造商面臨的一大問題是，OEM供應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，完全兼容的替代部件可能有現成的，或者需要經過設計和測試以符合替換需求。盡管大多數試驗系統制造商都想方設法保證系統繼續運行，但對制造商和顧客而言，因故障時間和成本消耗等因素而使這些選擇難以付諸行動。

何時考慮翻新改良

簡單地說，翻新是對老舊試驗系統的升級。有時，翻新只是拆除控制器部分，換成時下先進的版本。更為常見的翻新是更換易出錯或過時的關鍵部件，例如電機或功率放大器。翻新時，其他需要考慮重要因素是，升級后，系統是否需要滿足當前行業標準的要求?，F今，大多數翻新是加裝新軟件和預置試驗方法的計算機，較大程度地實現試驗過程、數據分析和報告的自動化。

系統控制器較當前的行業標準越來越落后，或者與越來越新的配件不兼容時，多數用戶都會考慮對系統進行翻新。例如，20年前認為20點/秒的數據采集速率“很快”,而現在的系統，試驗數據采集高達2.5 KHz——試驗曲線輪廓清晰度更真、顯示的興越點更多、試驗結果更精確。而許多老舊的控制器與裝有ZUI新操作系統的計算機不兼容。

老舊的控制器可能不具備按ZUI新試驗標準進行試驗所需的處理能力和反應時間。例如，ISO 6892-1:2009“金屬材料——拉伸試驗”和ASTM E8-15“金屬材料拉伸試驗標準試驗方法”對閉環應變速率控制規定了限制程度較高的應變速率和公差，老舊的控制器和軟件一般都無能為力。

有些老舊的試驗機架，通用試驗接口和運轉機制與實驗室內其他新型試驗系統的相同，翻新是讓其重新煥發生機比較經濟的方法——無需購買全新的試驗機。翻新后，實驗員無需改變操作方式就可操作所有試驗系統——因而提高了效率、減少了對實驗員的培訓、降低了用戶錯誤、提高了試驗結果的一致性?，F有的載荷傳感器、夾頭和其他配件得以保留，節省了原始投資。

翻新沒有“萬全之策”

翻新的風險和優勢并存。要知道，世上根本沒有對所有試驗系統（無論生產商是誰）都起效的翻新方案。

首先應考慮翻新的內容有什么。對于老舊的系統，近、中期內有故障風險的零件應包含在內，例如功率放大器。安全同樣是必須考慮的重要問題。檢查新的急停開關等安全部件，確保符合ZUI新行業標準的要求。另外，確保系統翻新后，現有的安全裝置未被禁用或拆除。例如，如果上等限位開關出現故障，次級或二級限位開關能夠保護系統的移動橫梁不至于在兩個方向上移動超限，是上等限位開關的后備。

翻新方案應完全與原裝試驗系統的動態性能相匹配。換用的功率放大器或電機，電流和電壓應大小相適。功率放大器或電機如果不夠大，性能就會欠佳；相應地，試驗系統將無法達到滿載荷能力或ZUI大試驗速度，可能會因過載而過早出現故障。大部件能夠奏效，但這種設計缺陷意味著大材小用。

ZUI重要的是，控制系統必須調試得當，以便運行穩定，性能ZUI佳，從而確保系統指令和反饋環路處于ZUI完美的設定。進行調整時，需要知道并輸入正確的PID控制參數（比例范圍/增益、積分增益/重置、微分增益/速率）。系統如果調試不當，好一點的情況是會導致性能欠差；但在ZUI壞的情況下，會導致嚴重的安全問題，包括試驗速度不準確、試驗讀數不精確，電機振動、機器不穩、振動、橫梁突然移動、試驗極限超限、關機時機器無法及時停機等等。

當然，市場上有專門提供翻新服務的第三方機構，但在這方面，原裝系統制造商只承認他們對原裝產品設計的ZUI佳參數以及固有的安全裝置。例如，進行翻新的第三方可能會拆除系統的原裝外殼或外罩，以便安裝自己新的翻新零件——沒有認識到這些拆除件實際上是射頻屏蔽構件（用以阻擋射頻干擾的影響）。

另外，現有的傳感器，例如載荷傳感器和引伸計，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行正確的校準、配平和讀數。

翻新安裝

根據ASTM E4和ISO 9513標準，由于換用了新的零件，作了修改，翻新的系統必須在使用前重新進行驗證。ASTM E4“試驗機力鑒定標準規程”規定，“試驗機維修后，對稱重系統的運行或顯示數值有影響的，應立即進行驗證。”

因此，有必要考慮選擇這樣的翻新供應商：能夠圓滿完成翻新工作，微調系統設定，同時能夠提供所有必需的服務，包括對載荷傳感器、引伸計、位移和速度進行驗證。由于ASTM E4還規定，重新裝置的機器需要重新進行驗證，也可考慮在客戶所在地進行翻修，這樣能夠節約一些大型設備可能產生的往來運輸和包裝的金錢和時間成本。

大多數標準萬能試驗系統的翻修工作應在一到兩天內完成，包括對所有傳感器的驗證。

何時不考慮進行翻新

并不是每個試驗系統都適合進行翻新。一次翻新，不可能把現有系統的所有零件都更換掉。通常，旋轉絲杠、變速箱和離合器是較為可靠耐用的部件，不需要更換。然而，如果它們出現故障，更換起來費用浩大——不只是指零件成本，還指維修服務成本和停機時間。另外，機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良，載荷精度范圍可能永遠也無法超越原裝載荷傳感器的精度范圍。即使是專為更現代的試驗機架設計的新型配件，可能也需要自定義安裝，以便能夠裝入舊機架內。

就像汽車，終有一天，與可能要更換或修理每個部件相比，整機更新會變得更便宜、更實際。

翻新還是不翻新

當然，幾乎所有老舊的試驗系統都可以翻新改良。問題是這種投資是否值得。先看看哪些部件需要更換或保留。再評估下保留的零件的預期壽命情況，以及如果出現故障，其更換件和成本情況怎樣。ZUI后想想新的配件或軟件是否易用。

大型落地機架，由于新系統和配件的成本因素，ZUI適合進行翻新。臺式機架可能不適合這樣直截了當地做決定，尤其是市場有新型機架可供選擇時。實驗室原先購買的是5kN的框架，如果從未進行過超過2kN的試驗，或者更喜歡占地面積較小的機器（因為實驗室空間有限），可能會覺得換用小一點的2kN的單柱試驗機更好。

認識翻新的優點、缺點和風險

優點

• 可以保留大部分原始投資：機架、載荷傳感器、配件；

• 成本比購買新的試驗系統低；

• 可將其視為維修預算項目，而不是固定資產；

• 通過更換經常故障的零件，可以延長使用壽命和可靠性；

• 能夠提高原裝試驗系統某些方面的性能，例如更高的數據采集速率、智能數據記錄和試驗自動化；

• 可以使用更新的軟件和配件，例如非接觸式視頻引伸計。

缺點

• 較之于新的試驗系統，成本節約并不明顯，尤其是小型單立柱機架或臺式機架；

• 將維修服務成本作為因素計入時，較之于新的試驗系統，成本節約并不明顯；

• 可能無法更換所有具有故障風險的零件；保留的零件如果出現故障，更換成本過于高昂；

• 可能無法很方便地與新配件保持兼容，而是需要自定義安裝等。

風險

• 試驗系統調試失當，會導致性能欠佳或不良，例如，橫梁行程超限、突然移動及試驗讀數不精確；

• 更換件不是專為具體的試驗機架設計的；功率放大器或電機如果不夠大，試驗系統無法達到原裝產品應有的載荷能力或全速范圍；

• 原裝安全裝置被拆除或被禁用，例如二級限限位開關Q。

技術貼士

大型落地機架，由于新系統和配件的成本因素，ZUI適合進行翻新。

臺式機架可能不適合直截了當地做決定，尤其是市場有新型機架可供選擇時。

實驗室原先購買的是10kN的機架，如果從未進行過超過1kN的試驗，或者更喜歡占地面積較小的機器，那換用小一點的1kN的單立柱試驗機可能會更好。