疲劳试验机在材料力学性能测试中扮演着关键角色，其载荷稳定性直接影响测试数据的准确性。当设备出现载荷波动时，不仅会导致试验结果偏差，还可能延误检测进度。以下从机械系统、传感装置、控制系统及外部环境等维度，梳理常见故障原因及排查方法，为设备维护提供参考。
一、机械系统异常引发的载荷波动
机械结构是疲劳试验机传递载荷的核心路径，其运行状态直接决定载荷稳定性。常见故障点及排查步骤如下：
1. 夹具与试样安装问题
故障表现：加载时载荷数值突然跳动或规律性波动，伴随试样滑移异响。
排查要点：
检查夹具钳口与试样接触面是否清洁，有无油污、氧化皮等杂质导致摩擦力不足；
确认试样夹持长度是否符合标准（如金属材料需达到夹具长度的 80% 以上），避免因夹持过短引发打滑；
观察夹具钳口磨损情况，若出现明显沟槽或锯齿钝化，需及时更换或研磨修复。
2. 传动机构磨损
故障表现：载荷波动频率与电机转速同步，伴随机械振动增大或异常噪音。
排查要点：
检查丝杠螺母副、齿轮齿条等传动部件的润滑状态，缺油或油脂变质会导致传动阻力不均；
手动转动丝杠，感受是否存在卡滞或间隙过大问题，若丝杠弯曲或螺母磨损，需进行校正或更换；
对于链条传动结构，需检查链条张紧度及链轮啮合情况，松弛链条应及时调整张紧装置。
3. 加载框架松动
故障表现：载荷波动无明显规律，设备运行时整体晃动。
排查要点：
全面检查主机框架各连接螺栓（如立柱与底座、横梁与导轨的固定螺栓），使用扭矩扳手按规定力矩复紧；
观察导轨与滑块的配合间隙，若晃动明显，需调整导轨平行度或更换磨损的滑块组件。
二、传感与测量系统故障
载荷传感器和测量电路是试验机精度控制的关键环节，其性能稳定性直接影响数据采集准确性。
1. 载荷传感器故障
故障表现：载荷数值漂移、跳动或显示异常（如负值、超量程）。
排查要点：
首先检查传感器接线是否牢固，屏蔽线有无破损，插头插座是否氧化，可通过重新插拔或更换线缆测试；
使用标准砝码对传感器进行校准（如 0.5 级以上砝码），若示值误差超过 ±1% FS，需重新标定或更换传感器；
长期过载可能导致传感器弹性体产生永久变形，可通过空载归零测试判断，若零点漂移超过 ±0.5% FS，需返厂检修。
2. 信号调理电路异常
故障表现：载荷波动伴随放大器发热、滤波电容鼓包等现象。
排查要点：
打开控制柜，观察电路板元件外观，电容漏液、电阻烧蚀等明显损坏需及时更换；
使用万用表测量放大器供电电压是否稳定（如 ±15V 电源偏差超过 ±0.5V），若电源模块故障，需维修或更换；
检查滤波电路参数设置，积分时间过短可能导致高频干扰未滤除，可适当延长时间常数（如从 0.1s 调整至 0.5s）。
三、控制系统与执行机构问题
伺服控制系统负责动态调整加载速率，其参数设置或元件老化可能引发载荷波动。
1. 伺服参数设置不当
故障表现：正弦波加载时波形失真，或载荷到达设定值后持续振荡。
排查要点：
检查 PID 控制参数（比例系数 P、积分时间 I、微分时间 D）是否匹配当前试验条件，P 值过大易导致超调，I 值过小会引起稳态误差；
对于液压伺服系统，需确认油源压力是否稳定（如标准压力为 14MPa，波动超过 ±0.5MPa 需检查油泵或溢流阀）；
动态特性测试中，若系统固有频率与加载频率接近，可能引发共振，可通过扫频分析调整加载频率避开共振点。
2. 执行元件老化
故障表现：电机运行时转速不稳，液压系统出现油液泄漏或油温异常升高。
排查要点：
伺服电机轴承磨损会导致运行噪音增大，可通过听诊器检测异响，必要时更换轴承；
液压伺服阀阀芯卡滞或磨损会引起流量不稳定，需拆解清洗（使用专用清洗剂）或更换阀芯；
检查油箱油位及油液污染度，油液浑浊或杂质超标（NAS 8 级以上）需过滤或更换液压油。
四、外部环境干扰
试验环境的稳定性对高精度设备至关重要，以下因素可能引发载荷波动：
1. 电源波动
故障表现：载荷数值随灯光闪烁或周边设备启停而波动。
解决措施：为试验机单独配置稳压器（稳压精度≤±1%），或接入不间断电源（UPS），避免与大功率设备共用同一电源回路。
2. 振动与电磁干扰
故障表现：附近有冲床、压缩机等设备运行时，载荷曲线出现高频毛刺。
解决措施：
在试验机底座加装隔振垫（如橡胶垫、空气弹簧），减少地面振动传导；
传感器线缆与动力电缆分开布线，采用双绞屏蔽线并可靠接地，接地电阻应小于 4Ω。
五、预防性维护建议
为降低载荷波动故障发生率，建议建立定期维护机制：
每月检查：清洁夹具、润滑传动部件，检查螺栓紧固状态；
每季度校准：使用标准器具对传感器、位移计进行精度验证；
每年保养：更换液压油、伺服电机轴承，全面检测控制系统参数；
环境管理：保持实验室温度（23±5℃）、湿度（50±20% RH）稳定，定期清洁设备散热风扇。
当载荷波动问题通过常规排查仍无法解决时，建议参考设备说明书中的故障代码表（如显示 “E01” 通常表示传感器故障），或联系专业技术人员进行深度检修。通过系统性的故障分析与维护，可有效提升疲劳试验机的可靠性，保障材料测试数据的准确性与重复性。
