JJF1566-2016 运输包装件水平冲击试验系统校准规范 解读

1JJF1566-2016运输包装件水平冲击试验系统校准规范解读JJF1566-2016的第一起草人王强由安徽省计量科学研究院主导制定的JJF1566-2016运输包装件水平冲击试验系统校准规范，经国家质检总局批准，于2016年6月27日发布，并于2016年9月27日正式实施。这标志着广泛运用于电子、电气、家用电器、仪器仪表等诸多行业和包装产品质量监督检验机构的运输包装件水平冲击试验系统的质量检测和计量控制将首次拥有统一的校准方法及准确的技术保障手段。一、制定背景及目的运输包装件水平冲击试验系统(含有水平冲击试验机、斜面冲击试验机)是对运输包装件和单元货物进行水平冲击试验的设备，适用于评定运输包装件和单元货物在受到水平冲击时的耐冲击强度和包装对内装物的保护能力。其主要性能参数及要求在GB/T4857.11-2005包装运输包装件基本试验第11部分:水平冲击试验方法(以下简称GB/T4857.11-2005)中已有规定。但多年来国内却没有相应的校准规范，且国标中仅提出部分参数的准确度或最大允许误差，参数要求不全，对校准运输包装件水平冲击试验系统所使用的标准器及配套设备的计量控制也没有具体要求。由于没有统一的校准规范，导致该类设备在国内处于无法监管的真空状态，质量良莠不齐。因此制定全国统一的校准规范非常必要。安徽省计量科学研究院自2011年就开始对运输包装件水平冲击试验系统及校准方法进行研究，承担并完成了国家质检总局课题“随机冲击速度测量仪的研制”，从而为校准运输包装件水平冲击试验系统的冲击速度提供了校准手段，为校准规范的制定奠定了实验基础，并提供了技术上的保障。二、校准规范名称的说明JJF1566-2016主要依据GB/T4857.11-2005，该标准“范围”中明确指出:“GB/T4857的本部分规定了对运输包装件和单元货物进行水平冲击试验(水平、斜面和吊摆试验)时所用试验设备的主要性能、试验程序及试验报告的内容”，即水平冲击试验设备涵盖了水平冲击试验机、斜面冲击试验机和吊摆冲击试验机3种设备，3种设备所做的试验统称为水平冲击试验，而3种设备的关键参数都是冲击速度(线速度)，在设备的计量性能、校准方法和标准器控制方面有其共同点。而GB/T4857.15-1999包装运输包装件可控水平冲击试验方法也是用于运输包装件的水平冲击试验，但其试验参数是典型谱的加速度单位且冠以“可控水平冲击试验”，另外用于水平发射试验的水平冲击试验台也是典型谱的加速度单位作为试验参数。因此为有别于可控水平冲击试验机和用于水平发射试验的水平冲击试验台，故特命名为运输包装件水平冲击试验系统校准规范。三、剔除吊摆冲击试验机的说明GB/T4857.11-2005中水平冲击试验系统包含3种试验设备，即吊摆冲击试验机、水平冲击试验机和斜面冲击试验机。而JJF1566-2016中取消了吊摆试验机，其理由如下:21.国内现在既没有生产吊摆试验机的制造商，也没有使用吊摆试验机的企事业单位，校准规范取消该设备顺理成章在市场调研中我们发现，无论是生产企业还是使用该设备的试验单位和质检机构(包括国家包装产品质量监督检验中心)，均没有吊摆冲击试验机和水平冲击试验机。生产设备的企业反映市场没有对水平冲击试验机和吊摆冲击试验机的需求，试验单位和包装质检机构均按国家相关产品试验标准实施，包装试验标准中只做斜面冲击试验，没有水平冲击试验和吊摆冲击试验要求。那么为什么GB/T4857.11-2005中提到三种设备，而在国内只有斜面冲击试验机一种？校准规范中是否需要包含其他两种设备？带着这个问题，我们通过近两个月的调查(包括咨询GB/T4857.11-2005的第一起草人中机生产力促进中心黄雪先生)和查阅相关资料，最终得出如下结论:GB/T4857.11-2005修改采用国际标准ISO2244:2000包装-完整满装的运输包装件和单元货物-水平冲击试验。标准规定在吊摆冲击试验机、水平冲击试验机和斜面冲击试验机中可任选其中一种设备做水平冲击试验。但吊摆冲击试验机虽然制造简单，成本低，但由于受试验场地的要求和吊装、搬运的不便、操作有危险性等因素而不被推广。现在市场既没有需求，也没有任何生产厂家生产该设备。2008年以前，美的集团曾有过该设备，后因GB/T1019-2008家用和类似用途电器包装通则的颁布而取消不用，现在国内已无一台吊摆试验机。这一情况已通过国家包装产品质量监督检验中心(大连、济南、天津)、苏州苏试试验仪器股份有限公司、苏州东菱振动试验仪器有限公司、西安捷盛电子有限公司、格力、美的、海尔、美菱、荣事达、三洋等制造、使用单位的证实。2.国内运输包装件水平冲击试验相关标准中已无吊摆试验GB/T1019-2008、GB/T22939.5-2008家用和类似用途电器包装电动洗衣机和干衣机的特殊要求、GB/T22939.6-2008家用和类似用途电器包装电冰箱的特殊要求、GB/T22939.7-2008家用和类似用途电器包装空调器的特殊要求等标准中均没有吊摆试验。3.国际安全运输协会的ISTA标准中只有水平或斜面试验，也没有吊摆试验水平冲击试验机由于需要驱动装置，而国标发布期间，因我国生产商的技术原因，制造难度大、成本高，导致目前市场暂无水平冲击试验机。在调研中一些企业反映，随着高速公路和汽车业的发展，水平冲击试验的指标将会提高，而国内相关标准仅用斜面冲击试验，势必存在斜面冲击试验机随着冲击速度指标的提高，制造的机身越长、占地面积越大、制造成本越高的弊端，而水平冲击试验机由于驱动能量可调，冲击速度可控，占地面积小等优点，迟早在国内面市。综上所述，为与国际接轨且结合国情，JJF1566-2016保留了水平、斜面冲击试验机，取消了吊摆冲击试验机。四、与国标相比在技术要求的变动JJF1566-2016与GB/T4857.11-2005相比在技术要求上有如下变动:1.增加了冲击速度示值重复性的要求。2.将标尺刻度“50mm”修改为“10mm”。33.增加了标尺总长度最大允许误差要求。4.增加了台车表面与水平面的夹角。5.将“挡板冲击表面与轨道平面夹角”修改为“挡板冲击表面与台车表面的夹角”。五、制定内容解析1.范围JJF1566-2016适用于对运输包装件和单元货物进行水平冲击试验时所使用的水平冲击试验机、斜面冲击试验机的校准。2.制定依据JJF1566-2016主要参考GB/T4122.5-2010包装术语第5部分:检验与试验、GB/T4857.11-2005包装运输包装件基本试验第11部分:水平冲击试验方法和GB/T4857.18-1992包装运输包装件编制性能试验大纲的定量数据等编制而成。3.术语由于水平、斜面冲击试验机属于对运输包装件和单元货物进行水平冲击试验的专用设备，JJF1566-2016术语采用GB/T4122.5-2010包装术语第5部分:检验与试验中所描述的专业术语。4.概述简述了水平、斜面冲击试验机的用途、结构及原理。校准规范中的示意图与GB/T4857.11-2005中的简图略有不同的原因:(1)GB/T4857.11-2005中图示只是简图，有些结构没有注明。如牵引装置、传感器、显示器、控制台，而规范中的图示更详细、具体。(2)GB/T4857.11-2005图示中钢轨角度是通过钢结构焊接而成，现在生产的试验机的钢轨角度由气动装置自动升降控制。其结构不同，故增加了斜面控制装置。5.计量特性(1)JJF1566-2016中被校准设备的计量特性均来源于GB/T4857.11-2005对水平、斜面冲击试验机的要求。(2)JJF1566-2016与GB/T4857.11-2005相比在技术要求上有如下变动:增加了“冲击速度示值重复性:5%”的要求。增加理由:包装件的各面或棱在相同的冲击速度下做水平冲击试验时，累计试验次数为10次，为保证试验强度的一致性，故增加冲击速度示值重复性的要求。增加了“滑行长度示值误差:5mm”要求。增加理由:冲击速度与钢轨的角度、台车与钢轨之间的摩擦系数及台车的滑行长度直接相关，当其角度、摩擦系数不变时，冲击速度随滑行长度不同而改变，因此必须对滑行长度加以控制。通过试验和理论计算，以冲击速度1.5m/s为例:当滑行长度误差50mm时，冲击速度误差约3.3%；滑行长度误差25mm时，冲击速度误差约1.7%；滑行长度误差10mm时，冲击速度误差约0.7%；滑行长度误差5mm时，冲击速度误差约0.4%。而滑行长度控制在5mm之内是容易实现的。4将“标尺分度值50mm”改为“测长装置分度值:10mm”。更改理由:(1)运动长度不一定用刻度尺来控制，也可能用拉线位移传感器或编码器进行数字显示，故将“标尺”改为“测长装置”。(2)提高测量准确度。(3)无论采用何种测量长度的计量器具对于分度值10mm来说都极易实现，且此要求对生产商要求并不高。增加了“台车表面与水平面的夹角:101”要求。理由是:因为导轨与水平面的夹角为10，台车表面与水平面的夹角不一定是10。为保证试验效果，必须控制台车表面与水平面的夹角。将“挡板冲击表面与轨道平面夹角”修改为“挡板冲击表面与台车表面的夹角”。修改理由:保证两平面的相互垂直，是使试件的被冲击面与挡板冲击表面相互平行，确保试件的被冲击面整体受到冲击，而非因两平面不垂直，导致试件的被冲击面部分受到冲击。当挡板冲击表面与导轨表面平行时，若因台车加工的原因，导轨表面不一定与台车表面平行，而试件是放在台车表面上，而非导轨表面，所以挡板冲击表面与轨道平面的夹角并不代表挡板冲击表面与台车表面的夹角，故改之。6.关于校准条件(1)环境条件环境温度:-1035。相对湿度:不大于85%。其他条件:校准时不得有影响校准结果的其他运动物体。水平、斜面冲击试验机和测速仪对温、湿度要求很宽泛，考虑到区域气候环境的因素，故将温度放宽至-1035。另外用测速仪测量运动物体速度时，只要在测速仪测量范围内的运动物体都将被采集，为排除非测量对象运动的干扰以及腐蚀性气体、液体对被校设备和计量器具的影响，故增加了其他条件。(2)测量标准及其他设备规定了校准水平、斜面冲击试验机所用标准器、设备的要求。测速仪:对测速仪的MPE和分辨力提出了要求。考虑到测量下限是1.5m/s，且测速仪MPE为1%，故要求测速仪至少显示小数点后二位，且分辨力为:0.01m/s。由于测速仪量程不同价格不同，且量程越大价格越贵，考虑建标成本，故按GB/T4857.18对冲击速度定量的要求，将测速仪的测量范围定为(1.06.0)m/s。另外测速仪的种类很多，如激光、雷达、声波、光切割等测速仪，JJF1566-2016没有限制何种类型的测速仪，只要满足JJF1566-2016对测速仪MPE和分辨力的要求，均可使用。光学倾斜仪:之所以选择光学倾斜仪而没有选择万能角度尺，理由两点:1.斜面冲击试验机的结构难以用万能角度尺测量轨道表面与水平面的夹角，而光学倾斜仪便于测量；2.即使万能角度尺便于测量，但测量值反映的是轨道表面与地面的夹角，而非轨道表面与水平5面的夹角，而用光学倾斜仪测量的值却恰恰反映了轨道表面与水平面的夹角，故选择光学倾斜仪。压力试验机和千分表:之所以选择压力试验机和千分表，是因为一般计量检定机构都有压力试验机和千分表，建标时容易实现。如有电子万能试验机，则无需千分表。压力试验机测量范围(1600)kN，则限制了挡板试样尺寸在(1919)cm以内。7.关于校准项目和校准方法(1)校准项目依据GB/T4857.11-2005对校准项目作出规定。(2)校准方法考虑到测速仪有多种类型，如雷达测速仪、激光测振仪、声波测速仪或用其他原理设计的测速仪，由于它们的工作方式(法向、切向)、工作距离等因素的不同，导致校准时安装位置的不同，所以不具体说明测速仪的安装位置，只要满足校准规范中对测速仪计量性能要求的仪器，均可按其使用方法和步骤对冲击速度进行校准。强调空载或试验状态下测量的理由:由公式:=mgh-mgLcos得，=gh-gLcos，即冲击速度与质量无关，故可在空载或试验状态下校准。“挡板强度”的校准:由于现场难以实现按国标的定量要求对挡板进行校准，故采用与运输包装件水平冲击试验系统同批次、同材料的挡板试样送校的方式进行。8.关于校准结果表达具体提出了校准数据的处理、校准记录、校准证书、校准结果不确定度评定的要求。9.关于复校时间间隔复校时间间隔建议为1年。特殊情况下送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。10.关于校准结果不确定度(1)被校设备的冲击速度示值重复性、分辨力引入的不确定度分量的选取。JJF1566-2016中冲击速度示值误差校准结果不确定度评定示例仅考虑被校设备的冲击速度示值重复性引入的不确定度分量，而没有考虑被校设备分辨力引入的不确定度分量。其原因是:通过大量的试验数据表明，被校设备分辨力引入的不确定度分量小于被校设备的冲击速度示值重复性引入的不确定度分量。按照两者中取其较大值