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如何選購合適的拉力試驗機
釋出時間•··:2019-06-06   點選次數•··:2227次

一•◕、首先應考慮需要測試材料拉力範圍✘✘☁◕。

      拉力範圍的不同↟·◕•,決定了所使用感測器的不同↟·◕•,也就決定了拉力機的結構↟·◕•,但此項對價格的影響不大(門式除外)✘✘☁◕。對於一般非金屬材料生產廠家↟·◕•,拉力範圍在5000牛頓的了就已經足夠✘✘☁◕。因此選擇5000N以下的單臂或者雙柱就夠了.金屬材料可以選用10KN以上的雙柱試驗機.

二•◕、 試驗行程的問題✘✘☁◕。

      根據非金屬材料需要測試的效能和要求↟·◕•,行程在800mm以內就可以✘✘☁◕。特殊延伸率比較大的材料.比如矽膠.需要行程1200MM.(可以訂製)金屬材料伸長率都比較小.不需要大行程.

三•◕、 標準配置問題✘✘☁◕。

      智慧化的三種基本配置•··:主機•◕、微電腦•◕、還有印表機↟·◕•,如果微電腦功能強可以直接列印✘✘☁◕。另外也可配備普通電腦✘✘☁◕。有了電腦↟·◕•,就可以進行復雜的資料分析↟·◕•,如資料編輯↟·◕•,區域性放大↟·◕•,可調整報告形式↟·◕•,進行成組式樣的統計分析✘✘☁◕。

      如配用電腦↟·◕•,廠家應給配備相應軟體控制系統✘✘☁◕。

四•◕、輸出結果✘✘☁◕。

      試驗結果輸出結果可任意設定•··:力值•◕、伸長率↟·◕•,抗拉強度•◕、定力伸長•◕、定伸長力值•◕、屈服強度↟·◕•,彈性模量•◕、試驗力8項✘✘☁◕。這可以說是微電腦操作時↟·◕•,輸出的全面的結果✘✘☁◕。國外一些廠家的產品↟·◕•,一般可以輸出這8項✘✘☁◕。國內有的廠家可以輸出5-6項↟·◕•,有的廠家就只能輸出大力值↟·◕•,平均值↟·◕•,小值三項✘✘☁◕。

五•◕、在可做實驗專案上✘✘☁◕。

      非金屬材料要求拉力機一機多用↟·◕•,即在配備不同夾具的基礎上↟·◕•,可做拉伸•◕、壓縮•◕、彎曲•◕、撕裂•◕、剪下•◕、180度剝離•◕、90度剝離試驗✘✘☁◕。

     市面上有一些拉力機除以上專案外↟·◕•,因其感測器精度高(有的達到十萬分之三以內)還開發出了可以測試摩擦係數摩擦係數測試儀✘✘☁◕。

六•◕、產品機械主要配置•··:

      傳動↟·◕•,有絲槓傳動和齒條傳動↟·◕•,前者昂貴↟·◕•,用於高精度↟·◕•,測試重複性高;後者便宜↟·◕•,用於低精度↟·◕•,測試重複性低✘✘☁◕。

    絲槓↟·◕•,對拉力精度測量具有決定作用✘✘☁◕。一般的有滾珠絲槓↟·◕•,梯形絲槓↟·◕•,一般絲槓✘✘☁◕。其中↟·◕•,滾珠絲槓的度高↟·◕•,但是其效能的發揮要靠電腦伺服系統操作才能發揮↟·◕•,整套價格也比較昂貴✘✘☁◕。採用一般絲槓和梯形絲槓就可以達到非金屬材料所要求的精度↟·◕•,即0.5-1%精度✘✘☁◕。

    傳動↟·◕•,有齒輪傳動和鏈條傳動↟·◕•,前者昂貴↟·◕•,用於高精度;後者便宜↟·◕•,用於低精度✘✘☁◕。

    感測器↟·◕•,主要成本在於壽命↟·◕•,光電感應是其中比較先進的技術↟·◕•,一般可用十萬次以上↟·◕•,進口和國內部分合資廠家可以達到✘✘☁◕。

七•◕、試驗速度✘✘☁◕。

    國家標準規定不同材料有不一樣的試驗速度, 市面裝置有的在10~500 mm/min↟·◕•,有的在0.01~500 mm/min↟·◕•,前者一般使用普通調速系統↟·◕•,成本較低↟·◕•,粗糙影響精度;後者使用伺服系統↟·◕•,價格昂貴↟·◕•,精度高↟·◕•,對於非金屬材料企業↟·◕•,選用伺服系統↟·◕•,調速範圍1~500mm/min的就足夠了↟·◕•,這樣既不影響精度↟·◕•,價格又在合理範圍之內✘✘☁◕。

八•◕、測量精度✘✘☁◕。

    精度問題↟·◕•,包括測力精度↟·◕•,速度精度↟·◕•,變形精度↟·◕•,位移精度✘✘☁◕。這些精度值高都可達到正負0.5✘✘☁◕。但對於一般廠家↟·◕•,達到1%精度就足夠了✘✘☁◕。另外↟·◕•,力值解析度幾乎都能達到十萬分之一✘✘☁◕。

 
目前市場上用於檢測材料拉伸效能的拉力試驗機很多↟·◕•,但是並非所有的試驗機都適合各種材料的拉伸試驗↟·◕•,本文結合我國材料檢測標準↟·◕•,分析了選擇非金屬材料檢測的拉力機時應尤其關注的指標✘✘☁◕。

     塑膠和橡膠的拉伸效能是其力學效能中重要•◕、基本的效能之一↟·◕•,它在很大程度上決定了該種塑膠和橡膠的使用場合✘✘☁◕。拉伸效能的好壞↟·◕•,可以透過拉伸試驗來檢測✘✘☁◕。

1•◕、高分子聚合物的拉伸效能

    作為材料使用時要求高分子聚合物具有必要的力學效能✘✘☁◕。可以說↟·◕•,對於高分子聚合物的大部分應用而言↟·◕•,力學效能比其他物理效能顯得更為重要✘✘☁◕。

    高分子聚合物具有所有已知材料中可變性範圍寬的力學性質↟·◕•,這是由於高聚物由長鏈分子組成↟·◕•,分子運動具有明顯的鬆弛特性的緣故✘✘☁◕。如高聚物材料具有相當高的伸長率↟·◕•,一般PE的斷裂伸長率在90%~950%(其中線性低密度聚乙烯LLDPE的伸長率較高)↟·◕•,透過特殊的製作工藝↟·◕•,部分材料的伸長率可在1000%之上↟·◕•,而普通高聚物材料的斷裂伸長率也多在50%~100%之間✘✘☁◕。通常對材料的拉伸效能要求較高的有熱收縮膜以及拉伸膜等✘✘☁◕。

2•◕、拉伸試驗

    拉伸試驗(應力-應變試驗)一般是將材料試樣兩端分別夾在兩個間隔一定距離的夾具上↟·◕•,兩夾具以一定的速度分離並拉伸試樣↟·◕•,測定試樣上的應力變化↟·◕•,直到試樣破壞為止✘✘☁◕。

    拉伸試驗是研究材料力學強度廣泛使用的方法之一↟·◕•,需要使用恆速運動的拉力試驗機✘✘☁◕。按載荷測定方式的不同↟·◕•,拉力試驗機大體可以分為擺錘式拉力試驗機和電子拉力試驗機兩類↟·◕•,目前使用較多的是電子拉力試驗機✘✘☁◕。

3•◕、電子拉力試驗機選擇指標

    由於非金屬材料主要是高分子聚合物或它的相關材料↟·◕•,如前所述高聚物材料的伸長率遠遠優於金屬•◕、纖維•◕、木材•◕、板材等材料↟·◕•,因此檢測高分子聚合物的拉力機就與通常的材料拉伸效能檢測拉力機有一定的差別↟·◕•,尤其需要注意的是電子拉力機的有效行程以及試樣夾具兩方面✘✘☁◕。

3.1 有效行程

    在進行拉伸試驗時↟·◕•,所用試樣的尺寸雖然小↟·◕•,但材料的伸長率普遍比較高↟·◕•,因此用於檢測軟包裝材料的拉伸效能需要配備行程較大的拉力機↟·◕•,否則夾具執行可能會超過行程的使用極限•◕、造成裝置的損壞✘✘☁◕。

    GB13022-91《塑膠薄膜拉伸效能試驗方法》中給出的斷裂伸長率或屈服伸長率(εt↟·◕•,單位是%)的計算公式↟·◕•,

εt=[L-L0*100]/ L0

式中•··:εt是斷裂伸長率或是屈服伸長率;

L是試樣斷裂時或屈服時標線間的距離;

L0是標線間的距離✘✘☁◕。

    需要注意的是在伸長率的計算中↟·◕•,我們僅採集試樣上兩條標線間的伸長量✘✘☁◕。標線是透過列印或手工的方式畫在製取完成的試樣上的(標線的新增應對試樣不產生任何影響)↟·◕•,而標線間的距離是多少呢▩│◕▩?不同的標準給出的這一距離大多存在一定的差異↟·◕•,而同一標準中也是往往針對不同的材料給出不同的試樣尺寸↟·◕•,因此標線之間的距離也是不同的↟·◕•,不過這樣有利於檢測伸長率非常大或非常小的材料並得到的試驗結果✘✘☁◕。對於塑膠薄膜↟·◕•,標線之間的距離通常是在25~50mm之間✘✘☁◕。

    由於試樣在拉伸試驗中變形伸長不僅僅是在標線之內↟·◕•,凡是在兩夾具之間的試樣都會得到不同程度的拉伸變形✘✘☁◕。標準中與標線距離相對應的夾具間的初始距離在80~115mm以內↟·◕•,如果兩夾具間的試樣都能保持同樣的伸長率並假設為500%↟·◕•,則拉力機的有效行程需在480~690mm才能保證試驗的正常進行✘✘☁◕。

    筆者對目前市場上出售的電子拉力機的有效行程進行了隨機調查↟·◕•,在所調查的國內外幾個品牌的72臺拉力機中↟·◕•,行程範圍分佈在400mm以下的裝置↟·◕•,佔13.9%;行程在400~700mm的裝置↟·◕•,佔71.9%;行程在701~1000mm的裝置↟·◕•,佔10.8%;行程在1000mm以上的裝置↟·◕•,僅佔3.4%✘✘☁◕。然而在這次統計的電子拉力機中↟·◕•,大行程的裝置並非全部用於軟包裝材料的檢測↟·◕•,部分是用於人造木板•◕、帆布•◕、窗簾•◕、銅材等材料的拉伸試驗中✘✘☁◕。

3.2 試樣夾具

    GB13022-91《塑膠薄膜拉伸效能試驗方法》中對夾具的描述為•··:“試驗機應備有適當的夾具↟·◕•,該夾具不應引起試樣在夾具處斷裂↟·◕•,施加任何負荷時↟·◕•,試驗機上的夾具應能立即對準成一條線↟·◕•,以使試樣的長軸與透過夾具中心線的拉伸方向重合✘✘☁◕。……將試樣置於試驗機的兩夾具中↟·◕•,使試樣縱軸與上•◕、下夾具中心連線相重合↟·◕•,並且要鬆緊適宜↟·◕•,以防止試樣滑脫和斷裂在夾具內✘✘☁◕。夾具內應襯橡膠之類的彈性材料✘✘☁◕。"由於高聚物材料力學效能的特殊性以及軟包裝材料特殊的使用方式使軟包材檢測的試樣厚度非常薄↟·◕•,一般的夾具無法滿足要求↟·◕•,使用不當會引起試樣在夾具處斷裂致使試驗失敗✘✘☁◕。
 

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