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在橡膠、塑料、彈性體行業(yè),拉力試驗機(jī)絕對是必不可少的一項測試儀器,拉力機(jī)也叫拉力試驗機(jī)或萬能材料試驗機(jī)。
一、拉力試驗機(jī)的拉伸實(shí)驗
拉伸試驗(應(yīng)力-應(yīng)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并拉伸試樣,測定試樣上的應(yīng)力變化,直到試樣破壞為止。
拉力機(jī)拉伸試驗是研究材料力學(xué)強(qiáng)度最廣泛使用的方法之一,需要使用恒速運(yùn)動的。按載荷測定方式的不同,早期大體可以分為擺錘式拉力試驗機(jī)和電子拉力試驗機(jī)兩類,目前擺錘式拉力試驗機(jī)市場上現(xiàn)在很少有人使用,主要是精確度滿足不了現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)要求。
拉力機(jī)、拉力試驗機(jī)的計算公式:
1.啞鈴狀試驗片之截面積=厚度(cm)×平行部分寬度(cm)1KG≠9.8N
2.拉力強(qiáng)度TB(Kg/cm2)=最大拉力(Kg)F/試片截面積(cm2)A
拉力強(qiáng)度Mpa(N/mm2)=最大拉力(N)F/試片截面積(mm2)A
3.伸長率EB(%)=()斷裂時標(biāo)點(diǎn)距離L1-原標(biāo)點(diǎn)距離L0)/原標(biāo)點(diǎn)距離L0×100%
4.粘著強(qiáng)度TF(Kg/cm2)=剝離的最大力(Kg)F/試片寬(cm)b
粘著強(qiáng)度TF(N/mm2)=剝離的最大力(N)F/試片寬(mm)b
5.撕裂強(qiáng)度TS(Kg/cm2)=最大拉力(Kg)F/試樣厚度(cm)t
撕裂強(qiáng)度TS(N/mm2)=最大拉力(N)F/試樣厚度(mm)t
6.拉應(yīng)力Mn(Kg/cm2)=特定伸長率時之荷重(N)F/試片截面積(mm2)A
拉應(yīng)力Mn(N/mm2)=特定伸長率時之荷重(N)F/試片截面積(mm2)A
(此處Mn之n系表示特定伸長率(%),例如M300系表示伸長率300%時之拉應(yīng)力)。
7.伸長率(%)=伸長量/原長(夾口間距)*100%
8.試驗結(jié)果之?dāng)?shù)目:試驗片規(guī)定4個,但不足時,可采用3個,甚至2個,在此情況下,須要注明試片數(shù)。
9.拉力機(jī)計算公式:抗拉強(qiáng)度不伸長率:抗拉強(qiáng)度不伸長率,依測定值之大小順序排列。其為S1、S2、S3及S4,而依照下列計算:
a.試驗片4個:TB或EB=0.5S1+0.8S2+0.1(S3+S4)
b.試驗片3個:TBEB=0.7S1+0.2S2+0.1S3
c.試驗片2個:TB或EB=0.9S1+0.1S29.3抗應(yīng)力:拉應(yīng)力由測定值之平均值表示之。
記錄:在試驗結(jié)果表上,必須記錄下列各項:
A.抗拉強(qiáng)度(Kg/cm2)、伸長率(%)、拉應(yīng)力(Kg/cm2)。
B.試驗機(jī)之能力(容量)。
C.試驗片之形狀及試驗片號。
D.試驗溫度。
E.其它必要事項。
二、采購拉力機(jī)注意事項應(yīng)考慮需要測試材料拉力范圍
拉力范圍的不同,決定了所使用傳感器的不同,也就決定了拉力機(jī)的結(jié)構(gòu),但此項對價格的影響不大(門式除外)。對于一般橡膠生產(chǎn)廠家,拉力范圍在200公斤。因此一般選用單柱式的比較多。
與單柱式相對應(yīng)結(jié)構(gòu)的是門式結(jié)構(gòu),它是適應(yīng)比較大的拉力,如500公斤或以上。用在金屬材料試驗多。速度0.01~500mm/min左右。
注:因橡塑廠家一般都要做延伸力,所以在在選購時一定要加延伸計,這樣做出來的產(chǎn)品檢驗才OK.精度才能達(dá)到要求
三、試驗行程的問題
根據(jù)橡膠的需要測試的性能和要求,行程在600-1000mm就可以。材料伸長率超過1000%的可以選用行程1000或是1200mm。
四、標(biāo)準(zhǔn)配置問題
智能化的三種基本配置:主機(jī)、微電腦、還有打印機(jī),如果微電腦功能強(qiáng)可以直接打印。另外也可配備普通電腦。有了電腦,就可以進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析,如數(shù)據(jù)編輯,局部放大,可調(diào)整報告形式,進(jìn)行成組式樣的統(tǒng)計分析。
如配用電腦,廠家應(yīng)給加入相應(yīng)控制系統(tǒng)。
五、輸出結(jié)果
試驗結(jié)果輸出結(jié)果可任意設(shè)置:最大力值、伸長率,抗拉強(qiáng)度、定力伸長、定伸長力值、屈服強(qiáng)度,彈性模量、最大試驗力8項。這可以說是微電腦操作時,輸出的最全面的結(jié)果。國外一些廠家的產(chǎn)品,一般可以輸出這8項。國內(nèi)有的廠家可以輸出5-6項,有的廠家就只能輸出最大力值,平均值,最小值三項。
六、在可做實(shí)驗項目上
軟包裝要求拉力機(jī)一機(jī)多用,即在配備不同夾具的基礎(chǔ)上,可做拉伸、壓縮、彎曲、撕裂、剪切、180度剝離、90度剝離試驗。
市面上有一些高檔拉力機(jī)除以上項目外,因其傳感器精度高(有的達(dá)到三十萬分之一)。
七、產(chǎn)品機(jī)械主要配置
傳動,有絲杠傳動和齒條傳動,前者昂貴,用于高精度,測試重復(fù)性高;后者便宜,用于低精度,測試重復(fù)性低。
絲杠,對拉力精度測量具有決定作用。一般的有滾珠絲杠,梯形絲杠,一般絲杠。其中,滾珠絲杠的精確度最高,但是其性能的發(fā)揮要靠電腦伺服系統(tǒng)操作才能發(fā)揮,整套價格也比較昂貴。采用一般絲杠和梯形絲杠就可以達(dá)到軟包裝所要求的精度,即0.5-1%精度。傳動,有齒輪傳動和鏈條傳動,前者昂貴,用于高精度;后者便宜,用于低精度。
傳感器,主要成本在于壽命,光電感應(yīng)是其中比較先進(jìn)的技術(shù),一般可用十萬次以上,進(jìn)口和國內(nèi)部分合資廠家可以達(dá)到。
八、試驗速度
市面設(shè)備有的在15~500mm/min,有的在0.01~500mm/min,前者一般使用普通調(diào)速系統(tǒng),成本較低,粗糙影響精度;后者使用伺服系統(tǒng),價格昂貴,精度高,對于軟包裝企業(yè),選用伺服系統(tǒng),調(diào)速范圍0.1~500mm/min的就足夠了,這樣既不影響精度,價格又在合理范圍之內(nèi)。
國外拉力機(jī)的速度范圍一般都是0.01-1000mm/min,1000mm/min的速度主要用于拉力機(jī)在一組試驗結(jié)束后的自動回位,對于延伸大或試驗行程大的測試考慮到這個參數(shù),可以大大提高測試效率,當(dāng)然,1000mm/min的高速度同樣對機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能提出了高的要求。
九、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。這些精度值最高都可達(dá)到正負(fù)0.5。但對于一般廠家,達(dá)到1%精度就足夠了。另外,力值分辨率幾乎都能達(dá)到二十萬分之一。
十、試驗空間
試驗空間指的是試樣的夾持空間,橡膠、金屬材料一般規(guī)定為啞鈴試樣。但隨著人們生活質(zhì)量的提高,對成品的強(qiáng)度提出了更高的要求。好多產(chǎn)品都需要對成品進(jìn)行測試,比如像施行箱、手持式產(chǎn)品的手把的承重力,手袋、休育用品的縫合強(qiáng)度,高級辦公椅、嬰兒車、玩具車的的承壓力,為了真實(shí)的了解承受的拉力、壓力,都需要用成品進(jìn)行測試,這就對拉力機(jī)的試驗空間提出了更高的要求。但試驗空間的大小又影響到整機(jī)的機(jī)械性能,選擇時要考慮到。
十一、整體性能
國內(nèi)拉力機(jī)的廠家如雨后春筍般的增加,但相比較國外進(jìn)口拉力機(jī),普遍存在傳動噪音大、控制精度低,國外10年前的拉力機(jī)現(xiàn)在性能都還保持很好。所以拉力機(jī)在選用時不僅要看配置、參數(shù)。最主要是要了解工作時(在上升及下降)的整體性能。