橡膠拉力試驗機的選擇

橡膠拉力試驗機的選擇


檢測橡膠試樣拉伸性能是一項橡膠質(zhì)量檢測的重要指標(biāo)之一，幾乎所有的橡膠相關(guān)產(chǎn)業(yè)的品質(zhì)實驗室都會配置一臺和多臺橡膠拉力試驗機。但筆者在維修時候發(fā)現(xiàn)，其實很多實驗室的橡膠拉力試驗機的配置并不一定能夠完全滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。這其中既有用戶試驗機選型人員的不專業(yè)原因，亦有廠家銷售人員的的溝通不充分 馬虎所致。當(dāng)然，橡膠拉力試驗機的選擇也有部分則是，大部分工礦企業(yè)用戶的標(biāo)準(zhǔn)意識不強，舍不得投入的原因。
那么，我們該選擇一臺什么樣的橡膠拉力試驗機來做橡膠拉伸試驗?zāi)兀?br>一、首先該明白：按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我們需要的數(shù)據(jù)是什么？一般來說，橡膠的拉伸試驗需要求取以下幾項或七項的參數(shù)
1.試樣拉伸至斷裂過程中出現(xiàn)的大力值（拉伸強度）；
2.試樣斷裂時的力值（斷裂強度）；
3. 屈服點對應(yīng)的力值（屈服點拉伸應(yīng)力）；
4.試樣拉伸到給定伸長率時的力值（定伸應(yīng)力）；
5.試樣拉伸至給定應(yīng)力時的伸長率（定應(yīng)力伸長率）；
6.屈服點對應(yīng)的伸長率（屈服點伸長率）；
7.試樣斷裂時的伸長率（扯斷伸長率）。
二、根據(jù)以上所測參數(shù)的要求。橡膠拉伸試驗過程中需要跟蹤的數(shù)據(jù)有兩項：拉力力值和標(biāo)距變化量。
所以用于測試橡膠拉伸性能的橡膠拉力試驗機必須滿足以下四個要求：
1.大行程。
由于橡膠在拉伸時變形量很大，尤其是乳膠制品，伸長率有可能高達1000％以上。所以在橡膠試樣斷裂之前，必須保證夾持器有足夠的行程。
2.高精度及高頻率的數(shù)據(jù)采集。
拉伸橡膠不需要很大的力，拉力測量范圍不需要很大，所以需要力值的精度較高。一般要求試驗機能夠求取小數(shù)點后兩位以上精度的力值。此外由于檢測橡膠拉伸性能需要拉伸過程中的數(shù)個拉力值，而拉伸試驗又不可重復(fù)，所以即時準(zhǔn)確記錄每個試驗段的拉力力值對于試驗成敗起著非常重要的作用。
3.準(zhǔn)確的標(biāo)距測量和記錄裝置。
試樣標(biāo)距的測量是計算橡膠伸長率的重要數(shù)據(jù)，所以橡膠拉伸試驗中拉力試驗機必須準(zhǔn)確地測量試樣的應(yīng)變量，并即時地記錄下來。
4.可以準(zhǔn)確描述應(yīng)力－應(yīng)變曲線的裝置。
  拉伸試樣中的拉力值和標(biāo)距之間有著密切的聯(lián)系，例如：試樣的定伸應(yīng)力需要測量試樣拉伸到給定伸長率的力值，而定應(yīng)力則需要測量試樣拉伸到給定應(yīng)力的標(biāo)距。試驗完成后，準(zhǔn)確的應(yīng)力－應(yīng)變曲線可以再現(xiàn)試驗過程，并清晰的反映每個試驗段的數(shù)值，便于計算試驗要求的項目
三、試驗人員橡膠拉力試驗機選型參考
綜合上述，試驗人員按以下方法選擇一臺合適的橡膠拉力試驗機
1.試驗機 行程范圍。
普通標(biāo)準(zhǔn)厚度試樣（1、2、4型啞鈴狀試樣的厚度為2.0±0.2mm，3型試樣的厚度為1.0±0.1mm）斷裂時的標(biāo)距一般都在1米以內(nèi)；特殊厚度試樣，如醫(yī)用橡膠手套的試樣，斷裂時標(biāo)距有可能超過1米。所以夾具移動范圍一般在1米到1.5米之間，這樣可以適合各種橡膠試樣的拉伸試驗。要實滿足這一要求并不困難，一般的橡膠拉力試驗機的機械傳送部分均可以滿足。
2橡膠拉力試驗機 拉力測量和記錄裝置。 
 橡膠拉力試驗機的選擇的拉力測量和記錄裝置主要由兩種：機械儀表式和傳感器式。機械儀表式拉力測量裝置主要依靠拉伸過程中的反作用力，通過彈簧、砝碼等機械傳送裝置帶動儀表盤上的指針轉(zhuǎn)動標(biāo)示拉力值，并利用傳統(tǒng)的記錄儀記錄力值－時間曲線。機械儀表式拉力試驗機價格便宜，但其性能卻無法達到橡膠拉伸試驗的要求，它只能單獨處理拉力值，無法記錄細(xì)微變化的拉力值，并將拉力值和試樣標(biāo)距有效地聯(lián)系起來。裝有適當(dāng)精度拉力傳感器的拉力試驗機則可以**記錄每一時刻的拉力值，并通過相關(guān)程序進行處理、計算，以滿足橡膠拉伸試驗的要求。
3.試驗機 標(biāo)距測量和記錄裝置。
橡膠的標(biāo)距測量是拉伸試驗中的一個重要環(huán)節(jié)，直接影響到試驗的準(zhǔn)確性。現(xiàn)階段標(biāo)距測量方法主要有兩種：手動測量和自動測量。 手動測量就是在夾具移動桿邊豎直設(shè)置一根標(biāo)尺和兩根可在豎直方向上移動的水平標(biāo)距桿，拉伸試驗時，靠目力觀察試樣上標(biāo)距的變化，手動控制兩根標(biāo)距桿，使之與試樣上的標(biāo)距同步，同時記錄標(biāo)距桿在標(biāo)尺上的移動距離。手動測量的誤差非常大：其一，目力觀察試樣標(biāo)距會引起一定的偏差；其二，靠手動移動標(biāo)距桿始終無法準(zhǔn)確跟蹤試樣標(biāo)距變化；其三，試驗人員一邊移動標(biāo)距桿，一邊很難記錄標(biāo)距值，*無法在試驗結(jié)束后準(zhǔn)確描述應(yīng)力－應(yīng)變曲線。
  相比較自動測量標(biāo)距*有利于對橡膠拉伸性能的檢測。現(xiàn)在許多拉力試驗機的自動標(biāo)距測量裝置采用接觸式傳感器即時測量標(biāo)距的變化，傳感器移動裝置的安裝位置主要有兩種：①安裝在夾具上；②試樣上。將移動裝置安裝在夾持器的傳感器有一定的局限性。由于橡膠的彈性變形非常大，夾持器的移動距離和試樣標(biāo)距的變化值有很大的差距，所以安裝在夾具上的標(biāo)距傳感器比較適合檢測彈性變形非常小（如金屬材料）試樣的拉伸性能，而不能用于檢測橡膠拉伸性能。
   另一種安裝方式是在夾具移動桿邊豎直設(shè)置一根光柵尺和兩根可在豎直方向上移動、帶有小夾子的水平標(biāo)距桿（俗稱：大變形）。這種傳感器的安裝方式和上面所說的手動測量的使用原理是一致的，只是將標(biāo)尺改成光柵尺，將手動操作改成由試樣帶動標(biāo)距桿移動。安裝在標(biāo)距上的傳感器適用于金屬或標(biāo)準(zhǔn)厚度橡膠試樣的拉伸試驗，因為拉伸這些試樣時的力值較大，帶動標(biāo)距桿移動的力值與之相比很小，雖然會對試樣有一定影響，但不足以影響整個試驗的成敗。
   但橡膠拉伸性能檢測中有一些特殊試樣就不能采取接觸式傳感器進行標(biāo)距測量，例如醫(yī)用橡膠手套試樣。橡膠手套的主要成分為天然乳膠，拉伸試驗過程中所用的拉力值比一般的橡膠制品小，同時GB7543－1996《橡膠醫(yī)用手套》中規(guī)定拉伸性能試驗的試樣是直接在橡膠醫(yī)用手套成品上直接裁取的，所以裁取下的試樣厚度很小，大約只有0.2mm左右，這樣厚度的乳膠試樣只需要很小的力值就可以將試樣拉伸很長。所以采取接觸式標(biāo)距測量方式對試樣拉伸試驗會產(chǎn)生很大的影響，影響原因如下：其一，接觸試樣的標(biāo)距桿的自重會將試樣向下扯，影響拉力測量；其二，標(biāo)距桿的夾持對被夾持部位的拉伸有一定的影響，使其不能自由拉伸。
   采取 非接觸式視頻引伸計 就可以避免上述這些問題，采用攝像的方法對標(biāo)距的變化進行跟蹤就是其中一個方法。試樣背景采用黑色粗糙不反光材料（如黑色粗糙絕緣膠布），將標(biāo)距部分（即兩條標(biāo)距線之間的部分）用對比度高的涂料涂色（若試樣顏色較淺則標(biāo)距用黑色顏料涂滿，若試樣顏色較深則標(biāo)距用白色顏料涂滿），將攝像頭采集的圖像輸入計算機，調(diào)整對比度，使標(biāo)距邊界在計算機上可清晰辨別。在拉伸過程中通過計算機對采集到的圖像進行處理，對標(biāo)距線進行跟蹤，實時測試標(biāo)距值。這種測量方法不僅可以準(zhǔn)確地測量出每一時刻的標(biāo)距值，還不會影響到橡膠的拉伸過程。
    *上面所述，均為橡膠 材料的力學(xué)檢測要求。橡膠成品件的相關(guān)檢測并不能完全參照上面方法。有客戶提出一款材料試驗機。則需要按照其成品要求做 等負(fù)荷循環(huán)壓縮試驗，插拔力循環(huán)試驗，保載荷持久試驗等。這些試驗已不是一般橡膠拉力試驗機可以完成的了。材料科學(xué)的進步，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高，會有*多的試驗要求。與時俱進是**的應(yīng)對辦法。