夾具是電子拉力試驗(yàn)機(jī)中不可以缺少的一個(gè)零件。
夾具根據(jù)試驗(yàn)方法不同,,大致可分為:拉伸類夾具,、壓縮類夾具、彎曲類夾具,、剝離類夾具,、剪切類夾具等,其中拉伸類夾具約占夾具
總量的80%左右,。
1,、夾具的特點(diǎn)
a.我們知道通過(guò)夾具夾持試樣(或產(chǎn)品)對(duì)試樣進(jìn)行加力,夾具所能承受的試驗(yàn)力的大小是夾具的一個(gè)很重要的指標(biāo),。它決定了夾具結(jié)構(gòu)的大小及夾具操作的勞動(dòng)強(qiáng)度的大小,試樣材質(zhì)有金屬和非金屬之分,,形狀有大小之分,。材料的成分組成各種各樣,試樣所能承受的試驗(yàn)力小到幾十厘牛(如紡織用氨綸絲),,大到幾十噸(如普通鋼材等,;大的電子式試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)力為600KN,0.5級(jí)機(jī)),試樣尺寸小到直徑φ0.006mm的金絲,,大到直徑1m的PVC管材等,。這就要求根據(jù)不同的試驗(yàn)力、試樣的形狀大小選擇設(shè)計(jì)不同的夾具,。
b.對(duì)夾具材料的要求:
①.對(duì)一般的金屬及非金屬試樣,夾具的鉗口直接與試樣接觸,,一般都選用合金結(jié)構(gòu)鋼,合金高碳鋼(或低碳合金鋼),、冷作模具鋼等,,通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚕ù慊鼗稹B碳淬火等)增加其強(qiáng)度,、耐磨性.有時(shí)也在鉗口處鑲裝特種鋼材,或在鉗口表面噴涂金鋼砂等.
②.對(duì)一些小試驗(yàn)力的夾具,,與試樣接觸的表面采用粘軟質(zhì)膠皮等。(例如:塑料薄膜,、纖維絲等試樣的夾具夾持面,。)
③夾具體一般采用中碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼,,通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囋黾悠淞W(xué)性能,。有時(shí)為了減輕重量也采用鋁合金等有色金屬及特種金屬。有時(shí)也采用鑄造結(jié)構(gòu)(鑄鋼,鑄鋁等)
c.對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的要求:
①.夾具的設(shè)計(jì)主要依據(jù)材料的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及試樣(特指成品及半成品)的型狀及材質(zhì),。以上所說(shuō)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是指ISO,、ASTM、DIN、GB,、BS,、JIS…等,還有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等,,這些標(biāo)準(zhǔn)中一般都對(duì)試樣制樣及試驗(yàn)方法都有嚴(yán)格的規(guī)定,我們可以根據(jù)試樣及試驗(yàn)方法的不同設(shè)計(jì)不同的夾具,。對(duì)于特殊試樣(成品及半成品的)使用的夾具,,主要根據(jù)試樣的型狀及材質(zhì)設(shè)計(jì)夾具。
②.夾具本身沒(méi)有固定的結(jié)構(gòu)(如金屬絲可采用纏繞方式夾緊,也可采用兩個(gè)平板夾緊,,金屬薄板試樣可采用楔形夾緊方式,,也可采用對(duì)夾夾緊方式),這和主機(jī)有明顯的區(qū)別,。主機(jī)國(guó)內(nèi),、國(guó)外的大同小異,而夾具國(guó)外的,、國(guó)內(nèi)的區(qū)別很大,,不同公司間也有大的區(qū)別。這主要取決于公司的整體水平,,設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)的積累,。國(guó)外的夾具,如INSTRON,、MTS,、ZWICK等公司的夾具一般做工細(xì)致,可用性較高,,但價(jià)格較高,,處在市場(chǎng);而我們的夾具,,由于涉足行業(yè)廣,,在國(guó)內(nèi)的*大,在一定程度上可以取代部分國(guó)外的夾具,,處在中市場(chǎng),。但在一些新材料、特種材料用夾具上,,國(guó)內(nèi)與國(guó)外水平還有一定差距,。
③.夾具本身就是一個(gè)鎖緊機(jī)構(gòu),我們知道機(jī)械上的鎖緊結(jié)構(gòu)有:縲紋(即螺紋,,螺釘,,螺母),、斜面、偏心輪,、杠桿等,,夾具就是這些結(jié)構(gòu)的組合體。試驗(yàn)機(jī)用夾具在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有固定的模式,根據(jù)不同的試樣及試驗(yàn)力大小,在結(jié)構(gòu)上差別很大.(大試驗(yàn)力的試樣一般采用斜面夾緊結(jié)構(gòu),隨試驗(yàn)力的增加,夾緊力隨之增加,,臺(tái)肩試樣采用懸掛結(jié)構(gòu)等),,如果夾具按結(jié)構(gòu)劃分,可分為楔形類夾具(指采用斜面鎖緊原理結(jié)構(gòu)的夾具),、對(duì)夾類夾具(指采用單面或雙面螺紋頂緊原理結(jié)構(gòu)的夾具),、纏繞類夾具(指試樣通過(guò)纏繞方式鎖緊的夾具)、偏心類夾具指采用(偏心鎖緊原理結(jié)構(gòu)的夾具),、杠桿類夾具(指采用杠桿力放大原理結(jié)構(gòu)的夾具),、臺(tái)肩類夾具(指適用于臺(tái)肩試樣的夾具)、螺栓類夾具(指適用于螺栓,、螺釘,、螺柱等測(cè)試螺紋強(qiáng)度的夾具)、90°剝離類夾具(指適用于兩試樣進(jìn)行垂具,,直剝離的夾具)等。這些夾具的結(jié)構(gòu)各有各的優(yōu)缺點(diǎn),,例如:楔形夾具,,初始夾緊力小,隨試驗(yàn)力增加,。夾緊力隨之增加,。對(duì)夾夾具,初始夾緊力大,,隨試驗(yàn)力增加,。夾緊力隨之減小。
2.夾具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
a.試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展方向是由制樣檢測(cè)向制品(即成品,、半成品)檢測(cè)方向發(fā)展,這就要求與之相適應(yīng)的夾具由原用于標(biāo)準(zhǔn)試樣試驗(yàn)的夾具向用于成品檢測(cè)的夾具發(fā)展.
b.夾具的使用向率,,低勞動(dòng)強(qiáng)度的方向發(fā)展。過(guò)去的夾具一般采用機(jī)械鎖緊,,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,,勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低,。隨著工作環(huán)境的改善,,及大批量試驗(yàn)(生產(chǎn)流水線隨機(jī)抽檢的)需要,夾具的夾緊方式由原來(lái)的機(jī)械夾緊向氣壓夾緊,、液壓夾緊等方向發(fā)展,。
c.全自動(dòng)夾具:從試樣尺寸測(cè)量到裝夾,,再到開(kāi)始試驗(yàn),zui后出測(cè)試報(bào)告一次完成,。此類夾具成本很高,,僅適用于大批量的相同試樣或成品的測(cè)試和檢驗(yàn)。
d.環(huán)境試驗(yàn)(高低溫試驗(yàn))的增多,,使用于高低溫的夾具增多,。環(huán)境試驗(yàn)(高低溫箱)的增多,給夾具的設(shè)計(jì)增加了難度,。我們知道高溫拉伸試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定:圓試樣用螺紋,,板試樣上有孔。由于連接方式固定,,所以?shī)A具的設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單,。但高低溫試驗(yàn)卻不同,它一般是在高低溫箱中做試驗(yàn),,它的試樣一般標(biāo)距短(一般為常溫試樣),。這樣一來(lái)夾具就必須裝在高低溫箱內(nèi),高低溫試驗(yàn)一般由于試驗(yàn)機(jī)行程受限制(試驗(yàn)機(jī)在裝標(biāo)準(zhǔn)夾具時(shí)行程),,這就要求夾具體積小,,又要滿足試驗(yàn)力,又要耐高溫,、低溫,一般比較難設(shè)計(jì),。
e.連續(xù)試驗(yàn)夾具增多。由于過(guò)去一般是制樣檢測(cè),,試樣的拉伸,、壓縮是分開(kāi)進(jìn)行的(即拉伸、壓縮是用不同的夾具進(jìn)行的),,而現(xiàn)在成品檢測(cè)越來(lái)越多,,試樣在同一次試驗(yàn)中又要受拉伸,又要受壓縮,,又要有的效率,,只能用同一種夾具既做拉伸又做壓縮。
f.特殊行業(yè)用試驗(yàn)夾具增多,。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,,一些新興的行業(yè)對(duì)試驗(yàn)用夾具提出了新的要求,例如要求夾具結(jié)構(gòu)小,、無(wú)磁性,,耐腐蝕(在溶液中做試驗(yàn))等等。
由于試驗(yàn)機(jī)夾具使用的特殊性,,以及新材料的不斷出現(xiàn),,夾具的設(shè)計(jì)一直處在被動(dòng)的局面,。我們每天都會(huì)碰到新材料,需要設(shè)計(jì)新的夾具,。我們只有總結(jié)過(guò)去的成功經(jīng)驗(yàn),,來(lái)順應(yīng)新的發(fā)展趨勢(shì)。