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如何選擇一臺(tái)合適的橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)來做橡膠拉伸試驗(yàn)
檢測橡膠試樣拉伸性能是一項(xiàng)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(shí)驗(yàn)室都會(huì)配置一臺(tái)和多臺(tái)橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)。但筆者在維修時(shí)候發(fā)現(xiàn)，其實(shí)很多實(shí)驗(yàn)室的儀器配置并不一定能夠*相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,。這其中既有用戶試驗(yàn)機(jī)選型人員的不原因,，亦有廠家銷售人員的的溝通不充分 馬虎所致,。當(dāng)然,，也有部分則是，大部分工礦企業(yè)用戶的標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)不強(qiáng),，舍不得投入的原因,。
那么，我們?cè)撨x擇一臺(tái)什么樣的橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)來做橡膠拉伸試驗(yàn)?zāi)?
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(yàn)需要求取以下幾項(xiàng)或七項(xiàng)的參數(shù)
1.試樣拉伸至斷裂過程中出現(xiàn)的zui大力值(拉伸強(qiáng)度);
2.試樣斷裂時(shí)的力值(斷裂強(qiáng)度);
3. 屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的力值(屈服點(diǎn)拉伸應(yīng)力);
4.試樣拉伸到給定伸長率時(shí)的力值(定伸應(yīng)力);
5.試樣拉伸至給定應(yīng)力時(shí)的伸長率(定應(yīng)力伸長率);
6.屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的伸長率(屈服點(diǎn)伸長率);
7.試樣斷裂時(shí)的伸長率(扯斷伸長率),。
二,、根據(jù)以上所測參數(shù)的要求。在橡膠拉伸試驗(yàn)過程中需要跟蹤的數(shù)據(jù)有兩項(xiàng)：拉力力值和標(biāo)距變化量,。
所以用于測試橡膠拉伸性能必須滿足以下四個(gè)要求：
1.大行程,。
由于橡膠在拉伸時(shí)變形量很大，尤其是乳膠制品,，伸長率有可能高達(dá)1000%以上,。所以在橡膠試樣斷裂之前，必須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(yàn)機(jī)能夠求取小數(shù)點(diǎn)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(gè)拉力值,，而拉伸試驗(yàn)又不可重復(fù),，所以即時(shí)記錄每個(gè)試驗(yàn)段的拉力力值對(duì)于試驗(yàn)成敗起著非常重要的作用。
3.的標(biāo)距測量和記錄裝置,。
試樣標(biāo)距的測量是計(jì)算橡膠伸長率的重要數(shù)據(jù),，所以橡膠拉伸試驗(yàn)中必須地測量試樣的應(yīng)變量，并即時(shí)地記錄下來,。
4.可以描述應(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，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(yàn)完成后,，的應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以再現(xiàn)試驗(yàn)過程，并清晰的反映每個(gè)試驗(yàn)段的數(shù)值,，便于計(jì)算試驗(yàn)要求的項(xiàng)目
三、試驗(yàn)人員選型參考
綜合上述,，試驗(yàn)人員按以下方法選擇一臺(tái)合適的機(jī)器
1.試驗(yàn)機(jī) 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(shí)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(shí)標(biāo)距有可能超過1米,。所以夾具移動(dòng)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(yàn),。要實(shí)滿足這一要求并不困難,，一般的橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械傳送部分均可以滿足。
2拉力測量和記錄裝置,。
拉力測量和記錄裝置主要由兩種：機(jī)械儀表式和傳感器式,。機(jī)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(jī)械傳送裝置帶動(dòng)儀表盤上的指針轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)示拉力值,，并利用傳統(tǒng)的記錄儀記錄力值-時(shí)間曲線。
3.試驗(yàn)機(jī) 標(biāo)距測量和記錄裝置,。
橡膠的標(biāo)距測量是拉伸試驗(yàn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),，直接影響到試驗(yàn)的性。現(xiàn)階段標(biāo)距測量方法主要有兩種：手動(dòng)測量和自動(dòng)測量,。 手動(dòng)測量就是在夾具移動(dòng)桿邊豎直設(shè)置一根標(biāo)尺和兩根可在豎直方向上移動(dòng)的水平標(biāo)距桿,，拉伸試驗(yàn)時(shí)，靠目力觀察試樣上標(biāo)距的變化,，手動(dòng)控制兩根標(biāo)距桿,，使之與試樣上的標(biāo)距同步，同時(shí)記錄標(biāo)距桿在標(biāo)尺上的移動(dòng)距離,。手動(dòng)測量的誤差非常大：其一,，目力觀察試樣標(biāo)距會(huì)引起一定的偏差;其二，靠手動(dòng)移動(dòng)標(biāo)距桿始終無法跟蹤試樣標(biāo)距變化;其三,，試驗(yàn)人員一邊移動(dòng)標(biāo)距桿,，一邊很難記錄標(biāo)距值，更無法在試驗(yàn)結(jié)束后描述應(yīng)力-應(yīng)變曲線,。
相比較自動(dòng)測量標(biāo)距更有利于對(duì)橡膠拉伸性能的檢測?，F(xiàn)在許多自動(dòng)標(biāo)距測量裝置采用接觸式傳感器即時(shí)測量標(biāo)距的變化,，傳感器移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)桿邊豎直設(shè)置一根光柵尺和兩根可在豎直方向上移動(dòng)、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(dòng)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(dòng)操作改成由試樣帶動(dòng)標(biāo)距桿移動(dòng),。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(yàn),，因?yàn)槔爝@些試樣時(shí)的力值較大，帶動(dòng)標(biāo)距桿移動(dòng)的力值與之相比很小,，雖然會(huì)對(duì)試樣有一定影響,，但不足以影響整個(gè)試驗(yàn)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(jìn)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(yàn)過程中所用的拉力值比一般的橡膠制品小,，同時(shí)GB7543-1996《橡膠醫(yī)用手套》中規(guī)定拉伸性能試驗(yàn)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(duì)試樣拉伸試驗(yàn)會(huì)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(huì)將試樣向下扯,，影響拉力測量;其二，標(biāo)距桿的夾持對(duì)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(jì) 就可以避免上述這些問題，采用攝像的方法對(duì)標(biāo)距的變化進(jìn)行跟蹤就是其中一個(gè)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(duì)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(jì)算機(jī),，調(diào)整對(duì)比度，使標(biāo)距邊界在計(jì)算機(jī)上可清晰辨別。在拉伸過程中通過計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的圖像進(jìn)行處理,，對(duì)標(biāo)距線進(jìn)行跟蹤,，實(shí)時(shí)測試標(biāo)距值。這種測量方法不僅可以地測量出每一時(shí)刻的標(biāo)距值,，還不會(huì)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*參照上面方法,。如筆者曾為 日本 鬼怒川橡塑制品中國有限公司所選的一款材料試驗(yàn)機(jī)。則需要按照其成品要求做 等負(fù)荷循環(huán)壓縮試驗(yàn),，插拔力循環(huán)試驗(yàn)，保載荷持久試驗(yàn)等,。這些試驗(yàn)已不是一般橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)可以完成的了,。材料科學(xué)的，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高,，會(huì)有更多的試驗(yàn)要求,。與時(shí)俱進(jìn)是*的應(yīng)對(duì)辦法。
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