電子式試驗機(jī)夾具的介紹
  

電子式試驗機(jī)夾具的介紹
 

電子式試驗機(jī)是用來對金屬材料和非金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮,、彎曲,、剪切、剝離等力學(xué)性能試驗用的機(jī)械加力的試驗機(jī),。
   電子試驗機(jī)的使用范圍：科研院所,、商檢仲裁機(jī)構(gòu)、大專院校以及橡膠,、輪胎,、塑料、金屬,、電線電纜,、制鞋、皮革,、紡織,、包裝、
 

建材,、石化,、航空…..等行業(yè)，為材料開發(fā),、物性試驗,、教學(xué)研究,、品質(zhì)管制、進(jìn)料檢驗,、生產(chǎn)線的隨機(jī)檢驗等*的檢測設(shè)備,。
我們知道試驗機(jī)必須具備三個要素：a、有加力裝置 b,、有夾具   c,、有力值顯示裝置和記錄
   可見夾具在試驗機(jī)中的重要性，我們通過夾具夾持試樣（或產(chǎn)品）,，通過加力裝置,，力值顯示裝置和記錄來判斷材料（或成品）是否合格
 

和達(dá)到預(yù)定的性能指標(biāo)，沒有可用的夾具,，這些就無法判斷,。夾具是試驗機(jī)中根據(jù)材料試樣變化而經(jīng)常變化的一個部分，不同的材料需要不同
 

的夾具,，它是試驗?zāi)芊耥樌M(jìn)行及試驗結(jié)果準(zhǔn)確度高低的一個重要因素,。合理正確的使用夾具有利于試驗順利的進(jìn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,，
 

各行各業(yè)對材料的要求越來越高,，致使新材料不斷的出現(xiàn),對夾具的設(shè)計提出了更高的要求。
      夾具根據(jù)試驗方法不同,，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．我們知道通過夾具夾持試樣（或產(chǎn)品）對試樣進(jìn)行加力，夾具所能承受的試驗力的大小是夾具的一個很重要的指標(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,；大的電子式試驗機(jī)試驗力為600KN,0.5級機(jī)）,，試樣尺寸小到直徑φ
 

0.006mm的金絲，大到直徑1m的PVC管材等,。這就要求根據(jù)不同的試驗力、試樣的形狀大小選擇設(shè)計不同的夾具。
     b．對夾具材料的要求：
①.對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
 

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.對一些小試驗力的夾具,，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,，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囋黾悠淞W(xué)性能。有時為了減輕重量也采用鋁合金等有色金屬及特種金屬
 

,。有時也采用鑄造結(jié)構(gòu)（鑄鋼,鑄鋁等）
       c．對夾具結(jié)構(gòu)的要求：
①.夾具的設(shè)計主要依據(jù)材料的試驗標(biāo)準(zhǔn)及試樣（特指成品及半成品）的型狀及材質(zhì),。以上所說的試驗標(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)中一般都對試樣制樣及試驗方法都有嚴(yán)格的規(guī)定,，我們可以根據(jù)試樣及試驗方法的不同設(shè)計不同
 

的夾具。對于特殊試樣（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)計夾具,。
②.夾具本身沒有固定的結(jié)構(gòu)（如金屬絲可采用纏繞方式夾緊,也可采用兩個平板夾緊，金屬薄板試樣可采用楔形夾緊方式,，也可采用對夾夾緊
 

方式）,，這和主機(jī)有明顯的區(qū)別。主機(jī)國內(nèi),、國外的大同小異,，而夾具國外的、國內(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)計人員的經(jīng)驗的積累,。國外的夾具,，如INSTRON,、MTS、ZWICK等公司的夾具一般做工細(xì)致,，可用性較高,，但價格較高，處在高
 

端市場,；而我們的夾具,，由于涉足行業(yè)廣，在國內(nèi)的*大,，在一定程度上可以取代部分國外的夾具,，處在中市場。但在一些新材料
 

,、特種材料用夾具上,，國內(nèi)與國外水平還有一定差距。
③.夾具本身就是一個鎖緊機(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,。試驗機(jī)用夾具在結(jié)構(gòu)上沒有固定的模式,根據(jù)不同的試樣及試驗力大小,在結(jié)構(gòu)上差別很大.（大試驗力的試樣一般采用斜面夾緊結(jié)構(gòu),
 

隨試驗力的增加,夾緊力隨之增加，臺肩試樣采用懸掛結(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）,、臺肩類夾具（指適用于臺肩試樣的夾具）,、螺栓類夾具（指適用于
 

螺栓、螺釘,、螺柱等測試螺紋強(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，隨試驗力增加,。夾緊力隨之增加,。對夾夾具，初始夾緊力大,，隨試驗力增加,。夾緊力隨之減小。
2．如何判斷夾具是否適用:
       對夾具適用性的判定很難界定,，由于夾具結(jié)構(gòu)的特殊性,對一種夾具,有時我們很難確定它到底更適合那種試樣,，但不能說沒有辦法，
 

有以下幾點(diǎn)供參考：
a．夾具是否使用方便,、安全,。
b．夾持是否可用，不能有打滑現(xiàn)象,。
c．做試驗過程中,，試樣斷點(diǎn)好。數(shù)據(jù)離散性小,。（即試樣不斷鉗口,、鉗口內(nèi)、平行段或標(biāo)距外）
3．如何選擇夾具主要從以下幾方面考慮：
a．根據(jù)主機(jī)zui大試驗力選擇主要夾具,。夾具所能承受的zui大力必須大于等于主機(jī)的zui大試驗力,。
b．根據(jù)非標(biāo)配置,、或擴(kuò)展配置選一些次要夾具,。（例如：擴(kuò)展配置傳感器為10kN，所選次要夾具所能承受的zui大試驗力也要為10kN,。）
c．根據(jù)客戶試樣選夾具,。（例如：客戶提供試樣的形狀，zui大試驗力等,。）
d．建議客戶用什么樣的夾具,。（例如：直徑小于1mm的繩類試樣，包括鋼絲,、鐵絲,、細(xì)線等。你應(yīng)該明確告訴客戶這種試樣只能采用纏繞式夾
 

持方法,，但試樣延伸率誤差大）,。
4．正確裝夾試樣
    試樣的正確裝夾對試驗很重要，直接影響試驗的成敗及測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,?？偟脑瓌t是：使試樣（或成品、半成品）的受力作用線盡量與
 

傳感器的力作用線重合,。
a.對矩形試樣,、脆性試樣來說,，裝夾更為重要。對楔形夾具來說,，試樣的左,、右對中是由夾具保證的，但前后卻容易裝斜,，裝斜后在拉伸過程
 

中試樣兩側(cè)受力不均勻,，有可能撕裂試樣或斷點(diǎn)差。在裝夾時盡可能的將試樣前后裝平行,，平行后再做拉伸,。b.在鋼絲類纏繞夾具中，不能出
 

現(xiàn)線壓線的情況,，這樣會造成局部的應(yīng)力集中,，往往會從壓線處斷，造成斷點(diǎn)差,。
c.對于搭接試樣,，應(yīng)使搭接面通過傳感器的力作用中心，這里就不一一舉例說明了,。
5．夾具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
a.試驗機(jī)的發(fā)展方向是由制樣檢測向制品（即成品,、半成品）檢測方向發(fā)展,這就要求與之相適應(yīng)的夾具由原用于標(biāo)準(zhǔn)試樣試驗的夾具向用于成
 

品檢測的夾具發(fā)展.
b.夾具的使用向率，低勞動強(qiáng)度的方向發(fā)展,。過去的夾具一般采用機(jī)械鎖緊,，費(fèi)時費(fèi)力，勞動強(qiáng)度大,，效率低,。隨著工作環(huán)境的改善，及
 

大批量試驗（生產(chǎn)流水線隨機(jī)抽檢的）需要,，夾具的夾緊方式由原來的機(jī)械夾緊向氣壓夾緊,、液壓夾緊等方向發(fā)展。
c.全自動夾具：從試樣尺寸測量到裝夾,，再到開始試驗,，zui后出測試報告一次完成。此類夾具成本很高,，僅適用于大批量的相同試樣或成品的
 

測試和檢驗,。
d.環(huán)境試驗（高低溫試驗）的增多，使用于高低溫的夾具增多,。環(huán)境試驗（高低溫箱）的增多,，給夾具的設(shè)計增加了難度。我們知道高溫拉伸
 

試驗國家標(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,，所以夾具的設(shè)計較為簡單。但高低溫試驗卻不同,，它一般是在高
 

低溫箱中做試驗,，它的試樣一般標(biāo)距短（一般為常溫試樣）。這樣一來夾具就必須裝在高低溫箱內(nèi),，高低溫試驗一般由于試驗機(jī)行程受限制（
 

試驗機(jī)在裝標(biāo)準(zhǔn)夾具時行程）,，這就要求夾具體積小，又要滿足試驗力,，又要耐高溫,、低溫,一般比較難設(shè)計。
e.連續(xù)試驗夾具增多,。由于過去一般是制樣檢測,，試樣的拉伸、壓縮是分開進(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
 

越來越多，試樣在同一次試驗中又要受拉伸,，又要受壓縮,，又要有高的效率，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)對試驗用夾具提出了新的要求,，例如要求夾具結(jié)構(gòu)小,、無磁性,，耐腐蝕（
 

在溶液中做試驗）等等,。
     由于試驗機(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)計一直處在被動的局面,。我們每天都會碰到新材料，需要設(shè)計新的夾
 

具,。我們只有總結(jié)過去的成功經(jīng)驗,，來順應(yīng)新的發(fā)展趨勢。