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電子式試驗(yàn)機(jī)夾具的介紹
更新日期:2008-12-17   點(diǎn)擊次數(shù):2589次
電子式試驗(yàn)機(jī)夾具的介紹
電子式試驗(yàn)機(jī)是用來(lái)對(duì)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(yàn)用的機(jī)械加力的試驗(yàn)機(jī)。
   
電子試驗(yàn)機(jī)的使用范圍:科研院所、商檢仲裁機(jī)構(gòu)、大專(zhuān)院校以及橡膠、輪胎、塑料、金屬、電線(xiàn)電纜、制鞋、皮革、紡織、包裝、
建材、石化、航空…..等行業(yè),為材料開(kāi)發(fā)、物性試驗(yàn)、教學(xué)研究、品質(zhì)管制、進(jìn)料檢驗(yàn)、生產(chǎn)線(xiàn)的隨機(jī)檢驗(yàn)等*的檢測(cè)設(shè)備。
我們知道試驗(yàn)機(jī)必須具備三個(gè)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(jiàn)夾具在試驗(yàn)機(jī)中的重要性,我們通過(guò)夾具夾持試樣(或產(chǎn)品),通過(guò)加力裝置,力值顯示裝置和記錄來(lái)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(méi)有可用的夾具,這些就無(wú)法判斷。夾具是試驗(yàn)機(jī)中根據(jù)材料試樣變化而經(jīng)常變化的一個(gè)部分,不同的材料需要不同
的夾具,它是試驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行及試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度高低的一個(gè)重要因素。合理正確的使用夾具有利于試驗(yàn)順利的進(jìn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,
各行各業(yè)對(duì)材料的要求越來(lái)越高,致使新材料不斷的出現(xiàn),對(duì)夾具的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。
      
夾具根據(jù)試驗(yàn)方法不同,大致可分為:拉伸類(lèi)夾具、壓縮類(lèi)夾具、彎曲類(lèi)夾具、剝離類(lèi)夾具、剪切類(lèi)夾具等,其中拉伸類(lèi)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φ
0.006mm的金絲,大到直徑1mPVC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:
.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?/span>(淬回火、滲碳淬火等)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.
.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。)
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:
.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ISOASTM、DIN、GB、BSJIS
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。
.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INSTRONMTS、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,處在高
端市場(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。
.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(lèi)夾具(指采用斜面鎖緊原理結(jié)構(gòu)的夾具)
、對(duì)夾類(lèi)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(lèi)夾具(指試樣通過(guò)纏繞方式鎖緊的夾具)、偏心類(lèi)夾具指采用(偏心鎖
緊原理結(jié)構(gòu)的夾具)、杠桿類(lèi)夾具(指采用杠桿力放大原理結(jié)構(gòu)的夾具)、臺(tái)肩類(lèi)夾具(指適用于臺(tái)肩試樣的夾具)、螺栓類(lèi)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(lèi)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
.如何判斷夾具是否適用:
       
對(duì)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(duì)一種夾具,有時(shí)我們很難確定它到底更適合那種試樣,但不能說(shuō)沒(méi)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(yàn)過(guò)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(yàn)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(yàn)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(yàn)力也要為10kN。)
c
.根據(jù)客戶(hù)試樣選夾具。(例如:客戶(hù)提供試樣的形狀,zui大試驗(yàn)力等。)
d
.建議客戶(hù)用什么樣的夾具。(例如:直徑小于1mm的繩類(lèi)試樣,包括鋼絲、鐵絲、細(xì)線(xiàn)等。你應(yīng)該明確告訴客戶(hù)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(duì)試驗(yàn)很重要,直接影響試驗(yàn)的成敗及測(cè)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(xiàn)盡量與
傳感器的力作用線(xiàn)重合。
a.
對(duì)矩形試樣、脆性試樣來(lái)說(shuō),裝夾更為重要。對(duì)楔形夾具來(lái)說(shuō),試樣的左、右對(duì)中是由夾具保證的,但前后卻容易裝斜,裝斜后在拉伸過(guò)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(shí)盡可能的將試樣前后裝平行,平行后再做拉伸。b.在鋼絲類(lèi)纏繞夾具中,不能出
現(xiàn)線(xiàn)壓線(xiàn)的情況,這樣會(huì)造成局部的應(yīng)力集中,往往會(huì)從壓線(xiàn)處斷,造成斷點(diǎn)差。
c.
對(duì)于搭接試樣,應(yīng)使搭接面通過(guò)傳感器的力作用中心,這里就不一一舉例說(shuō)明了。
5
.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(xiàn)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(lèi)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(mǎn)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(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)。

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