拉力試驗機夾具

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1、百度文庫-讓每個人平等地提升自我 拉力試驗機夾具 拉力試驗機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) 性能試驗用的機械加力的試驗機。 拉力試驗機的使用范圍： 科研院所、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?一 ..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)線的隨機檢驗等不可缺少的檢測設(shè)備。 我們知道試驗機必須具備三個要素： a、有加力裝置b、有夾具 c、有力值顯示裝置和 記錄，可見夾具在拉力試驗機中的重要性，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

2、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。 \ 拉力試驗機夾具根據(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 \ a.我們知道通過夾具

3、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；國內(nèi)最大的電子式萬能試驗機試驗力為 600KN,級機），試樣尺寸小 到直徑。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，一般都選用優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)

4、 鋼，合金高碳鋼（或低碳合金鋼 卜冷作模具鋼等，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚕ù慊鼗?、滲碳淬火 等）增加其強度、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夾具體一般采用優(yōu)質(zhì)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 I

5、SO、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） ，這和主機有明顯的區(qū)別。主 機國內(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、

6、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)的市場份額大，在一定程度上可以取代部分國外的夾具，處 在中高端市場。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構(gòu)，我們知道機械上的鎖緊結(jié)構(gòu)有：縹紋（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，

7、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，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

8、： \ 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)主機最大試驗力選擇主要夾具。 夾具所能承受的最大力必須大于等于主機的最大 試驗力。 b.根據(jù)非標(biāo)配置、或擴展配置選一些次要夾具。 （例如：擴展配置傳感器為 10kN,所選 次要夾具所能承受的最大試驗力也要為 10k

9、N。） c.根據(jù)客戶試樣選夾具。（例如：客戶提供試樣的形狀，最大試驗力等。 ） 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， 有可能撕裂試尸

10、樣或斷點差。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.夾具的使用向高效率，低勞動強度的方向發(fā)展。過去的夾具一般采用機械鎖緊，費時費 力，勞動強度大，效率低。隨著工作環(huán)境的改善，及大批量試驗 （生產(chǎn)流水

11、線隨機抽檢的）需 要，夾具的夾緊方式由原來的機械夾緊向氣壓夾緊、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，最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行程受限制（試驗機在裝標(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。 3