技術(shù)文章
三、橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)選型參考
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、橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)拉力測(cè)量和記錄裝置:
1、機(jī)械儀表式
2、傳感器式
機(jī)械儀表式拉力測(cè)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。機(jī)械儀表式拉力試驗(yàn)機(jī)價(jià)格便宜,但其性能卻無法達(dá)到橡膠拉伸試驗(yàn)的要求,它只能單獨(dú)處理拉力值,無法記錄細(xì)微變化的拉力值,并將拉力值和試樣標(biāo)距有效地起來。裝有適當(dāng)精度拉力傳感器的拉力試驗(yàn)機(jī)則可以記錄每一時(shí)刻的拉力值,并通過相關(guān)程序進(jìn)行處理、計(jì)算,以滿足橡膠拉伸試驗(yàn)的要求。
3、試驗(yàn)機(jī)標(biāo)距測(cè)量和記錄裝置:
橡膠的標(biāo)距測(cè)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)的準(zhǔn)確性。現(xiàn)階段標(biāo)距測(cè)量方法主要有兩種:手動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量。手動(dòng)測(cè)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(cè)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)距桿始終無法準(zhǔn)確跟蹤試樣標(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)束后準(zhǔn)確描述應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
相比較自動(dòng)測(cè)量標(biāo)距更有利于對(duì)橡膠拉伸性能的檢測(cè)?,F(xiàn)在許多拉力試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)標(biāo)距測(cè)量裝置采用接觸式傳感器即時(shí)測(cè)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:
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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(zhǎng)。所以采取接觸式標(biāo)距測(cè)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(cè)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(cè)試標(biāo)距值。這種測(cè)量方法不僅可以準(zhǔn)確地測(cè)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。