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如何選擇拉力試驗機(jī)夾具
一、 夾具的特點
1.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φ0.006mm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。
2.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?、滲碳淬火等）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）。
3.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 靠性較高，但價格較高，處在市場；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，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。
二、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，有以下幾點供參考：
1.夾具是否使用方便、安全。
2.夾持是否可靠，不能有打滑現(xiàn)象。
3.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）
三、如何選擇夾具
主要從以下幾方面考慮：
1.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。
2.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）。
3.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）。
4.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）。
四、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。總的原則是：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。
1.對矩形試樣、脆性試樣來說，裝夾具更為重要。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差。在裝夾時盡可能的將試樣前后裝平行，平行后再做拉伸。
2.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。
3.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。
五、夾具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.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.
2.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。
3.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。
4. 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。
5.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。
6.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。