夾具是拉力試驗機(jī)應(yīng)用上*的一部分。拉力試驗機(jī)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。
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。
1、拉力試驗機(jī)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);
2、試驗力的大小決定了夾具結(jié)構(gòu)的大小及夾具操作的勞動強(qiáng)度的大??;
3、試樣材質(zhì)有金屬和非金屬之分,形狀有[1]大小之分;
4、材料的成分組成各種各樣;
5、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;
6、電子式試驗機(jī)試驗力為 600KN,0.5 級機(jī));
7、試樣尺寸小到直徑φ0.006mm 的金絲,大到直徑 1m 的 PVC 管材等;
8、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。
1、對一般的金屬及非金屬試樣應(yīng)用要求:
(1)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)鋼、合金高碳鋼(或低碳合金鋼)、冷作模具鋼等;
(2)通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?淬回火、滲碳淬火等)增加其強(qiáng)度、耐磨性;
(3)有時在鉗口處鑲裝特種鋼材;
(4)有時在鉗口表面噴涂金鋼砂等.
2、對一些小試驗力的夾具應(yīng)用要求:
(1)與試樣接觸的表面采用粘軟質(zhì)膠皮等;
(2)例如:塑料薄膜、纖維絲等試樣的夾具夾持面。
3、夾具體應(yīng)用要求:
(1)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;
(2)有時為了減輕重量也采用鋁合金等有色金屬及特種金屬;
(3)有時也采用鑄造結(jié)構(gòu)(鑄鋼,鑄鋁等)
4、發(fā)展行業(yè)需要發(fā)展中變化的夾具
(1)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,最后出測試報告一次完成;
(4)全自動夾具成本很高,僅適用于大批量的相同試樣或成品的測試和檢驗。
(5)連續(xù)試驗夾具或者多功能夾具增多,廠家為了節(jié)省成本,提出來的新要求,但設(shè)計成本高。
5、特殊行業(yè)需要特殊夾具
(1)環(huán)境試驗(高低溫試驗)的增多,使用于高低溫的夾具增多;
(2)高低溫的夾具體積小,又要滿足試驗力,又要耐高溫、低溫,一般比較難設(shè)計;
(3)特殊行業(yè)用試驗夾具和應(yīng)用越來越多。
1、拉力試驗機(jī)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);
2、試驗標(biāo)準(zhǔn)是指 ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS等,符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)等;
3、根據(jù)試樣及試驗方法的不同設(shè)計不同的夾具,或者專用夾具;
4、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。
5、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);
6、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;
7、拉力試驗機(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;
8、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;
9、臺肩試樣采用懸掛結(jié)構(gòu)等;
10、拉力試驗機(jī)夾具適用性要求:
(1)夾具是否使用方便、安全。
(2)夾持是否可用,不能有打滑現(xiàn)象。
(3)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)
(一)夾具根據(jù)試驗方法不同,大致可分為:
1、拉伸類夾具、
2、壓縮類夾具、
3、彎曲類夾具、
4、剝離類夾具、
5、剪切類夾具等,
注:其中拉伸類夾具約占夾具總量的 80%左右。
(二)夾具按結(jié)構(gòu)劃分,可分為:
1、楔形類夾具(指采用斜面鎖緊原理結(jié)構(gòu)的夾具);
2、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);
3、纏繞類夾具(指試樣通過纏繞方式鎖緊的夾具);
4、偏心類夾具指采用(偏心鎖緊原理結(jié)構(gòu)的夾具);
5、杠桿類夾具(指采用杠桿力放大原理結(jié)構(gòu)的夾具);
6、臺肩類夾具(指適用于臺肩試樣的夾具)
7、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);
8、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。
注: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。
(三)夾具按用途劃分,可分為:
1、土工布拉伸夾具;
2、線繩拉伸夾具;
3、線絲拉伸夾具;
4、編織袋拉伸夾具;
5、線材拉伸夾具;
6、橡膠片拉伸夾具;
7、鋼絞線拉伸;
8、扭轉(zhuǎn)夾具;
9、彈簧拉伸夾具;
10、人造板拉伸、壓縮、彎曲夾具;
11、保溫材料拉伸夾具;
12、管材拉伸、壓縮夾具等。
1、根據(jù)主機(jī)最大試驗力選擇主要夾具。
2、夾具所能承受的最大力必須大于等于主機(jī)的最大試驗力。
3、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最大試驗力也要為 10kN。)
4、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。)
5、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。
6、試樣采用纏繞式夾持方法時,試樣延伸率誤差大;
7、建議用戶在選擇夾具,請多與湘杰拉力機(jī)技術(shù)工程師多溝通交流;
8、確保夾具的選擇是針對自己行業(yè)需要而設(shè)計鑄造。
1、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;
2、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。
3、對矩形試樣、脆性試樣來說,裝夾更為重要;
4、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。
5、在裝夾時盡可能的將試樣前后裝平行,平行后再做拉伸;
6、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。
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