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如何選購塑料用電子拉力機

更新時間:2009-12-13點擊次數(shù):2313
如何選購塑料用電子拉力機
 電子拉力機可以在受控的速度下對塑料樣條進(jìn)行伸展、彎曲、壓縮或穿刺,直至它們斷裂。它們是在塑料配混制造實驗室中zui為常見的儀器。這些制造在混料開發(fā)過程中利用電子拉力機,以確定材料對于某一工藝和終端用途的適用性。
電子拉力機今天也越來越經(jīng)常地出現(xiàn)在塑料注塑和擠出業(yè)者的實驗室中。一個原因是它們被越來越多地應(yīng)用于前沿產(chǎn)品與工藝開發(fā)。另一個原因是它們對進(jìn)料和成品的質(zhì)量控制進(jìn)行更為嚴(yán)格的監(jiān)測。許多OEM制造,特別是那些醫(yī)療裝置或汽車領(lǐng)域的,需要塑料加工商在生產(chǎn)運轉(zhuǎn)結(jié)束時自行進(jìn)行測試。內(nèi)部測試的另一個原因是改善工藝控制,這能降低廢品率和實現(xiàn)真正的回報?!?br />形形色色的測試 
    電子拉力機由一根(單臂)或兩根(門式)垂直的承載柱所組成,它安裝在一個固定水平基板上,頂部是一個活動的水平橫梁。在當(dāng)今的大部分電子拉力機中,支柱通常是由絲杠驅(qū)動,來確定活動橫梁的位置。
    電子拉力機的規(guī)格由框架能夠承受的zui大負(fù)載和承載單元的zui大負(fù)載結(jié)合起來進(jìn)行表示。負(fù)載單元安裝在電機驅(qū)動或油壓驅(qū)動的移動橫梁上。與夾具相連的承載單元測量力,可以從數(shù)字顯示或電腦上讀數(shù)。許多電子拉力機具有可互換的傳感器,從而能與待測試材料匹配。
    為了誘發(fā)塑料的應(yīng)變,電子拉力機在樣板上施加了力。拉伸、彎曲、壓縮或剪切方面的特殊測試按照樣板中誘發(fā)應(yīng)變的方向和施力的速度而被分類。由標(biāo)準(zhǔn)的機電式電子拉力機來完成基礎(chǔ)測試。它們通常要在0.1mm/min至500mm/min的速度范圍中加載,不同的材料要求不同的測試速度。破裂成長和疲勞等動態(tài)和循環(huán)測試一般是在很長的時段內(nèi),需要在載荷較低的伺服油壓電子拉力機之上完成的。
    早期的電子拉力機都有指針和圖表記錄器。它們現(xiàn)在已經(jīng)*被數(shù)控器和電腦軟件所代替。新型控制器可以自動測試,并顯示出相應(yīng)數(shù)據(jù),甚至測試進(jìn)行中可以即時顯示應(yīng)力應(yīng)變曲線。減輕了實驗員計算的工作量。
  電子拉力機針對塑料的測試至今zui普通的是拉伸強度與模量、彎曲強度與模量。對于ASTM D638和ISO 527規(guī)定的拉伸測試,試樣的兩端被夾住。一個夾具固定,另一個在橫梁中,從固定夾具處移開,拉住試樣,直至其斷裂,隨后橫梁會自動停下來。
  把試樣放在測試機固定底座上的兩個支撐上,進(jìn)行彎曲測試(ASTM D790、D6272和ISO178)。為了這個測試,橫梁的運動方向與拉伸測試的相反,推著而不是拖著試樣的非有支撐的中央,直至其彎曲并有可能斷裂。在國內(nèi),因為很多熱塑性塑料在這個測試中不會斷裂,按標(biāo)準(zhǔn)測試方法需要計算撓度達(dá)到厚度1.5倍時的彎曲應(yīng)力,zui常用的是對4mm厚的試樣彎曲撓度6mm。
試樣如何保持在儀器底部是重要的,因為不同類型的測試需要不同的夾具。更換夾具不但很難保持位置的一致性(這經(jīng)常影響測試結(jié)果),而且也容易碰壞嬌貴的部分—傳感器,對實驗員力氣也是考驗,很多女性難以完成這項工作。而且夾具的價錢有幾百元的,也有油壓操作的夾具貴至上千元。所以,盡量少換夾具。有的電子拉力機如LDX-300型材料試驗機,三點式彎曲夾具和拉伸夾具設(shè)計在一起,就減少了更換夾具的過程。
  機電式電子拉力機 
  常用機電式裝置的負(fù)載能力從幾十到數(shù)十萬牛頓。規(guī)格越大,成本就越高。無論是單柱式還是門式,測試塑料zui常用的儀器是立式臺頂裝置。相同原理適用于臥式儀器,它們主要被轉(zhuǎn)用至利用機械手連續(xù)處理試樣的自動化工藝中。立式儀器占地較少,也較易于操作。
單柱式電子拉力機有著較低的受力程度和較低的成本。它們負(fù)載能力為5000牛頓。門式電子拉力機的機架負(fù)載能力可達(dá)5000至1000000牛頓。負(fù)載單元也為一定zui大的力而被分級,這個力應(yīng)當(dāng)適合于電子拉力機機架和試樣。例如,放在1000牛頓機架的100牛頓負(fù)載單元能進(jìn)行拉力達(dá)100牛頓的測試。負(fù)載單元的能力不應(yīng)當(dāng)超出試樣估計的斷裂負(fù)載太多,否則會破壞測量準(zhǔn)確度。以重量計,測試數(shù)克的東西要使用天平,數(shù)十公斤的東西要使用磅秤,如果使用磅秤測試幾克的東西,誤差會有幾倍,失去了測試的意義。
    塑料測試中被zui為普遍使用的儀器是機架負(fù)載能力在1000至5000牛頓的單柱電子拉力機。對于填充和增強型塑料,經(jīng)常需要機架負(fù)載能力為20000牛頓的儀器。
如果用戶想購買一臺負(fù)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出需要的儀器,將不僅要付出更多的現(xiàn)金,犧牲部分精度,而且還要在測試時間方面有所支出。較大型的儀器運行得較慢。例如,機架負(fù)載能力為5000牛頓的儀器通常以100mm/min的速度運轉(zhuǎn),而500000牛頓的儀器以20mm/min的速度運轉(zhuǎn)。
單柱式還是門式? 
    需要多少的zui大負(fù)載根據(jù)所測試的材料之類型而定,并且是在決定選擇單柱式機還是門式的時候要考慮的重要問題之一。還要考慮是否需要一個在受控溫度下測試用得上的環(huán)境分隔間。門式裝置較高,能讓較大的試樣和較大的加熱柜被插入到支柱之間。如果你將對泡沫進(jìn)行任何的壓縮測試,因為試樣往往很大,一般需要門式裝置。
  門式儀器較為硬實,所以在測試過程中撓度是單臂的二分之一。zui后就是成本上的差別。單柱式電子拉力機價格可能只是20000-30000元,而門式的款式通常價格范圍在30000至60000元之間。這些價格只是儀器的。電腦型的需要電腦成本,夾具又是另外一筆分開的成本,安裝與培訓(xùn)也是如此。如果需要特殊溫度的加熱腔,它一般售價在8000至20000元之間。
  軟件上的進(jìn)展         
  電子拉力機在機電方面的設(shè)計相對成熟。新進(jìn)展是在控制軟件上的。先進(jìn)的電腦軟件提供了更高的生產(chǎn)力和度,并較容易被使用。這些軟件增多了一定程度的可重復(fù)性,這是以前不曾有的。
  對于搞科研的用戶來說,不能只是依賴于在斷裂點的讀數(shù),科研人員現(xiàn)在可以通過物性測試來發(fā)現(xiàn)發(fā)生了什么。在斷裂前材料是否伸長了或者變形了?它的變形是否與應(yīng)力成比例?答案能有助于他們評估材料、確定安全裕度和更好地模擬終端使用。對于一般企業(yè),則不需要這些數(shù)據(jù)。
  新電腦軟件使測試、數(shù)據(jù)收集、分析、報告輸出、數(shù)據(jù)儲存和恢復(fù)都能自動完成。使用者能讓儀器在一定負(fù)載速率下運行,系統(tǒng)將自動調(diào)節(jié)橫梁的速度。新軟件也令使用者能通過位置感應(yīng)器獲得測試過程中張力的真實值,感應(yīng)器測量出橫梁已經(jīng)移動的距離。試樣長度變化除以其原始長度就得出了自動應(yīng)變結(jié)果。新軟件也能實現(xiàn)更換感應(yīng)器時負(fù)載單元的自動核對與校準(zhǔn)。它“閱讀”負(fù)載單元上的電子件,并建立起參數(shù),不再需要以前由操作者完成的機械式修正。
  數(shù)據(jù)采集較快的較新軟件能更為地獲取負(fù)載峰值,并在較高速下或負(fù)載波動時更為詳細(xì)地檢查拉力/應(yīng)變曲線。典型的數(shù)據(jù)采集速度約為50Hz,(每秒鐘讀數(shù)50次),盡管取樣速度可以達(dá)到5kHz。
  驅(qū)動的電子拉力機比那些已經(jīng)用了10多年的帶數(shù)字控制板的儀器更為便宜。電腦新款式有著較簡單的控制,經(jīng)常不用具有圖表式讀取的數(shù)字顯示器。基于微型電腦的電子拉力機現(xiàn)在驅(qū)動著整個操作,因不用數(shù)字顯示器和一些電子元件,從而能把成本弄下來。
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