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夾具特點及拉力試驗機夾具的選擇方法
- 點擊次數(shù)：2119 發(fā)布時間：2011-5-21
夾具是電子拉力試驗機中不可以缺少的一個零件。很多人問起什么是夾具，今天我們就好好的說說夾具的種類和作用。
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．我們知道通過夾具夾持試樣（或產(chǎn)品）對試樣進行加力，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；大的電子式試驗機試驗力為600KN,0.5級機），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。
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慊鼗稹B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、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。
美國TestResources力學(xué)試驗系統(tǒng)全電伺服靜態(tài)拉、壓、扭試驗機，動態(tài)&疲勞系列試驗機，配各種專業(yè)夾具，亦可用于其他品牌試驗機
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：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、螺柱等測試螺紋強度的夾具）、90°剝離類夾具（指適用于兩試樣進行垂具，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．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，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。
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、壓縮是分開進行的（即拉伸、壓縮是用不同的夾具進行的），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。
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