如何選購塑料用電子拉力機
更新時(shí)間：2009-12-13 點(diǎn)擊次數：1922次
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(shí)驗室中zui為常見(jiàn)的儀器。這些制造在混料開(kāi)發(fā)過(guò)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(lái)越經(jīng)常地出現在塑料注塑和擠出業(yè)者的實(shí)驗室中。一個(gè)原因是它們被越來(lái)越多地應用于前沿產(chǎn)品與工藝開(kāi)發(fā)。另一個(gè)原因是它們對進(jìn)料和成品的質(zhì)量控制進(jìn)行更為嚴格的監測。許多OEM制造，特別是那些醫療裝置或汽車(chē)領(lǐng)域的，需要塑料加工商在生產(chǎn)運轉結束時(shí)自行進(jìn)行測試。內部測試的另一個(gè)原因是改善工藝控制，這能降低廢品率和實(shí)現真正的回報?！?br />形形色色的測試
電子拉力機由一根（單臂）或兩根（門(mén)式）垂直的承載柱所組成，它安裝在一個(gè)固定水平基板上，頂部是一個(gè)活動(dòng)的水平橫梁。在當今的大部分電子拉力機中，支柱通常是由絲杠驅動(dòng)，來(lái)確定活動(dòng)橫梁的位置。
電子拉力機的規格由框架能夠承受的zui大負載和承載單元的zui大負載結合起來(lái)進(jìn)行表示。負載單元安裝在電機驅動(dòng)或油壓驅動(dòng)的移動(dòng)橫梁上。與夾具相連的承載單元測量力，可以從數字顯示或電腦上讀數。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)應變的方向和施力的速度而被分類(lèi)。由標準的機電式電子拉力機來(lái)完成基礎測試。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(cháng)和疲勞等動(dòng)態(tài)和循環(huán)測試一般是在很長(cháng)的時(shí)段內，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。它們現在已經(jīng)*被數控器和電腦軟件所代替。新型控制器可以自動(dòng)測試，并顯示出相應數據，甚至測試進(jìn)行中可以即時(shí)顯示應力應變曲線(xiàn)。減輕了實(shí)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A(yíng)STM D638和ISO 527規定的拉伸測試，試樣的兩端被夾住。一個(gè)夾具固定，另一個(gè)在橫梁中，從固定夾具處移開(kāi)，拉住試樣，直至其斷裂，隨后橫梁會(huì )自動(dòng)停下來(lái)。
把試樣放在測試機固定底座上的兩個(gè)支撐上，進(jìn)行彎曲測試（ASTM D790、D6272和ISO178）。為了這個(gè)測試，橫梁的運動(dòng)方向與拉伸測試的相反，推著(zhù)而不是拖著(zhù)試樣的非有支撐的中央，直至其彎曲并有可能斷裂。在國內，因為很多熱塑性塑料在這個(gè)測試中不會(huì )斷裂，按標準測試方法需要計算撓度達到厚度1.5倍時(shí)的彎曲應力，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(lèi)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)常影響測試結果），而且也容易碰壞嬌貴的部分—傳感器，對實(shí)驗員力氣也是考驗，很多女性難以完成這項工作。而且?jiàn)A具的價(jià)錢(qián)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(diǎn)式彎曲夾具和拉伸夾具設計在一起，就減少了更換夾具的過(guò)程。
機電式電子拉力機
常用機電式裝置的負載能力從幾十到數十萬(wàn)牛頓。規格越大，成本就越高。無(wú)論是單柱式還是門(mén)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，它們主要被轉用至利用機械手連續處理試樣的自動(dòng)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(zhù)較低的受力程度和較低的成本。它們負載能力為5000牛頓。門(mén)式電子拉力機的機架負載能力可達5000至1000000牛頓。負載單元也為一定zui大的力而被分級，這個(gè)力應當適合于電子拉力機機架和試樣。例如，放在1000牛頓機架的100牛頓負載單元能進(jìn)行拉力達100牛頓的測試。負載單元的能力不應當超出試樣估計的斷裂負載太多，否則會(huì )破壞測量準確度。以重量計，測試數克的東西要使用天平，數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(huì )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)常需要機架負載能力為20000牛頓的儀器。
如果用戶(hù)想購買(mǎi)一臺負載能力遠遠超出需要的儀器，將不僅要付出更多的現金，犧牲部分精度，而且還要在測試時(shí)間方面有所支出。較大型的儀器運行得較慢。例如，機架負載能力為5000牛頓的儀器通常以100mm/min的速度運轉，而500000牛頓的儀器以20mm/min的速度運轉。
單柱式還是門(mén)式？
需要多少的zui大負載根據所測試的材料之類(lèi)型而定，并且是在決定選擇單柱式機還是門(mén)式的時(shí)候要考慮的重要問(wèn)題之一。還要考慮是否需要一個(gè)在受控溫度下測試用得上的環(huán)境分隔間。門(mén)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(mén)式裝置。
門(mén)式儀器較為硬實(shí)，所以在測試過(guò)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(jià)格可能只是20000-30000元，而門(mén)式的款式通常價(jià)格范圍在30000至60000元之間。這些價(jià)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(kāi)的成本，安裝與培訓也是如此。如果需要特殊溫度的加熱腔，它一般售價(jià)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性，這是以前不曾有的。
對于搞科研的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，不能只是依賴(lài)于在斷裂點(diǎn)的讀數，科研人員現在可以通過(guò)物性測試來(lái)發(fā)現發(fā)生了什么。在斷裂前材料是否伸長(cháng)了或者變形了？它的變形是否與應力成比例？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)，則不需要這些數據。
新電腦軟件使測試、數據收集、分析、報告輸出、數據儲存和恢復都能自動(dòng)完成。使用者能讓儀器在一定負載速率下運行，系統將自動(dòng)調節橫梁的速度。新軟件也令使用者能通過(guò)位置感應器獲得測試過(guò)程中張力的真實(shí)值，感應器測量出橫梁已經(jīng)移動(dòng)的距離。試樣長(cháng)度變化除以其原始長(cháng)度就得出了自動(dòng)應變結果。新軟件也能實(shí)現更換感應器時(shí)負載單元的自動(dòng)核對與校準。它“閱讀”負載單元上的電子件，并建立起參數，不再需要以前由操作者完成的機械式修正。
數據采集較快的較新軟件能更為地獲取負載峰值，并在較高速下或負載波動(dòng)時(shí)更為詳細地檢查拉力/應變曲線(xiàn)。典型的數據采集速度約為50Hz,（每秒鐘讀數50次），盡管取樣速度可以達到5kHz。
驅動(dòng)的電子拉力機比那些已經(jīng)用了10多年的帶數字控制板的儀器更為便宜。電腦新款式有著(zhù)較簡(jiǎn)單的控制，經(jīng)常不用具有圖表式讀取的數字顯示器?；谖⑿碗娔X的電子拉力機現在驅動(dòng)著(zhù)整個(gè)操作，因不用數字顯示器和一些電子元件，從而能把成本弄下來(lái)。
