選購塑料用電子拉力試驗機要點

電子拉力試驗機可以在受控的速度下對塑料樣條進行伸展、彎曲、壓縮或穿刺，直至它們斷裂。它們是在塑料配混廠家實驗室中為常見的儀器。這些廠家在混料開發(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。

電子拉力試驗機今天也越來越經常地出現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用于前沿產品與工藝開發(fā)。另一個原因是它們對進料和成品的質量控制進行更為嚴格的監(jiān)測。許多OEM廠家，特別是那些醫(yī)療裝置或汽車領域的，需要塑料加工商在生產運轉結束時自行進行測試。內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真正的回報。

形形色色的測試

電子拉力試驗機由一根（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。在當今的大部分電子拉力機中，支柱通常是由絲杠驅動，來確定活動橫梁的位置。

電子拉力試驗機的規(guī)格由框架能夠承受的大負載和承載單元的大負載結合起來進行表示。負載單元安裝在電機驅動或油壓驅動的移動橫梁上。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。許多電子拉力試驗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。由標準的機電式電子拉力試驗機來完成基礎測試。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。破裂成長和疲勞等動態(tài)和循環(huán)測試一般是在很長的時段內，需要在載荷較低的伺服油壓電子拉力機之上完成的。

早期的電子拉力試驗機都有指針和圖表記錄器。它們現在已經*被數控器和電腦軟件所代替。新型控制器可以自動測試，并顯示出相應數據，甚至測試進行中可以即時顯示應力應變曲線。減輕了實驗員計算的工作量。

電子拉力試驗機針對塑料的測試至今普通的是拉伸強度與模量、彎曲強度與模量。對于ASTMD638和ISO527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，進行彎曲測試（ASTMD790、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，因為很多熱塑性塑料在這個測試中不會斷裂，按標準測試方法需要計算撓度達到厚度1.5倍時的彎曲應力，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（這經常影響測試結果），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。有的電子拉力試驗機如XJ858材料試驗機，三點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程。

機電式電子拉力試驗機

常用機電式裝置的負載能力從幾十到數十萬牛頓。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(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。

單柱式電子拉力試驗機有著較低的受力程度和較低的成本。它們負載能力為5000牛頓。門式電子拉力機的機架負載能力可達5000至1000000牛頓。負載單元也為一定大的力而被分級，這個力應當適合于電子拉力試驗機機架和試樣。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，誤差會有幾倍，失去了測試的意義。

塑料測試中被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試驗機。對于填充和增強型塑料，經常需要機架負載能力為20000牛頓的儀器。

如果用戶想購買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。

單柱式還是門式？

需要多少的大負載根據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。后就是成本上的差別。單柱式電子拉力試驗機價格可能只是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。

軟件上的進展

電子拉力試驗機在機電方面的設計相對成熟。新進展是在控制軟件上的。先進的電腦軟件提供了更高的生產力和度，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。

對于搞科研的用戶來說，不能只是依賴于在斷裂點的讀數，科研人員現在可以通過物性測試來發(fā)現發(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完成。使用者能讓儀器在一定負載速率下運行，系統(tǒng)將自動調節(jié)橫梁的速度。

新軟件也令使用者能通過位置感應器獲得測試過程中張力的真實值，感應器測量出橫梁已經移動的距離。試樣長度變化除以其原始長度就得出了自動應變結果。新軟件也能實現更換感應器時負載單元的自動核對與校準。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時更為詳細地檢查拉力/應變曲線。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。

新驅動的電子拉力試驗機比那些已經用了10多年的帶數字控制板的儀器更為便宜。電腦新款式有著較簡單的控制，經常不用具有圖表式讀取的數字顯示器。基于微型電腦的電子拉力機現在驅動著整個操作，因不用數字顯示器和一些電子元件，從而能把成本弄下來。