電子萬能試驗(yàn)機(jī)夾具的設(shè)計(jì)與材料選擇
電子萬能試驗(yàn)機(jī)夾具是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)測試中不可或缺的組件,它們根據(jù)不同的試驗(yàn)方法被細(xì)分為多種類型,包括拉伸、壓縮、彎曲、剝離和剪切等。這些夾具的主要功能是通過夾持試樣或產(chǎn)品、施加力量,在材料測試中扮演著至關(guān)重要的角色。
夾具必須能承受的試驗(yàn)力大小直接關(guān)聯(lián)到夾具結(jié)構(gòu)的大小和操作的勞動(dòng)強(qiáng)度。試樣材質(zhì)可以是金屬或非金屬,形態(tài)各異,由細(xì)微的金絲到巨大的PVC管材不等。因此,夾具的設(shè)計(jì)必須考慮到不同的試驗(yàn)力和試樣特性,以確保最佳的測試效果。
對夾具材料的要求因試樣的性質(zhì)而異:
1、對于大多數(shù)金屬和非金屬試樣,夾具的鉗口通常直接接觸試樣,因此常選用優(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,并通過熱處理工藝提升其強(qiáng)度和耐磨性。有時(shí),為了提高夾具性能,會(huì)在鉗口處鑲嵌特種鋼材或噴涂金鋼砂。
2、對于測試小試驗(yàn)力的夾具,試樣接觸的表面會(huì)采用柔軟的粘膠皮等材質(zhì),以避免對試樣造成損傷,尤其適用于塑料薄膜、纖維絲等試樣的夾持。
3、夾具本體通常選用優(yōu)質(zhì)中碳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼,并通過熱處理提高其力學(xué)性能。在需要減輕重量時(shí),也會(huì)選用鋁合金或其他有色金屬及特種金屬。鑄造結(jié)構(gòu),如鑄鋼或鑄鋁,也常被用于制造夾具。
夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求:
1、夾具的設(shè)計(jì)必須符合材料的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和試樣的形狀及材質(zhì)。這些標(biāo)準(zhǔn)可能包括ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS等國際或國家標(biāo)準(zhǔn),以及企業(yè)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn),可以設(shè)計(jì)出適應(yīng)不同試樣和試驗(yàn)方法的夾具。對于特殊試樣,如成品或半成品,夾具的設(shè)計(jì)則主要依據(jù)試樣的形狀和材質(zhì)。
2、夾具的結(jié)構(gòu)具有很大的靈活性,可以根據(jù)試樣的特性和所需的試驗(yàn)力來設(shè)計(jì)。比如,金屬絲可以使用纏繞方式或平板方式夾緊,而金屬薄板則可以采用楔形或?qū)A夾緊方式。
3、夾具自身是一種鎖緊機(jī)構(gòu),其機(jī)械鎖緊結(jié)構(gòu)包括螺紋、斜面、偏心輪、杠桿等,這些結(jié)構(gòu)的組合構(gòu)成了夾具。試驗(yàn)機(jī)用夾具在結(jié)構(gòu)上沒有固定模式,其設(shè)計(jì)依賴于試樣的類型和試驗(yàn)力的要求。大試驗(yàn)力的試樣一般采用斜面夾緊結(jié)構(gòu),隨試驗(yàn)力的增加,夾緊力隨之增加;臺(tái)肩試樣則采用懸掛結(jié)構(gòu)等。
根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),夾具可分為楔形類夾具、對夾類夾具、纏繞類夾具、偏心類夾具、杠桿類夾具、臺(tái)肩類夾具、螺栓類夾具和90°剝離類夾具等。這些夾具的結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn),例如:楔形夾具的初始夾緊力小,隨試驗(yàn)力增加,夾緊力也隨之增加;對夾夾具的初始夾緊力大,隨試驗(yàn)力增加,夾緊力則隨之減小。