橡膠拉伸性能試驗中對橡膠拉力試驗機的功能要求

橡膠材料因其具有良好彈性被廣泛運用于生產(chǎn)、生活各個領(lǐng)域，橡膠產(chǎn)品可謂包羅萬象，所以橡膠的拉伸性能就成為考察橡膠質(zhì)量好壞的一項重要指標。國家標準GB／T 528-1998《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》對檢測橡膠拉伸性能有明確規(guī)定，其中試樣主要以啞鈴狀試樣為主。本文就橡膠拉伸性能試驗中對橡膠拉力試驗機的功能要求結(jié)合了相關(guān)標準和實戰(zhàn)經(jīng)驗作簡要闡述。

檢測橡膠試樣拉伸性能就是對拉伸過程橡膠試樣應(yīng)力－應(yīng)變曲線的研究，試驗時按規(guī)定的速度啟動橡膠拉力試驗機，拉伸試樣并跟蹤試驗的標記，按要求記錄下列項目的幾項或全部。

1.斷裂強度--試樣斷裂時的力值；

2.定應(yīng)力伸長率--試樣拉伸至給定應(yīng)力時的伸長率；

3.屈服點伸長率--屈服點對應(yīng)的伸長率；

4.扯斷伸長率--試樣斷裂時的伸長率；

5.定伸應(yīng)力--試樣拉伸到給定伸長率時的力值；

6.屈服點拉伸應(yīng)力--屈服點對應(yīng)的力值；

7.拉伸強度--試樣拉伸至斷裂過程中出現(xiàn)的zui大力值。

橡膠試驗過程中需要跟蹤的數(shù)據(jù)有兩項：拉力力值和標距變化量。所以用于測試橡膠拉伸性能的橡膠拉力試驗機必須滿足以下要求：

1、有足夠長的夾具移動范圍。

由于橡膠在拉伸時變形量很大，尤其是乳膠制品，伸長率有可能高達1000％以上。所以在橡膠試樣斷裂之前，必須保證夾持器有足夠的行程。橡膠標準厚度試樣（國標1、2、4型啞鈴狀試樣的厚度為2.0±0.2mm，3型試樣的厚度為1.0±0.1mm）斷裂時的標距一般都在1米以內(nèi)；特殊厚度試樣，如橡膠手套的試樣，斷裂時標距有可能超過1米。所以夾具間移動范圍一般在1米到1.5米之間，這樣可以適合各種橡膠試樣的拉伸試驗。

2、有足夠精度的拉力測量和記錄裝置。

橡膠拉伸不需要很大的力，拉力測量范圍不需要很大，但卻有一定的精度要求，一般精度為0.01N。此外，由于檢測橡膠拉伸性能需要拉伸過程中的數(shù)個拉力值，而拉伸試驗又不可重復(fù)，所以即時準確記錄每個試驗段的拉力力值對于試驗成敗起著非常重要的作用。裝有高精度負荷傳感器的橡膠拉力試驗機可以記錄實時的拉力值，并通過電腦程序進行處理，以滿足橡膠拉伸試驗的要求。

橡膠的標距測量是拉伸試驗中的一個重要環(huán)節(jié)，直接影響到試驗的準確性。目前標距測量方法主要有兩種：手動測量和自動測量。

　手動測量就是在夾持器移動桿邊豎直設(shè)置一根標尺和兩根可在豎直方向上移動的水平標距桿，拉伸試驗時，靠目力觀察試樣上標距的變化，手動控制兩根標距桿，使之與試樣上的標距同步，同時記錄標距桿在標尺上的移動距離。手動測量的誤差非常大：（1）目力觀察試樣標距會引起一定的偏差；（2）靠手動移動標距桿始終無法準確跟蹤試樣標距變化；（3）試驗人員一邊移動標距桿，一邊很難記錄標距值，更無法在試驗結(jié)束后準確描述應(yīng)力－應(yīng)變曲線。

自動測量標距更有利于對橡膠拉伸性能的檢測。現(xiàn)在許多橡膠拉力試驗機的自動標距測量裝置采用接觸式傳感器即時測量標距的變化。

傳感器移動裝置的安裝位置主要有兩種：（1）安裝在夾持器。將移動裝置安裝于夾持器的傳感器在試樣上有一定的局限性。由于橡膠的彈性變形非常大，夾持器的移動距離和試樣標距的變化值有很大的差距，所以安裝在夾持器上的標距傳感器比較適合檢測彈性變形非常?。ㄈ缃饘俨牧希┰嚇拥睦煨阅埽荒苡糜跈z測橡膠拉伸性能。（2）安裝在標距上。在夾持器移動桿邊豎直設(shè)置一根光柵尺和兩根可在豎直方向上移動、帶有小夾子的水平標距桿。這種傳感器的安裝方式和上面所說的手動測量的使用原理是一致的，只是將標尺改成光柵尺，將手動操作改成由試樣帶動標距桿移動。安裝在標距上的傳感器適用于金屬或標準厚度橡膠試樣的拉伸試驗，因為拉伸這些試樣時的力值較大，帶動標距桿移動的力值與之相比很小，雖然會對試樣有一定影響，但不足以影響整個試驗的成敗。

　但橡膠拉伸性能檢測中有一些特殊試樣就不能采取接觸式傳感器進行標距測量，例如橡膠手套試樣。橡膠手套的主要成分為天然乳膠，拉伸試驗過程中所用的拉力值比一般的橡膠制品小，同時GB7543－2006《一次性使用滅菌橡膠外科手套》中規(guī)定拉伸性能試驗的試樣是直接在橡膠手套成品上直接裁取的，所以裁取下的試樣厚度很小，大約只有0.2mm左右，這樣厚度的乳膠試樣只需要很小的力值就可以將試樣拉伸很長。所以采取接觸式標距測量方式對試樣拉伸試驗會產(chǎn)生很大的影響，影響原因如下：*，接觸試樣的標距桿的自重會將試樣向下扯，影響拉力測量；第二，標距桿的夾持對被夾持部位的拉伸有一定的影響，使其不能自由拉伸。

3、有足夠精度的標距測量。

試樣標距的測量是計算橡膠伸長率的重要數(shù)據(jù)，所以橡膠拉伸試驗中橡膠拉力試驗機必須準確地測量試樣的應(yīng)變量，并即時地記錄下來。

4、可以準確描述應(yīng)力－應(yīng)變曲線的裝置。

拉伸試樣中的拉力值和標距之間有著密切的，例如：試樣的定伸應(yīng)力需要測量試樣拉伸到給定伸長率的力值，而定應(yīng)力則需要測量試樣拉伸到給定應(yīng)力的標距。試驗完成后，準確的應(yīng)力－應(yīng)變曲線可以再現(xiàn)試驗過程，并清晰的反映每個試驗段的數(shù)值，便于計算試驗要求的項目。

越來越多的橡膠拉力試驗機將計算機運用到拉力試驗檢測中。試驗過程中，橡膠拉力試驗機通過采集卡或USB接口將采集的數(shù)據(jù)（拉力、標距等）輸入計算機，然后由的軟件對輸入的數(shù)據(jù)進行處理，繪制出試驗試樣的應(yīng)力－應(yīng)變曲線，并根據(jù)試驗要求對曲線上相應(yīng)的點進行計算，直接給出試驗數(shù)據(jù)并進行判斷。(上海衡翼精密儀器有限公司）