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    實驗室建設中電子拉伸傳感器的選擇問題

    時間:2021-05-29 點擊次數:

    軟包室整體建造方案中電子拉力傳感器的選擇,應根據薄膜材料的要求,綜合考慮性能和規格,從以下幾個方面進行比較。

    先考慮一下對材料要求的拉伸范圍。

    不同的伸長范圍決定了不同的傳感器和伸長器的結構,但是這個項目對價格的影響很小(除了門)。對一般的軟包裝生產商來說,200牛頓就足夠了。所以我們也決定使用單臂。

    門式結構相當于單臂,適用于1噸等重的拉力。所以軟包裝制造商很少使用。


    實驗室建設中電子拉伸傳感器的選擇問題(圖1)

    其次是試驗行程問題。

    行程可達500-600毫米,根據軟包膜的性能和要求而定。如物料伸長超過1000%,可選擇1000或1200毫米的行程。

    三是配置標準問題。

    智能配置主要有三種:主機、微型計算機、打印機,如果微型計算機功能強大,可以直接打印。此外,還可配普通電腦。利用計算機,可以對數據進行復雜的分析,如數據編輯、局部放大、調整報表格式、分析等。

    如采用電腦,制造商須配備適當的軟件控制系統。

    四是結果輸出。

    試驗的輸出結果可以任意設定:最大力值、伸長率、拉伸強度、固定伸長率、固定伸長率、屈服強度、彈性模量、最大試驗力8項??梢哉f這是微機運行產生的最全面結果。有些國外生產商的產品一般能輸出這8種。有的工廠可以輸出5-6個,而有的工廠只能輸出最大力值、平均值和最小值。

    五是能做實驗項目。

    軟包要求拉伸器有多種用途,即在不同夾具的基礎上,可作拉壓、彎曲、撕裂、剪切、180度剝離及90度剝離試驗。

    除上述項目外,市場上也有一些高檔的拉拔機,由于其傳感器精度高(有的可達3/10萬),還研制了摩擦系數測試儀。例如日本島津、北京的蘭德梅克等等。

    六產品機器的主要配置如下:

    驅動采用絲杠驅動和齒條驅動。后者可進行高精度、高重復性試驗。后一種比較便宜,用于低精度和重復性測試。

    絲杠有確定拉伸精度的測量功能。通常有滾珠絲杠,梯形絲杠和普通絲杠。滾珠絲杠的精度最高,但其性能的好壞依賴于計算機伺服系統的運行,整組成本較高。采用一般的絲杠和梯形絲杠可達到軟包精度要求,即0.5-1%。

    驅動裝置有齒輪和鏈傳動。前一種很貴,用于高精度,后一種便宜。

    感應器的主要成本在于壽命,光電感應器是其中較先進的技術,一般可使用十萬次以上,國外及國內一些合資公司可實現。

    七是測試速度。

    根據國標規定,試驗速度為200mm/min,市場上的一些設備是10~500mm/min,另一些是0.01~500mm/min。前一種通常采用普通調速系統,對精度有較大的影響,后一種則采用伺服系統,價格昂貴,精度高。對軟包裝企業而言,伺服系統的選擇,1~500mm/min的調速范圍內即可,既不影響精度,又不影響價格。

    八是計量精度。

    精確度包括精確度,速度精確度,變形精確度和位移精確度。這兩種精確度最大為正負0.5。但是對一般的制造商來說,只有1%的精確度就足夠了。另外,力值的分辨率也接近10萬分之一。

    上述基本配置大約是三萬元。

    現在市場上有許多材料拉伸性能測試用拉伸機,但不是所有的測試機都適用于軟包裝材料的拉伸測試。根據我國材料檢驗標準,分析了選擇軟包裝材料檢驗拉絲設備時應注意的指標。

    塑膠與橡膠的拉伸性能是其力學性能中最重要也是最基本的,對塑膠與橡膠的使用有著重要的影響。伸展性好不好,可用伸展試驗檢測。

    高分子拉伸性能。

    高分子材料在使用過程中必須具備一定的力學性能。在大多數聚合物的應用中,力學性能比其它物理性能更為重要。

    由于聚合物是由長鏈分子組成,其分子運動具有明顯的弛豫特性,因此它在所有已知材料中具有最廣泛的力學性質可變性。如聚合物材料的伸長率較高,一般聚乙烯的斷裂伸長率可達90%~950%(其中線性低密度聚乙烯LLDPE的伸長率較高),而部分材料的斷裂伸長率可達1000%以上,通過特殊的加工工藝可達50%~100%。熱縮膜、拉力膜等

    伸展試驗

    拉力測試(應力-應變測試)通常是把材料試樣的兩端分別夾在兩個間隔一定距離的夾具上,使試樣以一定的速度分開,測試試樣的應力變化,直至試樣破裂。

    抗拉實驗是材料力學強度研究中應用最為廣泛的方法之一,要求采用等速度運動拉伸器。按荷載測定的方法,拉伸機大致可分為錘式拉伸和電子式拉伸機,現在多采用電子式拉伸機。

    選擇電子伸縮器的指標。

    軟包材料主要為聚合物及相關材料。如上述聚合物材料的伸長性能大大優于金屬,纖維,木材,薄板等材料。所以,聚合物拉伸器與普通材料的拉伸性是不同的,特別是電子拉伸器的有效行程和試樣夾具。

    合法行程

    試樣在拉伸試驗中所用的尺寸雖然很小,但是材料伸長率一般很高。所以,要檢測軟包裝材料的拉伸性能,必須配備大行程的拉伸器,否則,夾具的工作可能會超出行程的使用極限,造成設備損壞。

    值得注意的是,在伸長率的計算中,我們只計算了樣品上兩個標線間的伸長量。標記是指打印或手工繪制的樣本(樣本不受標記增加的影響),標記間有多遠?各標準給出的距離大都不一樣,同一標準往往給出的樣品尺寸不同,因此標線之間的距離也不一樣,但是對伸長很大或很小的材料來說,測量伸長比較有利,可以得到精確的測量結果。對塑料薄膜來說,標線間的距離一般為25-50毫米。

    因為試樣在拉伸試驗中的變形延伸不只是標線上的,試樣在任何兩個夾具之間的拉伸變形都不一樣。在標準中,與標距相應的夾具之間的起始距離為80~115mm。假設試樣在兩個夾具之間可以保持同樣的伸長,那么在500%的情況下,拉伸機的有效行程應該在480~690毫米,以保證測試正常進行。

    對目前市場上銷售的電子拉伸器的有效行程進行了隨機調查。國內、外品牌拉伸機72臺,13.9%的產品為行程小于400mm的產品,71.9%的產品為400~700mm產品,701~1000mm產品為10.8%,1000mm以上產品僅為3.4%。但是,在本次統計的電子拉伸機中,大型拉伸機并非全部用于軟包裝材料,而是對人造板、帆布、窗簾、銅等材料進行了拉伸試驗。

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