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实验室建设中电子拉伸传感器的选择问题

时间:2021-05-29 点击次数:

软包室整体建造方案中电子拉力传感器的选择,应根据薄膜材料的要求,综合考虑性能和规格,从以下几个方面进行比较。

先考虑一下对材料要求的拉伸范围。

不同的伸长范围决定了不同的传感器和伸长器的结构,但是这个项目对价格的影响很小(除了门)。对一般的软包装生产商来说,200牛顿就足够了。所以大家也决定使用单臂。

门式结构相当于单臂,适用于1吨等重的拉力。所以软包装制造商很少使用。


实验室建设中电子拉伸传感器的选择问题(图1)

其次是试验行程问题。

行程可达500-600毫米,根据软包膜的性能和要求而定。如物料伸长超过1000%,可选择1000或1200毫米的行程。

三是配置标准问题。

智能配置主要有三种:主机、微型计算机、打印机,如果微型计算机功能强大,可以直接打印。此外,还可配普通电脑。利用计算机,可以对数据进行复杂的分析,如数据编辑、局部放大、调整报表格式、分析等。

如采用电脑,制造商须配备适当的App控制系统。

四是结果输出。

试验的输出结果可以任意设定:最大力值、伸长率、拉伸强度、固定伸长率、固定伸长率、屈服强度、弹性模量、最大试验力8项。可以说这是微机运行产生的最全面结果。有些国外生产商的产品一般能输出这8种。有的工厂可以输出5-6个,而有的工厂只能输出最大力值、平均值和最小值。

五是能做实验项目。

软包要求拉伸器有多种用途,即在不同夹具的基础上,可作拉压、弯曲、撕裂、剪切、180度剥离及90度剥离试验。

除上述项目外,市场上也有一些高档的拉拔机,由于其传感器精度高(有的可达3/10万),还研制了摩擦系数测试仪。例如日本岛津、北京的兰德梅克等等。

六产品机器的主要配置如下:

驱动采用丝杠驱动和齿条驱动。后者可进行高精度、高重复性试验。后一种比较便宜,用于低精度和重复性测试。

丝杠有确定拉伸精度的测量功能。通常有滚珠丝杠,梯形丝杠和普通丝杠。滚珠丝杠的精度最高,但其性能的好坏依赖于计算机伺服系统的运行,整组成本较高。采用一般的丝杠和梯形丝杠可达到软包精度要求,即0.5-1%。

驱动装置有齿轮和链传动。前一种很贵,用于高精度,后一种便宜。

感应器的主要成本在于寿命,光电感应器是其中较先进的技术,一般可使用十万次以上,国外及国内一些合资企业可实现。

七是测试速度。

根据国标规定,试验速度为200mm/min,市场上的一些设备是10~500mm/min,另一些是0.01~500mm/min。前一种通常采用普通调速系统,对精度有较大的影响,后一种则采用伺服系统,价格昂贵,精度高。对软包装企业而言,伺服系统的选择,1~500mm/min的调速范围内即可,既不影响精度,又不影响价格。

八是计量精度。

精确度包括精确度,速度精确度,变形精确度和位移精确度。这两种精确度最大为正负0.5。但是对一般的制造商来说,只有1%的精确度就足够了。另外,力值的分辨率也接近10万分之一。

上述基本配置大约是三万元。

现在市场上有许多材料拉伸性能测试用拉伸机,但不是所有的测试机都适用于软包装材料的拉伸测试。根据我国材料检验标准,分析了选择软包装材料检验拉丝设备时应注意的指标。

塑胶与橡胶的拉伸性能是其力学性能中最重要也是最基本的,对塑胶与橡胶的使用有着重要的影响。伸展性好不好,可用伸展试验检测。

高分子拉伸性能。

高分子材料在使用过程中必须具备一定的力学性能。在大多数聚合物的应用中,力学性能比其它物理性能更为重要。

由于聚合物是由长链分子组成,其分子运动具有明显的弛豫特性,因此它在所有已知材料中具有最广泛的力学性质可变性。如聚合物材料的伸长率较高,一般聚乙烯的断裂伸长率可达90%~950%(其中线性低密度聚乙烯LLDPE的伸长率较高),而部分材料的断裂伸长率可达1000%以上,通过特殊的加工工艺可达50%~100%。热缩膜、拉力膜等

伸展试验

拉力测试(应力-应变测试)通常是把材料试样的两端分别夹在两个间隔一定距离的夹具上,使试样以一定的速度分开,测试试样的应力变化,直至试样破裂。

抗拉实验是材料力学强度研究中应用最为广泛的方法之一,要求采用等速度运动拉伸器。按荷载测定的方法,拉伸机大致可分为锤式拉伸和电子式拉伸机,现在多采用电子式拉伸机。

选择电子伸缩器的指标。

软包材料主要为聚合物及相关材料。如上述聚合物材料的伸长性能大大优于金属,纤维,木材,薄板等材料。所以,聚合物拉伸器与普通材料的拉伸性是不同的,特别是电子拉伸器的有效行程和试样夹具。

合法行程

试样在拉伸试验中所用的尺寸虽然很小,但是材料伸长率一般很高。所以,要检测软包装材料的拉伸性能,必须配备大行程的拉伸器,否则,夹具的工作可能会超出行程的使用极限,造成设备损坏。

值得注意的是,在伸长率的计算中,大家只计算了样品上两个标线间的伸长量。标记是指打印或手工绘制的样本(样本不受标记增加的影响),标记间有多远?各标准给出的距离大都不一样,同一标准往往给出的样品尺寸不同,因此标线之间的距离也不一样,但是对伸长很大或很小的材料来说,测量伸长比较有利,可以得到精确的测量结果。对塑料薄膜来说,标线间的距离一般为25-50毫米。

因为试样在拉伸试验中的变形延伸不只是标线上的,试样在任何两个夹具之间的拉伸变形都不一样。在标准中,与标距相应的夹具之间的起始距离为80~115mm。假设试样在两个夹具之间可以保持同样的伸长,那么在500%的情况下,拉伸机的有效行程应该在480~690毫米,以保证测试正常进行。

对目前市场上销售的电子拉伸器的有效行程进行了随机调查。国内、外品牌拉伸机72台,13.9%的产品为行程小于400mm的产品,71.9%的产品为400~700mm产品,701~1000mm产品为10.8%,1000mm以上产品仅为3.4%。但是,在本次统计的电子拉伸机中,大型拉伸机并非全部用于软包装材料,而是对人造板、帆布、窗帘、铜等材料进行了拉伸试验。

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