實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中電子拉伸傳感器的選擇問題

軟包室整體建造方案中電子拉力傳感器的選擇，應(yīng)根據(jù)薄膜材料的要求，綜合考慮性能和規(guī)格，從以下幾個方面進(jìn)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(jié)構(gòu)，但是這個項(xiàng)目對價格的影響很小(除了門)。對一般的軟包裝生產(chǎn)商來說，200牛頓就足夠了。所以我們也決定使用單臂。

門式結(jié)構(gòu)相當(dāng)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。

其次是試驗(yàn)行程問題。

行程可達(dá)500-600毫米，根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)問題。

智能配置主要有三種：主機(jī)、微型計算機(jī)、打印機(jī)，如果微型計算機(jī)功能強(qiáng)大，可以直接打印。此外，還可配普通電腦。利用計算機(jī)，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的分析，如數(shù)據(jù)編輯、局部放大、調(diào)整報表格式、分析等。

如采用電腦，制造商須配備適當(dāng)?shù)能浖刂葡到y(tǒng)。

四是結(jié)果輸出。

試驗(yàn)的輸出結(jié)果可以任意設(shè)定：最大力值、伸長率、拉伸強(qiáng)度、固定伸長率、固定伸長率、屈服強(qiáng)度、彈性模量、最大試驗(yàn)力8項(xiàng)。可以說這是微機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的最全面結(jié)果。有些國外生產(chǎn)商的產(chǎn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

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

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

六產(chǎn)品機(jī)器的主要配置如下：

驅(qū)動采用絲杠驅(qū)動和齒條驅(qū)動。后者可進(jìn)行高精度、高重復(fù)性試驗(yàn)。后一種比較便宜，用于低精度和重復(fù)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(jī)伺服系統(tǒng)的運(yùn)行，整組成本較高。采用一般的絲杠和梯形絲杠可達(dá)到軟包精度要求，即0.5-1%。

驅(qū)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(yīng)器的主要成本在于壽命，光電感應(yīng)器是其中較先進(jìn)的技術(shù)，一般可使用十萬次以上，國外及國內(nèi)一些合資公司可實(shí)現(xiàn)。

七是測試速度。

根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，試驗(yàn)速度為200mm/min，市場上的一些設(shè)備是10~500mm/min，另一些是0.01~500mm/min。前一種通常采用普通調(diào)速系統(tǒng)，對精度有較大的影響，后一種則采用伺服系統(tǒng)，價格昂貴，精度高。對軟包裝企業(yè)而言，伺服系統(tǒng)的選擇，1~500mm/min的調(diào)速范圍內(nèi)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(fù)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(xiàn)在市場上有許多材料拉伸性能測試用拉伸機(jī)，但不是所有的測試機(jī)都適用于軟包裝材料的拉伸測試。根據(jù)我國材料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，分析了選擇軟包裝材料檢驗(yàn)拉絲設(shè)備時應(yīng)注意的指標(biāo)。

塑膠與橡膠的拉伸性能是其力學(xué)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(yàn)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(xué)性能。在大多數(shù)聚合物的應(yīng)用中，力學(xué)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(yùn)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(xué)性質(zhì)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(dá)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(dá)1000%以上，通過特殊的加工工藝可達(dá)50%~100%。熱縮膜、拉力膜等

伸展試驗(yàn)

拉力測試(應(yīng)力-應(yīng)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(yīng)力變化，直至試樣破裂。

抗拉實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)強(qiáng)度研究中應(yīng)用最為廣泛的方法之一，要求采用等速度運(yùn)動拉伸器。按荷載測定的方法，拉伸機(jī)大致可分為錘式拉伸和電子式拉伸機(jī)，現(xiàn)在多采用電子式拉伸機(jī)。

選擇電子伸縮器的指標(biāo)。

軟包材料主要為聚合物及相關(guān)材料。如上述聚合物材料的伸長性能大大優(yōu)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(yàn)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(shè)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(biāo)線間的伸長量。標(biāo)記是指打印或手工繪制的樣本(樣本不受標(biāo)記增加的影響)，標(biāo)記間有多遠(yuǎn)？各標(biāo)準(zhǔn)給出的距離大都不一樣，同一標(biāo)準(zhǔn)往往給出的樣品尺寸不同，因此標(biāo)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(jié)果。對塑料薄膜來說，標(biāo)線間的距離一般為25-50毫米。

因?yàn)樵嚇釉诶煸囼?yàn)中的變形延伸不只是標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)中，與標(biāo)距相應(yīng)的夾具之間的起始距離為80~115mm。假設(shè)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(jī)的有效行程應(yīng)該在480~690毫米，以保證測試正常進(jìn)行。

對目前市場上銷售的電子拉伸器的有效行程進(jìn)行了隨機(jī)調(diào)查。國內(nèi)、外品牌拉伸機(jī)72臺，13.9%的產(chǎn)品為行程小于400mm的產(chǎn)品，71.9%的產(chǎn)品為400~700mm產(chǎn)品，701~1000mm產(chǎn)品為10.8%,1000mm以上產(chǎn)品僅為3.4%。但是，在本次統(tǒng)計的電子拉伸機(jī)中，大型拉伸機(jī)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(jìn)行了拉伸試驗(yàn)。

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