橡膠拉伸性能試驗(yàn)中對(duì)橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)的功能要求

橡膠材料因其具有良好彈性被廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)、生活各個(gè)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(xiàng)重要指標(biāo)。國家標(biāo)準(zhǔn)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(cè)定》對(duì)檢測(cè)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(yàn)中對(duì)橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)的功能要求結(jié)合了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)作簡要闡述。

檢測(cè)橡膠試樣拉伸性能就是對(duì)拉伸過程橡膠試樣應(yīng)力－應(yīng)變曲線的研究，試驗(yàn)時(shí)按規(guī)定的速度啟動(dòng)橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)，拉伸試樣并跟蹤試驗(yàn)的標(biāo)記，按要求記錄下列項(xiàng)目的幾項(xiàng)或全部。

1.斷裂強(qiáng)度--試樣斷裂時(shí)的力值；

2.定應(yīng)力伸長率--試樣拉伸至給定應(yīng)力時(shí)的伸長率；

3.屈服點(diǎn)伸長率--屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的伸長率；

4.扯斷伸長率--試樣斷裂時(shí)的伸長率；

5.定伸應(yīng)力--試樣拉伸到給定伸長率時(shí)的力值；

6.屈服點(diǎn)拉伸應(yīng)力--屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的力值；

7.拉伸強(qiáng)度--試樣拉伸至斷裂過程中出現(xiàn)的力值。

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

1、有足夠長的夾具移動(dòng)范圍。

由于橡膠在拉伸時(shí)變形量很大，尤其是乳膠制品，伸長率有可能高達(dá)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(biāo)準(zhǔn)厚度試樣（國標(biāo)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(shí)的標(biāo)距一般都在1米以內(nèi)；特殊厚度試樣，如醫(yī)用橡膠手套的試樣，斷裂時(shí)標(biāo)距有可能超過1米。所以夾具間移動(dòng)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(yàn)。

2、有足夠精度的拉力測(cè)量和記錄裝置。

橡膠拉伸不需要很大的力，拉力測(cè)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(cè)橡膠拉伸性能需要拉伸過程中的數(shù)個(gè)拉力值，而拉伸試驗(yàn)又不可重復(fù)，所以即時(shí)準(zhǔn)確記錄每個(gè)試驗(yàn)段的拉力力值對(duì)于試驗(yàn)成敗起著非常重要的作用。裝有高精度負(fù)荷傳感器的橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)可以記錄實(shí)時(shí)的拉力值，并通過電腦程序進(jìn)行處理，以滿足橡膠拉伸試驗(yàn)的要求。

橡膠的標(biāo)距測(cè)量是拉伸試驗(yàn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，直接影響到試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。目前標(biāo)距測(cè)量方法主要有兩種：手動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量。

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

自動(dòng)測(cè)量標(biāo)距更有利于對(duì)橡膠拉伸性能的檢測(cè)?，F(xiàn)在許多橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)標(biāo)距測(cè)量裝置采用接觸式傳感器即時(shí)測(cè)量標(biāo)距的變化。

傳感器移動(dòng)裝置的安裝位置主要有兩種：（1）安裝在夾持器。將移動(dòng)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(dòng)距離和試樣標(biāo)距的變化值有很大的差距，所以安裝在夾持器上的標(biāo)距傳感器比較適合檢測(cè)彈性變形非常?。ㄈ缃饘俨牧希┰嚇拥睦煨阅埽荒苡糜跈z測(cè)橡膠拉伸性能。（2）安裝在標(biāo)距上。在夾持器移動(dòng)桿邊豎直設(shè)置一根光柵尺和兩根可在豎直方向上移動(dòng)、帶有小夾子的水平標(biāo)距桿。這種傳感器的安裝方式和上面所說的手動(dòng)測(cè)量的使用原理是一致的，只是將標(biāo)尺改成光柵尺，將手動(dòng)操作改成由試樣帶動(dòng)標(biāo)距桿移動(dòng)。安裝在標(biāo)距上的傳感器適用于金屬或標(biāo)準(zhǔn)厚度橡膠試樣的拉伸試驗(yàn)，因?yàn)槔爝@些試樣時(shí)的力值較大，帶動(dòng)標(biāo)距桿移動(dòng)的力值與之相比很小，雖然會(huì)對(duì)試樣有一定影響，但不足以影響整個(gè)試驗(yàn)的成敗。

　但橡膠拉伸性能檢測(cè)中有一些特殊試樣就不能采取接觸式傳感器進(jìn)行標(biāo)距測(cè)量，例如醫(yī)用橡膠手套試樣。橡膠手套的主要成分為天然乳膠，拉伸試驗(yàn)過程中所用的拉力值比一般的橡膠制品小，同時(shí)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(yàn)的試樣是直接在橡膠醫(yī)用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(biāo)距測(cè)量方式對(duì)試樣拉伸試驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生很大的影響，影響原因如下：*，接觸試樣的標(biāo)距桿的自重會(huì)將試樣向下扯，影響拉力測(cè)量；第二，標(biāo)距桿的夾持對(duì)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(biāo)距測(cè)量。

試樣標(biāo)距的測(cè)量是計(jì)算橡膠伸長率的重要數(shù)據(jù)，所以橡膠拉伸試驗(yàn)中橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)必須準(zhǔn)確地測(cè)量試樣的應(yīng)變量，并即時(shí)地記錄下來。

4、可以準(zhǔn)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(biāo)距之間有著密切的，例如：試樣的定伸應(yīng)力需要測(cè)量試樣拉伸到給定伸長率的力值，而定應(yīng)力則需要測(cè)量試樣拉伸到給定應(yīng)力的標(biāo)距。試驗(yàn)完成后，準(zhǔn)確的應(yīng)力－應(yīng)變曲線可以再現(xiàn)試驗(yàn)過程，并清晰的反映每個(gè)試驗(yàn)段的數(shù)值，便于計(jì)算試驗(yàn)要求的項(xiàng)目。

越來越多的橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)將計(jì)算機(jī)運(yùn)用到拉力試驗(yàn)檢測(cè)中。試驗(yàn)過程中，橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)通過采集卡或USB接口將采集的數(shù)據(jù)（拉力、標(biāo)距等）輸入計(jì)算機(jī)，然后由的軟件對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制出試驗(yàn)試樣的應(yīng)力－應(yīng)變曲線，并根據(jù)試驗(yàn)要求對(duì)曲線上相應(yīng)的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，直接給出試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行判斷。(上海衡翼精密儀器有限公司）