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(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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)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(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，斷裂時標(biāo)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(zhǔn)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(fù)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(jìn)行處理，以滿足橡膠拉伸試驗的要求。

橡膠的標(biāo)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(zhǔn)確性。目前標(biāo)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(biāo)尺和兩根可在豎直方向上移動的水平標(biāo)距桿，拉伸試驗時，靠目力觀察試樣上標(biāo)距的變化，手動控制兩根標(biāo)距桿，使之與試樣上的標(biāo)距同步，同時記錄標(biāo)距桿在標(biāo)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(biāo)距會引起一定的偏差；（2）靠手動移動標(biāo)距桿始終無法準(zhǔn)確跟蹤試樣標(biāo)距變化；（3）試驗人員一邊移動標(biāo)距桿，一邊很難記錄標(biāo)距值，更無法在試驗結(jié)束后準(zhǔn)確描述應(yīng)力－應(yīng)變曲線。

自動測量標(biāo)距更有利于對橡膠拉伸性能的檢測?，F(xiàn)在許多橡膠拉力試驗機的自動標(biāo)距測量裝置采用接觸式傳感器即時測量標(biāo)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(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(biāo)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(biāo)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(biāo)尺改成光柵尺，將手動操作改成由試樣帶動標(biāo)距桿移動。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，因為拉伸這些試樣時的力值較大，帶動標(biāo)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(jìn)行標(biāo)距測量，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(biāo)距桿的自重會將試樣向下扯，影響拉力測量；第二，標(biāo)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(biāo)距測量。

試樣標(biāo)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(zhǔn)確地測量試樣的應(yīng)變量，并即時地記錄下來。

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(biāo)距。試驗完成后，準(zhǔn)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(biāo)距等）輸入計算機，然后由的軟件對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行計算，直接給出試驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行判斷。(上海衡翼精密儀器有限公司）