材料試驗機夾具特點和材料結(jié)構(gòu)要求

夾具是材料試驗機中不可以缺少的一個零件。夾具通過夾持試樣對試樣進(jìn)行加力，夾具所能承受的試驗力的大小是夾具的一個很重要的指標(biāo)。試驗機夾具在結(jié)構(gòu)上沒有固定的模式，根據(jù)不同的試樣及試驗力大小，在結(jié)構(gòu)上差別很大，產(chǎn)品質(zhì)量好壞也不一。

夾具根據(jù)試驗方法不同，大致可分為：拉伸類夾具、壓縮類夾具、彎曲類夾具、剝離類夾具、剪切類夾具等，其中拉伸類夾具約占夾具總量的80％左右。

我們知道通過夾具夾持試樣(或產(chǎn)品)對試樣進(jìn)行加力，夾具所能承受的試驗力的大小是夾具的一個很重要的指標(biāo)。它決定了夾具結(jié)構(gòu)的大小及夾具操作的勞動強度的大小，試樣材質(zhì)有金屬和非金屬之分，形狀有大小之分。材料的成分組成各種各樣，試樣所能承受的試驗力小到幾十厘牛(如紡織用氨綸絲)，大到幾十噸(如普通鋼材等；國內(nèi)大的電子式試驗機試驗力為600KN,0.5級機)，試樣尺寸小到直徑φ0.006mm的金絲，大到直徑1m的PVC管材等。這就要求根據(jù)不同的試驗力、試樣的形狀大小選擇設(shè)計不同的夾具。

對夾具材料的要求

①.對一般的金屬及非金屬試樣,夾具的鉗口直接與試樣接觸，一般都選用合金結(jié)構(gòu)鋼，合金高碳鋼(或低碳合金鋼)、冷作模具鋼等，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?淬回火、滲碳淬火等)增加其強度、耐磨性.有時也在鉗口處鑲裝特種鋼材,或在鉗口表面噴涂金鋼砂等。

②.對一些小試驗力的夾具，與試樣接觸的表面采用粘軟質(zhì)膠皮等。(例如：塑料薄膜、纖維絲等試樣的夾具夾持面。)

③夾具體一般采用中碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囋黾悠淞W(xué)性能。有時為了減輕重量也采用鋁合金等有色金屬及特種金屬。有時也采用鑄造結(jié)構(gòu)(鑄鋼,鑄鋁等)。

對夾具結(jié)構(gòu)的要求

①.夾具的設(shè)計主要依據(jù)材料的試驗標(biāo)準(zhǔn)及試樣(特指成品及半成品)的型狀及材質(zhì)。以上所說的試驗標(biāo)準(zhǔn)是指ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS…等，還有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，這些標(biāo)準(zhǔn)中一般都對試樣制樣及試驗方法都有嚴(yán)格的規(guī)定，我們可以根據(jù)試樣及試驗方法的不同設(shè)計不同的夾具。對于特殊試樣(成品及半成品的)使用的夾具，主要根據(jù)試樣的型狀及材質(zhì)設(shè)計夾具。

②.夾具本身沒有固定的結(jié)構(gòu)(如金屬絲可采用纏繞方式夾緊,也可采用兩個平板夾緊，金屬薄板試樣可采用楔形夾緊方式，也可采用對夾夾緊方式)，這和主機有明顯的區(qū)別。主機國內(nèi)、國外的大同小異，而夾具國外的、國內(nèi)的區(qū)別很大，不同公司間也有大的區(qū)別。這主要取決于公司的整體水平，設(shè)計人員的經(jīng)驗的積累。在一些新材料、特種材料用夾具上，國內(nèi)與國外水平還有一定差距。

③.夾具本身就是一個鎖緊機構(gòu)，我們知道機械上的鎖緊結(jié)構(gòu)有：縲紋(即螺紋，螺釘，螺母)、斜面、偏心輪、杠桿等，夾具就是這些結(jié)構(gòu)的組合體。試驗機用夾具在結(jié)構(gòu)上沒有固定的模式,根據(jù)不同的試樣及試驗力大小,在結(jié)構(gòu)上差別很大。(大試驗力的試樣一般采用斜面夾緊結(jié)構(gòu),隨試驗力的增加,夾緊力隨之增加，臺肩試樣采用懸掛結(jié)構(gòu)等)，如果夾具按結(jié)構(gòu)劃分，可分為楔形類夾具(指采用斜面鎖緊原理結(jié)構(gòu)的夾具)、對夾類夾具(指采用單面或雙面螺紋頂緊原理結(jié)構(gòu)的夾具)、纏繞類夾具(指試樣通過纏繞方式鎖緊的夾具)、偏心類夾具指采用(偏心鎖緊原理結(jié)構(gòu)的夾具)、杠桿類夾具(指采用杠桿力放大原理結(jié)構(gòu)的夾具)、臺肩類夾具(指適用于臺肩試樣的夾具)、螺栓類夾具(指適用于螺栓、螺釘、螺柱等測試螺紋強度的夾具)、90°剝離類夾具(指適用于兩試樣進(jìn)行垂具，直剝離的夾具)等。這些夾具的結(jié)構(gòu)各有各的優(yōu)缺點。