如何选择拉力试验机夹具

夹具根据试验方法不同，大致可分为：拉伸类夹具、压缩类夹具、弯曲类夹具、剥离类夹具、剪切类夹具等，其中拉伸类夹具约占夹具总量的80%左右。

一、 夹具的特点

1. 我们知道通过夹具夹持试样(或产品)对试样进行加力，夹具所能承受的试验力的大小是夹具的一个很重要的指标。它决定了夹具结构的大小及夹具操作的劳动强度 的大小，试样材质有金属和非金属之分，形状有大小之分。材料的成分组成各种各样，试样所能承受的试验力小到几十厘牛(如纺织用氨纶丝)，大到几十吨(如普 通钢材等；国内最大的电子式万能试验机试验力为600KN，0.5级机)，试样尺寸小到直径φ0.006mm的金丝，大到直径1m的PVC管材等。这就要 求根据不同的试验力、试样的形状大小选择设计不同的夹具。

2.对夹具材料的要求：

①对一般的金属及非金属试样， 夹具的钳口直接与试样接触，一般都选用优质合金结构钢，合金高碳钢(或低碳合金钢)、冷作模具钢等，通过适当的热处理工艺(淬回火、渗碳淬火等)增加其强度、耐磨性；有时也在钳口处镶装特种钢材，或在钳口表面喷涂金钢砂等。

②对一些小试验力的夹具，与试样接触的表面采用粘软质胶皮等。(例如：塑料薄膜、纤维丝等试样的夹具夹持面。)

③夹具体一般采用优质中碳钢、合金结构钢，通过适当的热处理工艺增加其力学性能。有时为了减轻重量也采用铝合金等有色金属及特种金属。有时也采用铸造结构(铸钢，铸铝等)。

3.对夹具结构的要求：

① 夹具的设计主要依据材料的试验标准及试样(特指成品及半成品)的型状及材质。以上所说的试验标准是指ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS…等， 还有企业标准、行业标准等，这些标准中一般都对试样制样及试验方法都有严格的规定，我们可以根据试样及试验方法的不同设计不同的夹具。对于特殊试样(成品 及半成品的)使用的夹具，主要根据试样的型状及材质设计夹具。

②夹具本身没有固定的结构(如金属丝可采用缠绕方式夹紧，也可采用两个平板夹 紧，金属薄板试样可采用楔形夹紧方式，也可采用对夹夹紧方式)，这和主机有明显的区别。主机国内、国外的大同小异，而夹具国外的、国内的区别很大，不同公 司间也有大的区别。这主要取决于公司的整体水平，设计人员的经验的积累。国外的夹具，如INSTRON、MTS、ZWICK等公司的夹具一般做工细致，可 靠性较高，但价格较高，处在高端市场；而我们的夹具，由于涉足行业广，在国内的市场份额大，在一定程度上可以取代部分国外的夹具，处在中高端市场。但在一 些新材料、特种材料用夹具上，国内与国外水平还有一定差距。

③夹具本身就是一个锁紧机构，我们知道机械上的锁紧结构有：缧纹(即螺纹，螺 钉，螺母)、斜面、偏心轮、杠杆等，夹具就是这些结构的组合体。试验机用夹具在结构上没有固定的模式， 根据不同的试样及试验力大小，在结构上差别很大(大试验力的试样一般采用斜面夹紧结构，随试验力的增加，夹紧力随之增加，台肩试样采用悬挂结构等)，如果 夹具按结构划分，可分为楔形类夹具(指采用斜面锁紧原理结构的夹具)、对夹类夹具(指采用单面或双面螺纹顶紧原理结构的夹具)、缠绕类夹具(指试样通过缠 绕方式锁紧的夹具)、偏心类夹具指采用(偏心锁紧原理结构的夹具)、杠杆类夹具(指采用杠杆力放大原理结构的夹具)、台肩类夹具(指适用于台肩试样的夹 具)、螺栓类夹具(指适用于螺栓、螺钉、螺柱等测试螺纹强度的夹具)、90°剥离类夹具(指适用于两试样进行垂具，直剥离的夹具)等。这些夹具的结构各有 各的优缺点，例如：楔形夹具，初始夹紧力小，随试验力增加。夹紧力随之增加。对夹夹具，初始夹紧力大，随试验力增加。夹紧力随之减小。

二、如何判断夹具是否适用

对夹具适用性的判定很难界定，由于夹具结构的特殊性，对一种夹具，有时我们很难确定它到底更适合那种试样，但不能说没有办法，有以下几点供参考：

1.夹具是否使用方便、安全。

2.夹持是否可靠，不能有打滑现象。

3.做试验过程中，试样断点好。数据离散性小。(即试样不断钳口、钳口内、平行段或标距外)

三、如何选择夹具

主要从以下几方面考虑：

1.根据主机最大试验力选择主要夹具。夹具所能承受的最大力必须大于等于主机的最大试验力。

2.根据非标配置、或扩展配置选一些次要夹具(例如：扩展配置传感器为10kN，所选次要夹具所能承受的最大试验力也要为10kN)。

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