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技術文章/ARTICLE

拉力儀夾具的結構特點、選購事項及發展趨勢

點擊次數：11641 發布時間：2014/4/8 16:39:24

夾具是拉力儀必備的部件。究竟什么是夾具，夾具起什么作用又有哪幾類呢？根據試驗方法不同，夾具大致可分為：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三分。

一、夾具的特點

我們做試驗是通過夾具夾持試樣,來對試樣施力。夾具所能承受的試驗力值大小，是夾具的重要指標。它決定了夾具的結構及操作夾具的勞動強度，試樣材質分有有金屬和非金屬兩大類，形狀也大小不一。組成材料的成分也各種各樣，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）；試樣尺寸小到直徑0.006mm的金絲，大到直徑1m的PVC管材等。因此，根據不同的試驗力、試樣的形狀來進行夾具的設計和選購。

二、夾具材料的要求

1、對普通金屬及非金屬試樣,由于夾具的鉗口直接與試樣接觸，一般都會選用優質合金結構鋼，合金高碳鋼、冷作模具鋼等，通過適當的熱處理工藝增加其強度、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、對試驗力較小的夾具，在與試樣接觸的表面會采用粘軟質膠皮等。如：塑料薄膜、纖維絲等試樣的夾具夾持面。

3、夾具體一般采用優質中碳鋼、合金結構鋼，通過適當的熱處理工藝增加其力學性能。有時為了減輕重量也采用鋁合金等有色金屬及特種金屬。有時也采用鑄造結構的鑄鋼、鑄鋁等。

三、夾具結構的要求

1、夾具的設計主要依據材料的試驗標準及試樣的形狀及材質。以上所說的試驗標準是指ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS等，還有企業標準、行業標準等，這些標準對試樣制樣及試驗方法都有嚴格的規定，我們可以根據試樣及試驗方法設計不同的夾具。對于特殊試樣使用的夾具，主要根據試樣的形狀及材質來設計夾具。

2、夾具本身沒有固定的結構，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，這和儀器主機有明顯的區別。儀器主機國內、國外的大同小異，而夾具國外的、國內的區別很大，乃至不同公司間也區別較大。這主要取決于公司的整體水平，設計人員的經驗積累。國外的夾具，一般做工細致，可用性較高，但價格較高，處在高端市場；而我國的夾具，由于涉足行業廣，在國內的市場份額大，在一定程度上可以取代國外的部分夾具，處在中高端市場。但在一些新材料、特種材料用夾具上，國內與國外水平還有一定差距。

3、夾具本身就是一個鎖緊機構，我們知道機械上的鎖緊結構有：縲紋、斜面、偏心輪、杠桿等，夾具就是這些結構的組合體。拉力儀用夾具在結構上沒有固定的模式，根據不同的試樣及試驗力大小，在結構上差別很大。試驗力值大的試樣一般采用斜面夾緊結構，隨試驗力的增加，夾緊力隨之增加。如果夾具按結構劃分，可分為楔形類夾具（指采用斜面鎖緊原理結構的夾具）、對夾類夾具（指采用單面或雙面螺紋頂緊原理結構的夾具）、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（偏心鎖緊原理結構的夾具）、杠桿類夾具（指采用杠桿力放大原理結構的夾具）、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（指適用于兩試樣進行垂具，直剝離的夾具）等。這些夾具結構各有優缺點，例如：楔形夾具，初始夾緊力小，隨試驗力的增加，夾緊力隨之增加。對夾夾具，初始夾緊力大，隨試驗力的增加，夾緊力隨之減小。

四、夾具現狀及發展趨勢

1、拉力儀的發展方向是由制樣檢測向制品（即成品、半成品）檢測方向發展,這就要求與之相適應的夾具。由原來用于標準試樣試驗的夾具，向用于成品檢測的夾具過渡。

2、夾具使用向高效率，低勞動強度的方向發展。過去的夾具一般采用機械鎖緊，不僅費時費力，而且勞動強度大，使得工作效率大為將低。隨著工作環境的改善，及大批量試驗的需要，比如生產流水線隨機抽檢，夾具的夾持方式也由原來的機械夾持向氣壓夾持、液壓夾持等方向發展。

3、全自動夾具，即從試樣尺寸測量、裝夾，開始試驗，出測試報告一次性自動完成。此類夾具成本很高，僅適用于大批量的相同試樣的測試。

4、隨著環境試驗的增多，用于高低溫試驗的夾具也不斷增多。用于高低溫試驗的試驗箱，給夾具的設計增加了難度。拉伸試驗，國家標準都有規定：圓試樣用螺紋，板試樣上有孔。連接方式的固定，使得夾具的設計較為簡單。而高低溫試驗卻不同，在高低溫箱中做試驗，要求試樣標距較短，夾具就必須裝入高低溫試驗箱，而試驗箱對試驗行程又有限制，這就要求夾具不僅體積小，而且要滿足試驗力，又要耐高溫、低溫，所以設計起來較難。

5、連續試驗夾具增多。過去一般是對制樣測試，試樣的拉伸試驗、壓縮試驗是分開進行的。而現在成品檢測越來越多，試樣在同一次試驗中既要求拉伸，又要求壓縮，而且要求高效率，所以只能用一種夾具，既做拉伸試驗又做壓縮試驗。

6、特殊行業試驗夾具增多。隨著科學技術的發展，一些新興的行業對試驗夾具提出了新的要求，例如：要求夾具結構小、無磁性、耐腐蝕等。

原創作者：上海企想檢測儀器有限公司