拉力機(jī)也稱拉力試驗(yàn)機(jī)，是用來(lái)對(duì)金屬材料和非金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學(xué)性能試驗(yàn)用的機(jī)械加力的試驗(yàn)機(jī)。結(jié)構(gòu)原理是采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì) ，主要由測(cè)力傳感器、變送器、微處理器、負(fù)荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、計(jì)算機(jī)及彩色噴墨打印機(jī)構(gòu)成。主要適用于橡膠、異型材，管材、塑料薄膜、塑料板材、電線電纜等材料 的各種物理機(jī)械性能測(cè)試

。拉力機(jī)夾具作為儀器的重要組成部分，不同的材料需要不同的夾具，也是試驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行及試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度高低的一個(gè)重要因素。 拉伸試驗(yàn)一般是將材料試樣兩端分別夾在兩個(gè)間隔一定距離的夾具上，兩夾具以一定的速度分離并拉伸試樣，測(cè)定試樣上的應(yīng)力變化，直到試樣破壞為止.拉力機(jī)拉伸試驗(yàn)是研究材料力學(xué)強(qiáng)度zui廣泛使用的方法之一，需要使用恒速運(yùn)動(dòng)的。按載荷測(cè)定方式的不同，早期大體可以分為擺錘式拉力試驗(yàn)機(jī)和電子拉力試驗(yàn)機(jī)兩類。

拉力機(jī)的校正方法

一、拉力機(jī)的力量值校正： 進(jìn)入計(jì)算機(jī)程序后于打開校正界面，按測(cè)試開始,取一標(biāo)準(zhǔn)重量砝碼輕掛于上夾具連接座,記錄計(jì)算機(jī)顯示力量值,并計(jì)算與標(biāo)準(zhǔn)重量砝碼之差,誤差應(yīng)不超出±1%

二、拉力機(jī)的速度校正： 1、首先記錄機(jī)臺(tái)橫擔(dān)之初始位置,在控制面板上選擇速度值（使用標(biāo)準(zhǔn)直鋼尺量測(cè)橫擔(dān)行程）. 2、起動(dòng)機(jī)臺(tái)的同時(shí)電子秒表開始計(jì)時(shí)一分鐘,秒表到達(dá)時(shí)間的同時(shí)按下機(jī)臺(tái)停止鍵, 根據(jù)秒表的時(shí)間,記錄橫擔(dān)行程值即為每分鐘之速率（mm/min）,觀察橫擔(dān)行程值與直鋼尺之差,并計(jì)算橫擔(dān)行程誤差值,應(yīng)不超出±1%. 目前市場(chǎng)上用于檢測(cè)材料拉伸性能的拉力試驗(yàn)機(jī)很多，但是并非所有的試驗(yàn)機(jī)都適合軟包裝材料的拉伸試驗(yàn)，本文結(jié)合我國(guó)材料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，分析了選擇軟包材檢測(cè)的拉力機(jī)時(shí)應(yīng)尤其關(guān)注的指標(biāo)。高分子聚合物，拉伸，拉力機(jī)，行程，夾具 塑料和橡膠的拉伸性能是其力學(xué)性能中zui重要、zui基本的性能之一，它在很大程度上決定了該種塑料和橡膠的使用場(chǎng)合。拉伸性能的好壞，可以通過(guò)拉伸試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)。

　　1、高分子聚合物的拉伸性能 作為材料使用時(shí)要求高分子聚合物具有必要的力學(xué)性能?？梢哉f(shuō)，對(duì)于高分子聚合物的大部分應(yīng)用而言，力學(xué)性能比其他物理性能顯得更為重要。 高分子聚合物具有所有已知材料中可變性范圍zui寬的力學(xué)性質(zhì)，這是由于高聚物由長(zhǎng)鏈分子組成，分子運(yùn)動(dòng)具有明顯的松弛特性的緣故。如高聚物材料具有相當(dāng)高的伸長(zhǎng)率，一般PE的斷裂伸長(zhǎng)率在90％～950％（其中線性低密度聚乙烯LLDPE的伸長(zhǎng)率較高），通過(guò)特殊的制作工藝，部分材料的伸長(zhǎng)率可在1000％之上，而普通高聚物材料的斷裂伸長(zhǎng)率也多在50％～100％之間。通常對(duì)材料的拉伸性能要求較高的有熱收縮膜以及拉伸膜等?！　　?/P>

  　2、拉伸試驗(yàn) 拉伸試驗(yàn)（應(yīng)力－應(yīng)變?cè)囼?yàn)）一般是將材料試樣兩端分別夾在兩個(gè)間隔一定距離的夾具上，兩夾具以一定的速度分離并拉伸試樣，測(cè)定試樣上的應(yīng)力變化，直到試樣破壞為止。 拉伸試驗(yàn)是研究材料力學(xué)強(qiáng)度zui廣泛使用的方法之一，需要使用恒速運(yùn)動(dòng)的拉力試驗(yàn)機(jī)。按載荷測(cè)定方式的不同，拉力試驗(yàn)機(jī)大體可以分為擺錘式拉力試驗(yàn)機(jī)和電子拉力試驗(yàn)機(jī)兩類，目前使用較多的是電子拉力試驗(yàn)機(jī)?！　?/P>

　　3、電子拉力試驗(yàn)機(jī)選擇指標(biāo) 由于軟包裝材料主要是高分子聚合物或它的相關(guān)材料，如前所述高聚物材料的伸長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于金屬、纖維、木材、板材等材料，因此檢測(cè)高分子聚合物的拉力機(jī)就與通常的材料拉伸性能檢測(cè)拉力機(jī)有一定的差別，尤其需要注意的是電子拉力機(jī)的有效行程以及試樣夾具兩方面。 3.1有效行程 在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，所用試樣的尺寸雖然小，但材料的伸長(zhǎng)率普遍比較高，因此用于檢測(cè)軟包裝材料的拉伸性能需要配備行程較大的拉力機(jī)，否則夾具運(yùn)行可能會(huì)超過(guò)行程的使用極限、造成設(shè)備的損壞?！　?/P>

　　需要注意的是在伸長(zhǎng)率的計(jì)算中，我們僅采集試樣上兩條標(biāo)線間的伸長(zhǎng)量。標(biāo)線是通過(guò)打印或手工的方式畫在制取完成的試樣上的（標(biāo)線的添加應(yīng)對(duì)試樣不產(chǎn)生任何影響），而標(biāo)線間的距離是多少呢？不同的標(biāo)準(zhǔn)給出的這一距離大多存在一定的差異，而同一標(biāo)準(zhǔn)中也是往往針對(duì)不同的材料給出不同的試樣尺寸，因此標(biāo)線之間的距離也是不同的，不過(guò)這樣有利于檢測(cè)伸長(zhǎng)率非常大或非常小的材料并得到的試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于塑料薄膜，標(biāo)線之間的距離通常是在25～50mm之間?！?/P>

　　　由于試樣在拉伸試驗(yàn)中變形伸長(zhǎng)不僅僅是在標(biāo)線之內(nèi)，凡是在兩夾具之間的試樣都會(huì)得到不同程度的拉伸變形。標(biāo)準(zhǔn)中與標(biāo)線距離相對(duì)應(yīng)的夾具間的初始距離在80～115mm以內(nèi)，如果兩夾具間的試樣都能保持同樣的伸長(zhǎng)率并假設(shè)為500％，則拉力機(jī)的有效行程需在480～690mm，如果是伸長(zhǎng)率為1000％的試樣，則拉力機(jī)的有效行程至少為880mm才能保證試驗(yàn)的正常進(jìn)行?！?/P>

　　　對(duì)目前市場(chǎng)上出售的電子拉力機(jī)的有效行程進(jìn)行了隨機(jī)調(diào)查，在所調(diào)查的國(guó)內(nèi)外幾個(gè)品牌的72臺(tái)拉力機(jī)中。　

　　　行程在500mm以下的設(shè)備，占13.9％；行程在500～900mm的設(shè)備，占56.9％；行程在901～1100mm的設(shè)備，占20.8％；行程在1100mm以上的設(shè)備，僅占8.4％。

         然而在這次統(tǒng)計(jì)的電子拉力機(jī)中，大行程的設(shè)備并非全部用于軟包裝材料的檢測(cè)，部分是用于人造木板、帆布、窗簾、銅材等材料的拉伸試驗(yàn)中?！　?/P>

　　3.2 試樣夾具　　

　　GB13022-91《塑料薄膜拉伸性能試驗(yàn)方法》中對(duì)夾具的描述為：“試驗(yàn)機(jī)應(yīng)備有適當(dāng)?shù)膴A具，該夾具不應(yīng)引起試樣在夾具處斷裂，施加任何負(fù)荷時(shí)，試驗(yàn)機(jī)上的夾具應(yīng)能立即對(duì)準(zhǔn)成一條線，以使試樣的長(zhǎng)軸與通過(guò)夾具中心線的拉伸方向重合。……將試樣置于試驗(yàn)機(jī)的兩夾具中，使試樣縱軸與上、下夾具中心連線相重合，并且要松緊適宜，以防止試樣滑脫和斷裂在夾具內(nèi)。夾具內(nèi)應(yīng)襯橡膠之類的彈性材料?！庇捎诟呔畚锊牧狭W(xué)性能的特殊性以及軟包裝材料特殊的使用方式使軟包材檢測(cè)的試樣厚度非常薄，一般的夾具無(wú)法滿足要求，使用不當(dāng)會(huì)引起試樣在夾具處斷裂致使試驗(yàn)失敗。

       電子式拉力試驗(yàn)機(jī)是現(xiàn)代電子技術(shù)與機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是充分發(fā)揮了機(jī)電各自特長(zhǎng)而構(gòu)成的大型精密測(cè)試儀器，可對(duì)各種材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲等多項(xiàng)性能試驗(yàn)，且有測(cè)量范圍寬、精度高、響應(yīng)快等特點(diǎn)。工作可靠，效率高，可對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示記錄、打印。

      電子式拉力機(jī)是由測(cè)量系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、及電腦等結(jié)構(gòu)組成。 一.測(cè)量系統(tǒng)

1． 力值的測(cè)量 通過(guò)測(cè)力傳感器、放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量，zui常用的測(cè)力傳感器是應(yīng)變片式傳感器。 所謂應(yīng)變片式傳感器，就是由應(yīng)變片、彈性元件和某些附件（補(bǔ)償元件、防護(hù)罩、接線插座、加載件組成），能將某種機(jī)械量變成電量輸出的器件。 應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國(guó)內(nèi)外種類繁多，主要有筒狀力傳感器、輪輻式力傳感器、S雙連孔型傳感器、十字梁式傳感器等類型。 從材料力學(xué)上得知，在小變形條件下，一個(gè)彈性元件某一點(diǎn)的應(yīng)變?chǔ)排c彈性元件所受的力成正比，也與彈性的變形成正比。以S型傳感器為例，當(dāng)傳感器受到拉力P的作用時(shí)，由于彈性元件表面粘貼有應(yīng)變片，因?yàn)閺椥栽膽?yīng)變與外力P的大小成正比例，故此將應(yīng)變片接入測(cè)量電路中，即可通過(guò)測(cè)出其輸出電壓，從而測(cè)出力的大小。 對(duì)于傳感器，一般采用差動(dòng)全橋測(cè)量，即將所粘貼的應(yīng)變片組成橋路， R1、R2、R3、R4，實(shí)際為阻值相等的4片（或8片）應(yīng)變片，即R1=R2=R3=R4，當(dāng)傳感器受到外力（拉力或壓力）作用時(shí)，傳感器彈性元件產(chǎn)生應(yīng)變而使各電阻值發(fā)生變化，其變化值分別為△R1△、R2、△R3、△R4，結(jié)果原來(lái)平衡的電橋，現(xiàn)在不平衡了，橋路就有電壓輸出，設(shè)△E 則△E= [R1R2/（R1+R2）2 ]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4）U 式中U為外電源供給橋路的電壓 進(jìn)一步筒化有 △E=[R2/4R2]（△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R）U 將△Ri/Ri=Kεi代上上式 則有 △E=[UK/4]（ε1-ε2+ε3-ε4） 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，外力P引起傳感器內(nèi)應(yīng)變片的變形，導(dǎo)致電橋的不平衡，從而引起傳感器輸出電壓的變化， 我們通過(guò)測(cè)量輸出電壓的變化就可以知道力的大小了。 一般來(lái)說(shuō)，傳感器的輸出信號(hào)都是非常微弱的，通常只有幾個(gè)mV，如果我們直接對(duì)此信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，是非常困難的，并且不能滿足高精度測(cè)量要求。因此必須通過(guò)放大器將此微弱信號(hào)放大，放大后的信號(hào)電壓可達(dá)10V，此時(shí)的信號(hào)為模擬信號(hào)，這個(gè)模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，至此，力的測(cè)量告一段落。

2． 變形的測(cè)量 通過(guò)變形測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量，它是用來(lái)測(cè)量試樣在試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的形變。 該裝置上有兩個(gè)夾頭，經(jīng)過(guò)一系列傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與裝在測(cè)量裝置頂部的光電編碼器連在一起，當(dāng)兩夾頭間的距離發(fā)生變化時(shí)，帶動(dòng)光電編碼器的軸旋轉(zhuǎn)，光電編碼器就會(huì)有脈沖信號(hào)輸出。再由單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，就可以得出試樣的變形量。

3橫粱位移的測(cè)量 其原理同變形測(cè)量大致相同，都是通過(guò)測(cè)量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來(lái)獲得橫梁的位移量。

二.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 主要是用于試驗(yàn)機(jī)的橫梁移動(dòng)，其工作原理是由伺服系統(tǒng)控制電機(jī)，電機(jī)經(jīng)過(guò)減速箱等一系列傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到控制橫梁移動(dòng)的目的。通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改變橫梁的移動(dòng)速度。

三.控制系統(tǒng) 顧名思義，就是控制試驗(yàn)機(jī)運(yùn)作的系統(tǒng)，人們通過(guò)操作臺(tái)可以控制試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)作，通過(guò)顯示屏可以獲知試驗(yàn)機(jī)的狀態(tài)及各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)，若該機(jī)帶有電腦的話，也可以由電腦實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析、試驗(yàn)結(jié)果打印。試驗(yàn)機(jī)同電腦之間的通信一般都是使用RS232串行通信方式，它通過(guò)計(jì)算機(jī)背后的串口（COM號(hào)）進(jìn)行通信，此技術(shù)比較成熟、可靠，使用方便。

四.電腦 用來(lái)采集和分析數(shù)據(jù)，進(jìn)入試驗(yàn)界面后，電腦會(huì)不斷采集各樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)畫出試驗(yàn)曲線，自動(dòng)求出各試驗(yàn)參數(shù)及輸出報(bào)表。