拉力试验机橡胶件和塑料件的不同夹具选择

一、橡胶件夹具：应对高弹性与大形变

1. 楔形防滑夹具

• 原理：利用楔形斜面的自锁特性，随拉力增大自动增强夹持力。例如，夹具接触面加工菱形防滑纹路（深度 0.2-0.5mm），通过机械咬合防止橡胶滑动。
• 适用场景：通用橡胶件（如标准拉伸试样、橡胶条），尤其适合硬度范围在 Shore A 30-90 的材料。
• 优势：无需额外调节夹紧力，适配多数橡胶类型；但需注意纹路不可过深，避免损伤试样表面。

2. 气动对夹夹具

• 原理：通过压缩空气驱动夹板均匀施力，夹持面采用聚氨酯或橡胶衬垫缓冲压力。例如，青岛涵锐的气动夹具配备气密检测功能，可实时监控夹持稳定性。
• 适用场景：软质橡胶、薄橡胶膜或粘性橡胶，气压通常控制在 0.2-0.5MPa，避免过压导致试样变形。
• 优势：施力均匀，可通过气压调节适应不同硬度；但需定期检查衬垫磨损情况，防止因摩擦力下降导致打滑。

3. 辊筒式夹具

• 原理：上下辊筒随试样形变自由转动，减少局部应力集中。例如，硬质合金辊筒（防磨损设计）与试样接触面预留 1-2mm 间隙，避免卡断高延展性材料。
• 适用场景：乳胶、弹性体等伸长率超过 500% 的材料，尤其适合动态拉伸测试。
• 优势：适配大形变，降低试样断裂风险；但需定期清洁辊筒表面，防止橡胶碎屑堆积影响转动灵活性。

4. 齿形夹片夹具

• 原理：夹持面设计细齿结构（齿距 0.5-1mm），嵌入硬质橡胶表层增强咬合力。例如，针对硫化橡胶或密封件，齿形需圆润（避免刺穿）且与试样宽度一致。
• 适用场景：硬度较高的橡胶（如工业用耐磨橡胶），可承受较大拉伸载荷。
• 注意事项：夹片需与试样紧密贴合，避免边缘应力集中导致撕裂。

二、塑料件夹具：适配刚性与表面多样性

1. 可调式楔形夹具

• 原理：通过手动或电动调节楔形块夹紧力，夹持面可选光滑衬片（适配高精度表面）或防滑衬片（如硅胶材质）。例如，ZwickRoell 的气动夹具采用双作动缸设计，确保对称施力并自动对中。
• 适用场景：ABS、PC 等硬质塑料，夹紧力可通过扭矩扳手或压力传感器精确控制（通常为 5-20N）。
• 优势：兼容多种表面特性，避免压碎脆性材料；但需根据试样厚度调整楔形块角度（15°-30° 为宜）。

2. 三点弯曲夹具

• 原理：底部两支撑点与顶部加压点形成弯曲受力模式，替代传统拉伸测试，避免脆断。例如，支撑点间距设为试样厚度的 10-16 倍（符合 GB/T 9341 标准），加压点采用圆弧面防止应力集中。
• 适用场景：PS、PMMA 等脆硬塑料板材，可同步测试弯曲强度与模量。
• 优势：降低拉伸断裂风险；但需注意试样两端需完全支撑，避免悬空导致测试偏差。

3. 薄膜专用气动夹具

• 原理：超薄夹板（厚度 0.5-1mm）配合均匀气压，减少对薄膜的机械损伤。例如，MTS 的辊式夹具采用平滑橡胶夹持面，适配厚度＜0.1mm 的 PE 膜或 PET 膜。
• 适用场景：塑料薄膜拉伸测试，气压通常控制在 0.1-0.3MPa，避免薄膜被夹皱或拉破。
• 优势：镜面抛光夹持面可防止刮伤；但需注意夹具闭合速度，避免因冲击导致试样破损。

4. V 型槽夹具

• 原理：V 型槽角度（60°-90°）适配圆柱形或异形塑料件（如塑料棒、管材），通过面接触分散压力。例如，青岛涵锐的内涨夹具采用模块化设计，可快速更换不同孔径的涨套。
• 适用场景：异形塑料件或需轴向定位的试样，如汽车零部件的测试。
• 优势：减少局部应力，提高测试重复性；但需确保 V 型槽与试样尺寸匹配，避免晃动。

三、关键技术细节与测试标准

1. 标准参考：
   • 塑料测试：ASTM D638（拉伸性能）、ISO 527-2（塑料拉伸测试方法）。
   • 橡胶测试：ASTM D412（硫化橡胶拉伸性能）、ISO 37（橡胶拉伸测试标准）。
2. 夹具维护：
   • 定期清洁夹具表面，防止碎屑影响夹持力；
   • 检查气动夹具的气压稳定性，避免因管路泄漏导致测试偏差；
   • 针对硬质塑料夹具，需使用扭矩扳手校准夹紧力，确保每次测试条件一致。
3. 特殊场景处理：
   • 粘性橡胶：可在夹具表面涂覆滑石粉或硅油，减少粘连；
   • 复合材料：采用分层夹持设计，例如内层软质衬垫 + 外层硬质夹板，平衡缓冲与支撑需求。