萬(wàn)能材料試(shì)驗機(jī)
    關于(yú)軟包裝實(shí)驗室(shì)整體(tǐ)建設(shè)方案(àn)中電子拉(lā)力(lì)機的選購，應根(gēn)據(jù)所使用薄膜的需要(yào)，綜合考慮性能(néng)、規格(gé)，從(cóng)以(yǐ)下幾(jǐ)方面進行比較：
    一、首(shǒu)先(xiān)應考慮(lǜ)需要(yào)測試材料(liào)拉力(lì)範圍。
    拉(lā)力(lì)範圍的不同，決(jué)定了所使用傳感器(qì)的不(bú)同，也就決(jué)定了(le)拉力(lì)機的結構，但此(cǐ)項對價格的影(yǐng)響不大(門式除(chú)外)。對(duì)于一般軟(ruǎn)包裝生産廠家(jiā)，拉力範圍在200牛(niú)頓的(de)了(le)就已經(jīng)足夠(gòu)。因此也決定了采用單臂式的就可以了(le)。
    與單臂(bì)式相對應結(jié)構的(de)是門(mén)式結構，它(tā)是适(shì)應比較大的拉(lā)力，如一噸(dūn)或以(yǐ)上。所(suǒ)以軟(ruǎn)包裝廠家基(jī)本(běn)用不(bú)着。

    二、試驗行程(chéng)的問題。
    根(gēn)據軟(ruǎn)包裝薄膜的需(xū)要測(cè)試的(de)性能和要(yào)求，行程在(zài)500-600mm就可以。材料伸長率(lǜ)超(chāo)過1000%的可(kě)以選(xuǎn)用行(háng)程1000或(huò)是1200mm。
    三、标(biāo)準配置(zhì)問題。
    智能化的三種(zhǒng)基(jī)本配置(zhì)：主機(jī)、微電腦、還有打(dǎ)印機，如果(guǒ)微電腦功能(néng)強(qiáng)可以(yǐ)直接(jiē)打印(yìn)。另外(wài)也(yě)可配備普通(tōng)電腦(nǎo)。有了電(diàn)腦，就可(kě)以進行複雜的數據分析，如(rú)數據編(biān)輯，局(jú)部放大，可(kě)調整報告形式，進行(háng)成組式樣(yàng)的統計分析(xī)。
    如(rú)配用電腦(nǎo)，廠家(jiā)應給配備(bèi)相應(yīng)軟件(jiàn)控制系統(tǒng)。
    四、輸出結(jié)果。
    試驗結果輸出結(jié)果可任意設置(zhì)：最大力(lì)值(zhí)、伸長(zhǎng)率，抗(kàng)拉強(qiáng)度、定力伸長、定伸長(zhǎng)力值、屈服(fú)強(qiáng)度，彈性模(mó)量(liàng)、最大(dà)試驗力(lì)8項(xiàng)。這可以說(shuō)是微(wēi)電腦(nǎo)操(cāo)作時(shí)，輸(shū)出的(de)全面的結果(guǒ)。國(guó)外一些廠(chǎng)家的(de)産品(pǐn)，一(yī)般可以(yǐ)輸出這8項。國内(nèi)有的廠家可以(yǐ)輸出5-6項，有(yǒu)的廠(chǎng)家就隻(zhī)能輸出(chū)最大力值(zhí)，平均(jun1)值，最(zuì)小(xiǎo)值三項(xiàng)。
    五、在可做實驗(yàn)項目(mù)上。
    軟包裝(zhuāng)要求拉(lā)力(lì)機一(yī)機多用，即在配(pèi)備不(bú)同(tóng)夾(jiá)具的基礎(chǔ)上，可做拉(lā)伸、壓縮、彎曲(qǔ)、撕(sī)裂、剪(jiǎn)切、180度剝離、90度剝(bāo)離試驗。
    市(shì)面上(shàng)有一些高(gāo)檔拉力機(jī)除以(yǐ)上項(xiàng)目外，因其(qí)傳感器精(jīng)度高(gāo)(有的達(dá)到十萬分之三(sān)以内)還開(kāi)發(fā)出了可以(yǐ)測試摩擦(cā)系數摩擦(cā)系數測試(shì)儀。如日本(běn)島津(jīn)、北京(jīng)蘭德梅克(kè)等(děng)公司。
    六、産品(pǐn)機械(xiè)主(zhǔ)要(yào)配(pèi)置(zhì)：
    傳動，有絲杠傳動和齒條傳動(dòng)，前者昂貴，用于(yú)高精度，測(cè)試重(zhòng)複性高;後(hòu)者便宜，用(yòng)于低精度(dù)，測試重(zhòng)複(fú)性低。
    絲杠(gàng)，對拉力精(jīng)度測(cè)量(liàng)具(jù)有決(jué)定作(zuò)用。一般的(de)有滾(gǔn)珠絲杠，梯(tī)形絲杠(gàng)，一(yī)般絲(sī)杠。其(qí)中，滾(gǔn)珠絲杠(gàng)的(de)精度高，但(dàn)是其(qí)性能的發(fā)揮要(yào)靠電腦伺(sì)服系統(tǒng)操(cāo)作才(cái)能發(fā)揮，整(zhěng)套價(jià)格也比較(jiào)昂貴。采用一般絲杠(gàng)和梯形絲(sī)杠就(jiù)可以達到軟包(bāo)裝所(suǒ)要(yào)求的精(jīng)度，即0.5-1%精度。
    傳動(dòng)，有齒輪傳動和(hé)鏈條傳動，前者(zhě)昂貴，用(yòng)于(yú)高精度;後者便宜，用(yòng)于(yú)低(dī)精度(dù)。
    傳感器，主要成(chéng)本在(zài)于壽命，光電感(gǎn)應是(shì)其(qí)中比較(jiào)*的技術，一般可用(yòng)十萬次以上(shàng)，進口(kǒu)和國内部分合資廠(chǎng)家可(kě)以達(dá)到(dào)。

    七、試驗(yàn)速度(dù)。
    國家标準(zhǔn)規定試驗速度(dù)爲200mm/min,市面設備(bèi)有(yǒu)的在10~500mm/min，有的(de)在0.01~500mm/min，前(qián)者一般使用普(pǔ)通調(diào)速(sù)系(xì)統，成本較低，粗糙影(yǐng)響精度;後(hòu)者使(shǐ)用伺服系(xì)統，價(jià)格昂(áng)貴(guì)，精度高，對于(yú)軟包裝企(qǐ)業(yè)，選用伺(sì)服系統，調(diào)速範圍1~500mm/min的就足(zú)夠了，這樣(yàng)既不(bú)影響(xiǎng)精度(dù)，價格又在合理範(fàn)圍(wéi)之内。
    八、測(cè)量精度(dù)。
    精(jīng)度(dù)問題，包(bāo)括測力精(jīng)度，速度精度，變形精度，位(wèi)移精(jīng)度(dù)。這些精度值(zhí)高都可達到正(zhèng)負0.5。但對于(yú)一般(bān)廠家，達到1%精度(dù)就足(zú)夠了。另外(wài)，力值(zhí)分(fèn)辨率幾(jǐ)乎都能達到十(shí)萬分之一(yī)。
    以上(shàng)基本配置在三萬元左右。
    目前(qián)市場(chǎng)上用(yòng)于檢(jiǎn)測材料(liào)拉(lā)伸性(xìng)能的拉力(lì)機很(hěn)多，但(dàn)是(shì)并非所有的(de)試驗(yàn)機都(dōu)适合軟(ruǎn)包裝材(cái)料的拉伸試(shì)驗(yàn)，本文結(jié)合我國(guó)材料檢測(cè)标準，分析(xī)了選擇軟(ruǎn)包材(cái)檢測的拉(lā)力機(jī)時應尤其(qí)關注的指标。
    塑料和(hé)橡膠(jiāo)的拉(lā)伸性能是其力學性(xìng)能中(zhōng)最重(zhòng)要、最(zuì)基本的性(xìng)能之一，它在很(hěn)大程度上決定(dìng)了該種(zhǒng)塑料和(hé)橡膠的使用場(chǎng)合。拉(lā)伸性(xìng)能(néng)的好壞(huài)，可以通過(guò)拉伸試驗來檢(jiǎn)測。
    1、高(gāo)分子(zǐ)聚合(hé)物的(de)拉伸性能(néng)
    作爲材料使(shǐ)用(yòng)時要(yào)求高分子(zǐ)聚合物(wù)具有必要的力學性能(néng)。可以說，對(duì)于高(gāo)分子(zǐ)聚合物(wù)的(de)大部(bù)分應(yīng)用而(ér)言，力學性(xìng)能比其他(tā)物理性能(néng)顯(xiǎn)得更爲(wèi)重要(yào)。
    高分子聚合物具有所有已知材料中可變性(xìng)範圍(wéi)最寬的力(lì)學性(xìng)質，這(zhè)是由(yóu)于高聚物由長(zhǎng)鏈分子(zǐ)組(zǔ)成，分子運(yùn)動具(jù)有明(míng)顯的(de)松弛特性(xìng)的(de)緣故。如高聚(jù)物材料具有相(xiàng)當高的伸(shēn)長率(lǜ)，一般pe的(de)斷(duàn)裂伸長率在90%～950%(其中線(xiàn)性低(dī)密度(dù)聚乙烯lldpe的伸長率較(jiào)高)，通過特殊的(de)制作(zuò)工(gōng)藝，部分(fèn)材料的(de)伸(shēn)長率可在(zài)1000%之上，而普(pǔ)通高聚物材料(liào)的斷(duàn)裂伸長率也多(duō)在(zài)50%～100%之間。通(tōng)常對(duì)材料的拉伸性(xìng)能要(yào)求較(jiào)高的(de)有熱收縮膜以(yǐ)及(jí)拉伸膜(mó)等。
    2、拉伸(shēn)試驗
    拉(lā)伸試驗(應(yīng)力-應變試(shì)驗)一般是(shì)将材(cái)料試(shì)樣兩端分别夾(jiá)在兩個間(jiān)隔一(yī)定距(jù)離的(de)夾具上，兩(liǎng)夾(jiá)具(jù)以一(yī)定的速度分離并(bìng)拉(lā)伸試樣，測(cè)定試(shì)樣上的(de)應(yīng)力變化，直(zhí)到試(shì)樣破壞爲止。
    拉伸試(shì)驗是研究材料力學強度廣泛(fàn)使用的(de)方法之一，需(xū)要(yào)使用恒(héng)速運動的拉力(lì)機。按載荷測定(dìng)方式的(de)不同，拉力機大體(tǐ)可以分爲擺(bǎi)錘式拉(lā)力機和電子拉(lā)力機兩(liǎng)類，目前使用較多(duō)的是(shì)電子拉力(lì)機。
    3、電子拉力機選擇指标
    由于軟包(bāo)裝材料主(zhǔ)要是(shì)高分子聚(jù)合物或它(tā)的相關材(cái)料，如前(qián)所述高(gāo)聚物材料的伸(shēn)長率遠遠優于(yú)金屬、纖維、木材、闆材(cái)等材(cái)料，因(yīn)此檢測高分子(zǐ)聚合物的(de)拉力機就與通常(cháng)的(de)材料拉伸(shēn)性能(néng)檢測(cè)拉(lā)力機有(yǒu)一定的差(chà)别，尤(yóu)其(qí)需(xū)要注意的(de)是電子拉力機(jī)的有效行程以(yǐ)及試樣夾具兩(liǎng)方面。
    3.1有(yǒu)效行程(chéng)
    在進行拉伸試(shì)驗時(shí)，所(suǒ)用(yòng)試樣(yàng)的尺寸雖(suī)然小，但材料的(de)伸長(zhǎng)率普遍(biàn)比較高(gāo)，因此(cǐ)用于檢測(cè)軟包裝材料的拉伸(shēn)性能(néng)需要(yào)配備行程較大(dà)的拉力機(jī)，否則夾具(jù)運行可能會超過行程(chéng)的(de)使用極限(xiàn)、造成設備的(de)損(sǔn)壞。
    gb13022-91《塑(sù)料薄膜拉伸性(xìng)能試驗(yàn)方(fāng)法》中(zhōng)給出的斷(duàn)裂伸長率或屈服伸(shēn)長率(εt，單位是%)的(de)計算公(gōng)式，
    εt=[(l-l0)*100]/l0
    式中(zhōng)：εt是(shì)斷裂伸長率或是(shì)屈服伸(shēn)長(zhǎng)率;
    l是試樣(yàng)斷裂時或(huò)屈服(fú)時标線間的距離;
    l0是(shì)标線(xiàn)間的距離(lí)。
    需要注意(yì)的是(shì)在伸(shēn)長率的計(jì)算中，我們僅采集試樣上兩條(tiáo)标(biāo)線間(jiān)的伸長(zhǎng)量。标(biāo)線是(shì)通過(guò)打印或手(shǒu)工的方式畫在(zài)制取(qǔ)完成(chéng)的試(shì)樣上(shàng)的(标(biāo)線(xiàn)的添加(jiā)應對試樣(yàng)不(bú)産(chǎn)生任(rèn)何影響)，而(ér)标線間(jiān)的(de)距離(lí)是多(duō)少呢(ne)?不同(tóng)的标準給出的這一距離大多(duō)存在(zài)一定(dìng)的差異，而同(tóng)一标準(zhǔn)中也(yě)是往(wǎng)往針(zhēn)對不同的(de)材料(liào)給出不同的試樣尺寸，因此标(biāo)線之間的(de)距離(lí)也是不同的，不(bú)過這樣有利于(yú)檢測伸長率(lǜ)非常大或非常小(xiǎo)的材料并得到(dào)準确的試驗結(jié)果。對于塑料薄(báo)膜，标線之間(jiān)的距離通(tōng)常(cháng)是在(zài)25～50mm之間(jiān)。
    由(yóu)于試樣在拉(lā)伸試驗中(zhōng)變形伸長不僅(jǐn)僅是在(zài)标線之(zhī)内，凡是在(zài)兩夾具之間(jiān)的(de)試樣(yàng)都會(huì)得到不同(tóng)程度的拉伸變(biàn)形。标準(zhǔn)中(zhōng)與标線距離相對應(yīng)的夾具間(jiān)的初始距(jù)離在80～115mm以内(nèi)，如(rú)果(guǒ)兩夾(jiá)具間(jiān)的試樣(yàng)都(dōu)能保(bǎo)持同樣的(de)伸長(zhǎng)率并假設爲500%，則(zé)拉力(lì)機的有效行程需在480～690mm才能(néng)保證(zhèng)試驗(yàn)的正常進行。
    筆者對(duì)目前市場上出(chū)售的(de)電子拉力(lì)機的有效行程(chéng)進行(háng)了随(suí)機調(diào)查，在所調(diào)查的(de)國内(nèi)外幾個品(pǐn)牌的(de)72台拉力機中，行(háng)程範圍分(fèn)布在400mm以(yǐ)下(xià)的設備，占13.9%;行(háng)程(chéng)在400～700mm的(de)設備(bèi)，占(zhàn)71.9%;行(háng)程在(zài)701～1000mm的設(shè)備(bèi)，占10.8%;行程(chéng)在1000mm以上的(de)設備(bèi)，僅占3.4%。然而(ér)在這(zhè)次統(tǒng)計的電子拉力(lì)機中，大行(háng)程的(de)設備(bèi)并非(fēi)全部用于(yú)軟包(bāo)裝材料的(de)檢測(cè)，部分是(shì)用于人(rén)造木闆、帆(fān)布、窗簾、銅(tóng)材(cái)等材料(liào)的拉伸(shēn)試(shì)驗中(zhōng)。