測試橡膠試樣的拉力性能是橡膠質(zhì)量檢測的重要指標(biāo)之一。幾乎所有橡膠相關(guān)行業(yè)的質(zhì)量實驗室都會配備一臺或多臺橡膠拉力試驗機。但在維修過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，其實很多實驗室的橡膠拉力試驗機配置可能并不完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。這其中，既有用戶試驗機選型人員不專業(yè)的原因，也有廠商銷售人員溝通不充分、馬虎的原因。當(dāng)然，選擇橡膠拉力試驗機，部分原因是大多數(shù)工礦企業(yè)對標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識不到位，不愿投入。

　　那么，我們應(yīng)該選擇什么樣的橡膠拉力試驗機來做橡膠拉力試驗?zāi)?

　　一是要明白：根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我們需要哪些數(shù)據(jù)?一般來說，橡膠的拉力試驗需要下列參數(shù)或七項

　　1.試件從拉力到斷裂的力(抗拉強度);

　　2.試件斷裂時的力值(斷裂強度);

　　3.屈服點對應(yīng)的力值(屈服點處的拉應(yīng)力);

　　4.試樣拉力到給定伸長率時的力值(模量應(yīng)力);

　　5.試樣拉力到給定應(yīng)力時的伸長率(恒應(yīng)力伸長率);

　　6.對應(yīng)屈服點的伸長率(屈服點伸長率);

　　7.試樣斷裂時的伸長率(斷裂伸長率)。

　　二是根據(jù)上述實測參數(shù)的要求。橡膠拉力試驗過程中有兩個數(shù)據(jù)需要跟蹤：拉力值和規(guī)距變化。因此，橡膠拉力試驗機用來測試橡膠的拉力性能，橡膠必須滿足以下四個要求：

　　1.大旅行。

　　由于橡膠在拉力過程中變形較大，尤其是乳膠制品，伸長率可能高達1000%以上。因此，在橡膠樣品斷裂之前，必須保證夾持器有足夠的行程。

　　2.高精度高頻數(shù)據(jù)采集。

　　拉力橡膠不需要很大的力，張力的測量范圍也不需要很大，所以需要很高的力值精度。一般要求試驗機能計算出精度在小數(shù)點后兩位以上的力值。此外，由于測試橡膠的拉力性能，在拉力過程中需要幾個拉力值，而拉力試驗不能重復(fù)進行，因此立即準(zhǔn)確地記錄各試驗段的拉力值對試驗成敗至關(guān)重要。

　　3.精確的軌距測量和記錄裝置。

　　試樣規(guī)距的測量是為了計算橡膠伸長率，重要數(shù)據(jù)，因此橡膠拉力試驗中的拉力試驗機必須準(zhǔn)確測量試樣的應(yīng)變并立即記錄下來。

　　4.能準(zhǔn)確描述應(yīng)力應(yīng)變曲線的裝置。

　　拉力試件中拉力與規(guī)距有密切關(guān)系。例如，試樣的恒拉應(yīng)力需要測量試樣拉力到給定伸長率時的力值，而恒應(yīng)力則需要測量試樣拉力到給定應(yīng)力時的規(guī)范距離。試驗完成后，精確的應(yīng)力應(yīng)變曲線可再現(xiàn)試驗過程，清晰地反映各試驗截面的數(shù)值，便于計算試驗所需項目;

　　三、試驗機用橡膠拉力試驗機選型參考

　　基于以上，試驗人員按照以下方法選擇合適的橡膠拉力試驗機

　　1.試驗機 行程范圍。

　　常見標(biāo)準(zhǔn)厚度試樣(1、2、4型啞鈴形試樣厚度為2.0±0.2mm，3型為1.0±0.1mm)斷裂時標(biāo)準(zhǔn)距離一般在1米以內(nèi);特殊厚度的標(biāo)本，如醫(yī)用橡膠手套，超過1米的時間標(biāo)記距離就可能破裂。因此，夾具的移動范圍一般在1米至1.5米之間，可適用于各種橡膠試樣的拉力試驗。滿足這一要求并不難，一般橡膠拉力試驗機的機械傳動部分都能滿足。

　　2.橡膠拉力試驗機拉力測量和記錄裝置。

　　橡膠拉力試驗機選擇的拉力測量和記錄裝置主要有兩種：機械儀表型和傳感器型。機械儀表型張力測量裝置主要依靠拉力過程中的反作用力。機械傳動彈簧、重物等驅(qū)動儀表板上的指針旋轉(zhuǎn)并標(biāo)注張力值，使用傳統(tǒng)記錄器記錄力值-時間曲線。機械儀器拉力試驗機價格低廉，但性能不能滿足橡膠拉力試驗的要求。它只能單獨處理拉力值，不能記錄拉力值的細(xì)微變化，并有效地將拉力值與試樣的標(biāo)準(zhǔn)距離聯(lián)系起來。配以適當(dāng)精度張力傳感器的張力試驗機，可記錄每時每刻的張力值，并通過相關(guān)程序進行處理計算，以滿足橡膠張力試驗的要求。

　　3.試驗機量距測量記錄裝置。

　　橡膠的規(guī)距測量是拉力試驗的重要環(huán)節(jié)，直接影響試驗的準(zhǔn)確性。目前軌距測量主要有手動測量和自動測量兩種方法。人工測量是垂直設(shè)置一把尺子和兩把

　　拉力試驗時，用眼力觀察試樣上規(guī)距的變化，手動控制兩根規(guī)桿與試樣上規(guī)距同步，同時記錄規(guī)桿在秤上的移動距離。人工測量的誤差很大：一是目測樣品規(guī)距會造成一定偏差;其次，人工移動規(guī)桿無法準(zhǔn)確跟蹤樣品規(guī)距的變化;再次，測試儀很難在移動規(guī)距桿的同時記錄規(guī)距值，也無法準(zhǔn)確描述試驗結(jié)束后的應(yīng)力應(yīng)變曲線。

　　與自動測量規(guī)距相比，有利于檢測橡膠的拉力性能。目前，許多拉力試驗機的自動量規(guī)測量裝置采用接觸式傳感器來即時測量量規(guī)的變化。傳感器移動裝置的安裝位置主要有兩種:①安裝在夾具上;②在樣品上。將移動裝置安裝到夾持器的傳感器上具有一定的局限性。由于橡膠的彈性變形很大，夾具的移動距離與樣品規(guī)距變化值之間存在較大的差距，因此安裝在夾具上的規(guī)距傳感器更適合于檢測彈性變形非常小的樣品(如金屬材料)的拉力性能，而不適用于檢測橡膠的拉力性能。

　　另一種安裝方法是在夾具移動桿旁設(shè)置一把光柵尺和兩根能在垂直方向移動、垂直有小夾具的水平距離規(guī)桿(俗稱大變形)。此傳感器的安裝方式與上述手動測量原理一致，只是將刻度改為光柵刻度，將手動操作改為棒在樣品的驅(qū)動下運動。安裝在量規(guī)上的傳感器適用于標(biāo)準(zhǔn)厚度的金屬或橡膠試樣的拉力試驗，因為拉力這些試樣時的力值較大，而驅(qū)動量規(guī)桿運動的力值與之相比較小。雖然會對樣品產(chǎn)生一定的影響，但不足以影響整個測試的成敗。

　　然而，在橡膠拉力性能測試中，有一些特殊的樣品，如醫(yī)用橡膠手套樣品，不能用接觸式傳感器測量。橡膠手套的主要成分是天然乳膠，在拉力試驗中使用的拉力比普通橡膠制品要小，同時GB7543-1996《橡膠醫(yī)用手套》規(guī)定拉力性能試驗的試件是在成品橡膠醫(yī)用手套上直接切割的，所以切割后的試件厚度很小，只有0.2mm左右，所以這樣厚度的乳膠試件只需很小的力值就可以長時間拉力試件。因此采用接觸規(guī)測距法進行測試;

　　試樣拉力試驗會產(chǎn)生很大的影響，影響的原因有：一是接觸試樣的規(guī)桿自重會將試樣向下拉，影響拉力測量;其次，規(guī)桿的夾緊對被夾緊部分的拉力有一定的影響，使其不能自由拉力。

　　采用非接觸式視頻引伸計可以避免這些問題，利用攝像機跟蹤規(guī)距變化是方法之一。樣品背景采用黑色粗糙不反光材料(如黑色粗糙絕緣帶)，標(biāo)記部分(即兩條標(biāo)記線之間的部分)涂上高對比度涂料(如果樣品顏色較淺，標(biāo)記距離用黑色顏料覆蓋，如果樣品顏色較深，標(biāo)記距離用白色顏料覆蓋)，將攝像頭采集的圖像輸入電腦，調(diào)整對比度，使標(biāo)記距離邊界在電腦上清晰識別。在拉力過程中，對采集的圖像進行計算機處理，跟蹤軌距線，實時測試軌距值。這種測量方法不僅能精確測量每一時刻的標(biāo)準(zhǔn)距離值，而且不會影響橡膠的拉力過程。

　　如上所述，它們都是對橡膠材料的力學(xué)測試要求。橡膠成品件的相關(guān)檢驗不能完全參照上述方法。一位客戶提出了一種材料試驗機。需要根據(jù)其成品要求做等載循環(huán)壓縮試驗、插拔力循環(huán)試驗、保載耐久性試驗等。這些試驗已不能用普通的橡膠拉力試驗機完成。隨著材料科學(xué)的進步和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高，將會有更多的試驗要求。保持與時俱進是應(yīng)對之道。