萬能材料試驗機
關于軟包(bāo)裝實驗室整體建設(shè)方案(àn)中電子拉力機的選(xuǎn)購，應根據(jù)所使用薄膜的需要(yào)，綜合考慮性能、規格，從以下幾方面進(jìn)行比較：
一、首先應(yīng)考慮需要測試材料拉力範圍(wéi)。
拉力(lì)範圍的不同，決定了所使用傳感器的(de)不同，也就(jiù)決定了拉力(lì)機的結構，但此(cǐ)項對價(jià)格(gé)的影(yǐng)響不大(門式(shì)除外)。對于一般軟包裝生(shēng)産廠家(jiā)，拉力範圍在200牛頓的了就(jiù)已經足夠(gòu)。因此也決定了采用單臂式的就可以了。
與(yǔ)單臂式相對應結(jié)構的是門(mén)式結構，它是适應比較大的拉力，如一噸或以上。所以軟包裝廠家基本(běn)用不着。
二、試驗行(háng)程(chéng)的問(wèn)題。
根據軟包裝(zhuāng)薄膜的需要測試的性能和要(yào)求，行程在500-600mm就可以。材料伸長率(lǜ)超過1000%的可以選用行程(chéng)1000或是1200mm。
三、标準配置(zhì)問題。
智能(néng)化的三種基本配置：主機(jī)、微(wēi)電腦(nǎo)、還有打印機，如果(guǒ)微電腦功能強可以直接打印。另(lìng)外也可配備普通電腦。有了(le)電腦，就(jiù)可以進行複雜的數據(jù)分析，如數(shù)據編輯，局部放大，可調整報告形式，進行成組式樣的統計分析。
如配用電腦，廠(chǎng)家(jiā)應給配備相應軟件控制系統。
四、輸出結果。
試驗結果輸出結果可任意設置：最大力值、伸長率，抗拉強(qiáng)度、定力伸(shēn)長、定伸長(zhǎng)力值、屈(qū)服強度，彈性模量、最大試驗(yàn)力8項。這可以說是微電腦(nǎo)操作時，輸出的全面的結果。國外一些廠家的産品，一般可(kě)以輸出這8項(xiàng)。國内有(yǒu)的廠家可(kě)以輸出5-6項，有的廠家就隻能輸出最(zuì)大力值，平均(jun1)值，最(zuì)小值三項。
五、在可做實驗(yàn)項目上。
軟包裝要求拉力機一機多用，即在配備不(bú)同夾具(jù)的基礎上，可做拉伸、壓縮(suō)、彎(wān)曲、撕裂、剪切、180度剝離、90度(dù)剝離試驗。
市面上有一些(xiē)高檔拉力機除以(yǐ)上項目外，因其傳感器精度高(有的達到十萬分之三以内)還開發出了可以測試摩擦系(xì)數摩擦系數測試儀。如日本島津、北京蘭(lán)德梅克等公司。
六、産品機械主(zhǔ)要配置(zhì)：
傳動，有絲杠傳動和齒條傳動，前者昂貴，用于(yú)高精度，測試重(zhòng)複性高;後者(zhě)便宜，用(yòng)于(yú)低精度，測試重複性低。
絲杠，對拉(lā)力精度測量具有決定作用。一般的有滾珠絲杠，梯形絲杠，一般絲杠。其中，滾珠絲杠的精度高，但(dàn)是其性(xìng)能(néng)的發揮要靠電腦伺(sì)服系統操作才(cái)能發(fā)揮，整套價格也比較昂貴。采用一般絲杠和梯形(xíng)絲杠就可以達到軟包裝所(suǒ)要求的精度，即0.5-1%精度。
傳動(dòng)，有齒輪傳動和鏈(liàn)條傳動(dòng)，前者昂貴，用于高(gāo)精度;後者便宜，用于低精度。
傳感(gǎn)器，主要成本在于壽命，光電感應是其中比較*的技術，一般可用十萬次以(yǐ)上，進口和國内部分合資(zī)廠家可(kě)以達到。
七、試驗速度。
國家标準(zhǔn)規定試驗速度爲200mm/min,市面設備有的在10~500mm/min，有的在0.01~500mm/min，前者一般使用普通調速系(xì)統，成本較低，粗糙(cāo)影響精度;後者使用伺(sì)服系(xì)統，價格昂貴，精度高，對于(yú)軟包裝企業，選用伺服系(xì)統，調速範圍1~500mm/min的就足夠了，這樣既不影響精度，價格又在合理範圍之内。
八、測量精(jīng)度。
精度問題，包括測力精度，速度精度，變形精度，位移精度。這些精(jīng)度值高都可達到(dào)正負0.5。但對于一般廠家(jiā)，達到1%精度就足夠了。另外，力值分辨率幾(jǐ)乎都能達到十萬分之一。
以上基本配置在三萬元左右。
目前市場(chǎng)上用于檢測材料拉伸性(xìng)能的拉力機很多，但是并非所有的試驗機都(dōu)适合軟包裝材料的拉伸試驗(yàn)，本文(wén)結合我國(guó)材料(liào)檢測标準，分析了(le)選擇軟包材檢測的拉力機時應尤其(qí)關注的指标。
塑料(liào)和橡(xiàng)膠的拉伸性能是(shì)其力學性能中最重(zhòng)要、最基本(běn)的性(xìng)能之一，它在很大程度上決定了該種塑料和(hé)橡膠的使用場合。拉伸性能的(de)好壞，可(kě)以通過拉伸試驗來檢測。
1、高分子聚(jù)合物的(de)拉伸性能(néng)
作爲材料使用時要求高分子聚合物具有必要的(de)力學性能(néng)。可以說，對于高分子聚合物的大部分應用而言，力學性能比其他物理性能顯得更爲重要(yào)。
高分子(zǐ)聚合物具有所有(yǒu)已知材料中可(kě)變性範圍(wéi)最寬的力(lì)學性質，這是由(yóu)于(yú)高(gāo)聚物由長鏈分子組成，分子運動具有明顯的松弛特性的緣故。如高聚(jù)物材料具有相(xiàng)當高的伸長率，一般PE的(de)斷裂伸長率在90%～950%(其中線性低密度聚乙烯LLDPE的伸長率較高)，通過特殊的(de)制作工藝，部分材料的(de)伸(shēn)長率可在1000%之上，而普(pǔ)通高聚物材料的斷裂伸長率也多在50%～100%之間。通常對材料的拉伸性能要求較(jiào)高的有熱收縮(suō)膜以及拉伸膜等。
2、拉伸試驗
拉伸試(shì)驗(yàn)(應力-應變試驗)一般是将材料試樣兩端分别夾在兩個間隔一定距離的(de)夾具上(shàng)，兩夾具以一定的(de)速度分離并拉伸試樣，測定試樣上的應力(lì)變化，直到試樣破壞爲止。
拉伸試(shì)驗是(shì)研究材料力學強度廣泛使用的(de)方法之一，需要使用恒速運動的拉力機。按載荷測定方式的不同，拉力機大體可以(yǐ)分爲(wèi)擺錘式拉力機(jī)和電子拉(lā)力機兩類(lèi)，目前使用較多(duō)的是電子拉力機。
3、電(diàn)子拉力機選擇指标
由于(yú)軟包裝材(cái)料主要是高分子聚(jù)合物或它的相關材料，如前所述高聚物材料的伸(shēn)長率遠遠優于金(jīn)屬、纖維、木材(cái)、闆材等材料，因此檢(jiǎn)測高分子(zǐ)聚合物的拉力機就與通常的材料拉伸性能檢測拉力機有一(yī)定的差别，尤其需要注意的(de)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(chéng)
在進行拉伸試驗時，所用試樣的尺寸雖然小，但材料的伸長率普遍比較高，因此用于檢測(cè)軟包裝材料的拉伸性能需要(yào)配備行程較大的拉力機，否則夾具運行可能(néng)會超過行程的使用極限、造成設備的損壞。
GB13022-91《塑料薄膜拉伸性能試驗方法》中給出(chū)的斷裂伸長率或屈服伸(shēn)長率(εt，單位(wèi)是%)的計算公式，
εt=[(L-L0)*100]/L0
式中：εt是斷裂伸長率(lǜ)或是屈服伸長率;
L是試樣(yàng)斷裂時或屈服時标線間的距離(lí);
L0是标線間的距離。
需要注意的是在伸(shēn)長率的計(jì)算中，我們僅采集試樣上兩條标線間的伸長量。标(biāo)線是通過打印或手(shǒu)工的方式畫在制取(qǔ)完成的試樣上的(标線的添加(jiā)應對試樣不産生任(rèn)何影(yǐng)響(xiǎng))，而标線間的距離是多少呢?不同(tóng)的标準(zhǔn)給出的這一距離大多存在一定的差異，而同一标準中也(yě)是往往針(zhēn)對不同(tóng)的材料(liào)給出不同的試樣尺寸，因(yīn)此标線之間的(de)距離也是不同的，不(bú)過這樣有利(lì)于檢測伸長率非常大或非常小的材料并得到(dào)準确的試驗結果。對于塑料薄(báo)膜，标線之間的距離(lí)通常是在25～50mm之間。
由于試樣在拉伸(shēn)試驗中變形伸長(zhǎng)不僅僅是在标線之内，凡是在兩夾具之間的試樣都會(huì)得到不同程(chéng)度的拉伸變(biàn)形。标準中與标線距離(lí)相對應的夾具間的初始距離在80～115mm以内(nèi)，如果兩夾具間的試樣都能保持同樣的伸長率并假(jiǎ)設爲500%，則拉力(lì)機的有效行程(chéng)需在480～690mm才能保證試驗的正(zhèng)常進行。
筆者對目前市場上出售的(de)電子拉力機的有效行程進行了随機調查，在所調查的國内外幾個品牌的(de)72台拉力機中(zhōng)，行程範圍分(fèn)布在400mm以下的設備，占(zhàn)13.9%;行程在400～700mm的設備，占71.9%;行程在(zài)701～1000mm的設備，占10.8%;行程在1000mm以上的設(shè)備(bèi)，僅占(zhàn)3.4%。然(rán)而在這次統計的(de)電子(zǐ)拉力機中，大行程的設(shè)備并非全部(bù)用于(yú)軟包(bāo)裝材料的檢(jiǎn)測，部分是用于人(rén)造木闆、帆布、窗簾、銅材等材料的拉伸試驗中。
