[发明专利]双轴向电子拉伸试验机

说明书

本发明是一种新型的双轴向拉伸试验机，也称为“双轴向电子拉伸试验机”。属于物理性能及仪表自动化测量技术。它可用于常规织物、非织造织物、橡胶、塑料、纸张等高分子片状材料的拉伸力学特性试验。

以往，对上述材料的拉伸力学特性试验，大都采用单向拉伸试验机来完成，但就应用的实际状态来看，上述材料一般是多方向同时受到拉伸而变形的，这些材料在实际使用中的受力状态是复杂的。因此，以单向拉伸试验机对这些材料所测取的数据，很难真实正确地反映出它们的力学性能。特别地是对针织物，由于它们组织结构松散，在单向拉伸时，针织物在沿受力方向伸长的同时，会在与受力方向相垂的方向上产生严重的收缩，从而得不出真实的试验结果，甚至影响试验的正常进行。

双轴向拉伸试验的使试样在相互垂直的X、Y两个方向上同时受到拉伸，变形均匀，所得到的双轴向拉伸特性反映了试验材料在实际应用中最典型条件下的力学性能。这些性能对于材料的处理和使用以及研制新材料都是极其重要的。

关于建立双轴向拉伸状态的试验，近年，国际上曾提出了各种方案，用来测试的仪器也不断地发展。例如，国外比较原始的仪器，有的像车床的四爪卡盘，其卡爪用于夹持试样，它们中的两个互相垂直的卡爪装有测力器，用以测出互相垂直的两个方向上的拉力大小。日本昭和49-7194号专刊介绍的双轴向拉伸试验机，其试样需剪裁成十字形状。十字四端各用一个整体夹头夹持试样。上述试验机都有一个共同的严重缺点，即其四边夹头均由不可伸缩的单个整体所构成，因而限制了试样受力之后的变形，地使试样各处得不到均匀的变形。后来，在国际上出现了将各边夹头分解成若干活动的小夹头的双轴向拉伸试验机。如日本昭和45-400033号和昭和45-40600号专利公布的双轴向拉伸试验机，和苏联、匈牙利等国研制的双轴向拉伸试验机都是在四方形试样的各边，每边都配置了七个可移动的小夹头，使其能够随着试样的拉伸变形而在导轨上移动。这就比较真实地再现了试样在实际应用中的受力特性，这种形式的双轴向拉伸试验机是目前国际上的先进仪器。例如，匈牙利的TRICO-DIM-TEST型双轴向拉伸试验机就曾于1985年10月间在我国天津举办的“国际纺织机械展览会”上展出过。

第一、国外已有的双轴向拉伸试验机的试样夹紧拉伸机构，简称为夹头，大都采用螺钉夹紧方式（参见日本昭和45-40033号专利）。这种夹紧方式需要使用工具来旋松或拧紧螺钉。一圈一圈地旋松螺钉，安放试样后（有时还需一手抬起上夹口，一手放置试样），再一圈一圈地拧紧，费时费力，操作不便。其次，由于试验机每边都装有七个夹头，四周共28个夹头，它们都需一一夹紧，若想使各夹头之间、四个周边之间的夹头夹持力均匀一致，确实难以办到，再有，由于夹头本身结构的限制，试样在受到拉伸时，还有可能产生松动。这些都将影响测试结果的准确性和真实性。另一方面，这种螺钉夹紧方式的夹头张口都很小，对于试样的装夹很不方便。某些较硬挺的试验材料，如橡胶、纸张等尚为顺当;而对于较柔软的试验材料，如织物、软塑等在夹装过程中，不是不易塞进夹口，就是容易产生折皱，中科院化学所引进的双轴向拉伸试验机的夹紧拉伸机构虽不是螺钉夹紧式，而为“气动夹头”，但其夹头的张口依然很小，而且由于采用“气动”方式，设备造价高，并且维修、保养也有诸多不便。

第二，已有的双轴向拉伸试验机的动力都来自两台电机，每台电机驱动一个轴向的拉伸。这样，要保证两个轴向拉伸的等速，无疑对电机性能参数一致性要求很高，或是要增加一套同步机构。这样既增加了仪器的成本，也给维修保养带来了麻烦。

（日本昭和45-40033号专利虽提出过可用一台电机带动两个丝杠进行双向拉伸，但并没有给出实现这个构思的技术方案）。

第三，已有的双轴向拉伸试验机的显示方式，多数采用笔录仪。用这种方式记录，其结果不直观，尚需人工换算。同时，这种输出方式不能对试验进行反馈控制，大大限制了仪器功能的扩展，更为不理想的是，有些仪器，比如1985年在津展出的匈牙利TRICODIM-TEST型双轴向拉伸试验机的输出方式完全是人工记录，用尺测量，人工计算，费时费力，也很不精确。比较理想的是美国US4173787号专利。它采用了计算机系统对拉伸机进行控制和数据处理，但它也限于是单向拉伸机，且该设备和系统也较为复杂。

本发明的目的就是为了克服上述缺点和提供一种新型的测试材料双轴向拉伸力学特性的仪器。

本发明也称为“双轴向电子拉伸试验机”。它是由拉伸机构、互相垂直的测力机构、机械传动系统、电气传动系统，测量系统等几大部分组成。

本发明的实施例，可参见图1、2、3、4、5、6。