塑料加工企业如何选择试验机,试验机性能特点

如今越来越多的塑料加工企业都在购买所谓的“*"试验机，利用它来进行拉伸、弯曲、压缩和剪切试验，以对材料进行性能评价、应用开发研究以及质量控制。发达的电子学改进了这些设备的性能，使之更加易于操作，价格也越来越低。

*试验机（UTM）通过不同速度级别的调节，对塑料材料样条进行拉伸、弯曲、压缩或牵引，这是塑料混配实验室中*普通的设备。在混配料的制备过程中，利用UTM测试材料能够判断材料是否适用于某些特定的加工应用或终端应用。UTM还可以用于产品的质量控制，以确保产品质量各个批次之间的一致性。

如今UTM还越来越多的出现在塑料模塑和挤塑实验室中。一方面是因为它们越来越多的参与到新产品和新工艺的开发过程。另外一方面是因为它们在原材料以及成品质量控制上的精确性。在一些社会责任感很强的领域，如医用器械或汽车行业，需要塑料加工设备对他们的产品进行试验，也需要UTM的发挥更大的作用。同时，内部试验可以提高工艺控制的质量，减少废料率，从而也实现了真正的收益。

不同的试验

UTM试验机包括一个或多个垂直承载的立柱，立柱上安装一个固定的水平基座，顶部还有一个可移动的水平十字头（十字横梁）。现在的UTM试验机，立柱上通常还有滚珠丝杠用以固定可移动的十字头。UTM的大小用框架的*大承载水平和测量载荷/拉力的测力计来共同表征。测力计附在依靠电动马达或液压装置驱动的可移动的十字头上。带夹具的系列测力计测量力的大小，可以通过数字显示器或PC机显示结果。很多UTM具有可互换的测力计，因此可以与所测试的不同材料匹配。静态试验利用标准的电子*试验机来进行，通常加载速度范围为0.001~20in./min（1in.=2.54cm）。动态试验或循环试验如裂纹增长和疲劳试验通常利用液压伺服系统UTM试验机来进行，时间较长，载荷较低。

早期的UTM试验机具有类似的电子元器件和记录仪。现在已经被数控设备和PC软件代替。新的自动控制设备可以运行试验，还能显示数据，有时甚至是边运行边记录。以前的记录仪，包括PC软件之前的数字显示时代，用户得到的测试信息都是载荷/变形曲线，Y轴表示应力，X轴表示形变。这些曲线还需要对其进行计算和解释。*新的系统仍然能提供这些曲线，但是同时还能对数据进行计算，如屈服强度、破坏强度和模量等数据。

目前，利用*试验机所测试的*常见的项目是拉伸强度和拉伸模量、弯曲强度和模量。按照ASTMD638和ISO527进行拉伸试验时，样条的两端都有夹具夹紧，一个夹具是静止的，另一个固定在十字头上，背离固定夹具移动，牵引样条直至样条出现断裂，断裂时十字头会自动停止。弯曲试验时（ASTMD790、D6272以及ISO178），样条被放在试验机固定机床的两个支座上。这个试验中，十字头移动的方向与拉伸试验中移动方向相反，向一个没有支撑的中心推动而不是牵引样条，直至样条弯曲甚至断裂。因为多数热塑性塑料材料不会在这个试验中断裂，所以不可能计算断裂弯曲强度。因而，标准的试验方法要求计算应变为5%时的弯曲应力。

压缩试验一般很少应用UTM试验机，尽管这在ASTMD1621和ISO844标准中对刚性塑料泡沫而言是一项主要的试验。UTM试验机还能用于任何形状的注塑产品如瓶子的压碎试验，在一定高度将样品摔碎或使其变形所需的应力值即压缩强度值。

据UTM供应商统计，对于塑料材料而言，剪切试验更不多见。剪切强度值是将液压夹具样品放在冲床型的剪切装置里测得的。冲击速度为0.005in./min，直至样品的可移动部分完全将固定部分露出来。剪切强度值为应力/剪切面积的值。这在薄膜材料和片材产品中很重要，因为这种类型的破坏容易出现在这类产品中，但是这并不是其他挤出和注塑产品设计时考虑*多的因素。按照ASTMD732（没有等同的ISO标准）标准进行试验时，常用的试样是塑料片材或0.005~0.500in.厚的注塑碟片。

电子机械式UTM试验机

常用的电子UTM试验机的容量为100～135000lb。尺寸越大，成本越高。一般来说，立式设备的体积更小也更易于操作，并且还能借助于样品自身的重力，使棘手的样品如薄膜也能同较重的注塑部件一样易于操控。单立柱UTM试验机的力程较低，价格也较低，结构容量一般为1000lb。门式的UTM试验机的结构容量可达1000~135000lb。测力计也以某一*大的适用于UTM试验机结构和样品的力值为分类依据。例如，一个100lb的测力计安装在1000lb的模框里，可以提供100lb的试验载荷。测力计的容量不应超过样品预测断裂载荷太多，否则会影响试验结果的精确性。

软件的发展

软件技术的发展，提高了UTM设备的测试速度并使设备的操作变得更加简便。测试数据的读取、试验的整个过程、试样断裂前是否被拉伸变形、变形和外力是否成比例，这些答案能帮助材料工程师或者制品设计师评价不同材料的性能、测定安全裕度以及更好地模拟终端用户的应用。

新的软件能自动操作试验、采集数据、分析数据、记录输出、存储数据并进行修补。用户可以输入一定的运行载荷速度，系统就会自动调整十字头的运行。新的软件还允许用户通过位移传感器获得试验过程中真实的应变值，位移传感器可以精确测量十字头的位移情况。更换传感器时，新软件还可以使测力计自动识别并校准。

新的PC型UTM试验机的软件现在能执行整个操作，因此成本也会因为取消了数字显示器和一些电子元件而有所降低。动态测试

与静态测试所用的电子UTM试验机不同，液压伺服UTM试验机可以进动态测试以及疲劳试验。这样必须反复施加应力，进行加载-释放的循环。例如，疲劳裂纹增长试验，用户期望了解待测材料经过多少次循环会断裂阀门。

动态测试所需的应力比电子*试验机静态试验中所需的应力要小。液压伺服系统试验机的框架容量从100lb到数吨不等，价格通常为电子力学试验机的2~3倍。基本用于金属材料的疲劳试验，但是在汽车塑料、航天塑料、生物医药塑料以及电子元件用塑料等方面的应用也越来越广泛，因为这些领域里需要耐疲劳性好的结构部件。

当用户在操作高低温循环试验机时，可能会出现以下故障问题，下面为大家分析高低温循环试验机故障原因及故障解决方法：

一、未确定故障原因

结合高低温循环试验机的控制过程进一步确认故障原因，该循环箱拥有两套制冷机组。一为主机组，另一为辅助机组，在降温速率较大时，两组机组同时工作，在温度保持阶段初期，两组机组依然同时工作。待温度初步稳定下来，辅助机组停止工作，由主机组来维持温度的稳定。如果主机组R23泄露，会使主机组的制冷效果不大，由于降温过程中，两机组同时工作，故没有温度稳定不住的现象，而指示降温速率降低。在温度保持阶段，一旦辅助机组停止工作，主机组又无制冷作用，试验箱内的空气就会缓慢上升，当温度上升到一定程度，控制系统就会启动辅助机组来降温，将温度下降至设定值（-55℃）附近，然后辅助机组又停止工作，如此反复，便会出现故障现象。至此，已确认生产故障的原因是主机组的低温（R23）级机组的制冷剂R23泄漏。

二、由于是温度保持不住

观察制冷压缩机在试验箱运行过程中是否能够启动，压缩机在试验箱运行过程中都能够启动，说明从主电源到各压缩机的电器线路正常，电器系统方面也没有问题。

三、对制冷系统进行查漏

用检漏仪和肥皂水相结合的方法检查，发现一热气旁通电磁阀的阀杆裂了约1cm的细缝。更换此电磁阀，对系统重新充氟，系统运行正常。由于上文可以看出，对该故障现象的分析和判断基本上是有易至难，先“外"后“里"，先“电气"后“制冷"的脉络进行分析和判断的，熟悉和了解试验箱的试验方法和工作过程是分析故障判断故障的基础。

四、高低温循环试验机能够制冷，说明外部因素冷却水的问题可以排除。

五、电气系统没有问题，继续检查制冷系统。

首先检查两组制冷机组的低温（R23）级压缩机的排气和吸气压力都较正常值偏低，而且吸气压力呈抽空状态，说明主制冷机组的制冷剂量不足。用手摸主机组R23压缩机的排气和吸气管路，发现排气管路的温度不高，吸气管路的温度也不低（未结霜），这也说明了主机组的R23制冷剂缺乏，系统漏氟。