null检测 | 如何测试橡胶材料的伸长率？-上海衡翼精密仪器有限公司

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应用领域	电子/电气
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参考标准	GB/T20027-2005

控制精度均达0.5级以上,测控系统可进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、撕裂、剪切、刺破、压陷硬度、低周疲劳等各项物理力学试验，可根据客户产品要求按GB、DIN、ISO、JIS、ASTM等国际标准和国外标准进行试验和提供数据；能自动求取最大试验力、断裂力、屈服HRb、抗拉强度、弯曲强度，弹性模量、伸长率、定伸长应力、定应力伸长、定应压缩等参数。

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浅析紧固件摩擦系数

1.

紧固件摩擦系数概念：

摩擦系数是指两表面间的

摩擦力

和作用在其一表面上的垂直力之比值。

也可以理解为一个材

料常数，当摩擦面的材料、表面处理状态和润滑条件确定后，摩擦系数也就确定下来。

2.

研究螺栓摩擦系数的意义

为保证螺栓的可靠服役，

必须在装配时保证有适当的轴向预紧力。

而螺栓的拧紧过程是一个

克服摩擦的过程，

在这一过程中存在螺纹副的摩擦及端面摩擦。

而影响预紧力的主要因素除

了使用的工具及拧紧方法外就是紧固件的摩擦系数。

浅析紧固件摩擦系数

1.

紧固件摩擦系数概念：

摩擦系数是指两表面间的

摩擦力

和作用在其一表面上的垂直力之比值。

也可以理解为一个材

料常数，当摩擦面的材料、表面处理状态和润滑条件确定后，摩擦系数也就确定下来。

2.

研究螺栓摩擦系数的意义

为保证螺栓的可靠服役，

必须在装配时保证有适当的轴向预紧力。

而螺栓的拧紧过程是一个

克服摩擦的过程，

在这一过程中存在螺纹副的摩擦及端面摩擦。

而影响预紧力的主要因素除

了使用的工具及拧紧方法外就是紧固件的摩擦系数。

浅析紧固件摩擦系数

1. 紧固件摩擦系数概念：摩擦系数是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。也可以理解为一个材料常数，当摩擦面的材料、表面处理状态和润滑条件确定后，摩擦系数也就确定下来。

2.研究螺栓摩擦系数的意义为保证螺栓的可靠服役，必须在装配时保证有适当的轴向预紧力。而螺栓的拧紧过程是一个克服摩擦的过程，在这一过程中存在螺纹副的摩擦及端面摩擦。而影响预紧力的主要因素除了使用的工具及拧紧方法外就是紧固件的摩擦系数。让我们来看以下案例：某装配车间汽车装配工位采用M10´1.5螺栓，螺栓强度级别为10.9 级，螺栓材料都是钢制的，夹紧本体有两种情况，一种本体是钢制零件，而另一种本体是铝合金零件。螺栓装配工艺扭矩要求为30Nm+90°，最终扭矩监控窗口为40—94Nm。在装配过程中对于本体是钢制的零件，完全能够达到工艺要求，但是在本体是铝合金零件时，装配机频频出现报警现象。经检查发现在装铝合金本体零件时，转角还没有达到90°要求，扭矩已经超出了94Nm的最大控制范围。这是什么原因造成的呢？钢制螺栓对铝合金本体的摩擦系数为0.17，而钢与钢的摩擦系数在0.10—0.15之间，根据公式计算螺栓材料屈服时的装配扭矩（钢制螺栓对铝合金本体） =54.52[0.5´0.17´13.25+0.11(1.5+0.58´9.023)] =102Nm（钢制螺栓对刚本体） =80Nm针对装配中产生的实际问题及最小屈服点的计算结果，按照惯例将计算结果增加10%，则最终扭矩控制监控窗口设置为40—110Nm，从根本上解决了扭矩转角的装配质量，保证了生产的正常进行。

3.

摩擦系数对不同扭矩法的影响

目前使用最多的是“扭矩法”和“扭矩－转角控制法”，

而这两种拧紧方式都将会受到产品

摩擦系数大小的影响，

从而影响螺栓紧固时的预紧力。

而“屈服点控制法”和“螺栓长度法”

则避免了摩擦系数对装配的影响。

扭矩法

使用扭矩装配方法时，当达到规定的扭矩就停止，只对一个确定的紧固力矩进行控制，

操作简单，

扭矩容易测量和控制，

扭矩事后也容易复检。

但经过大量的试验和实践经验的积

累，在实际拧紧过程中受到摩擦系数等影响，仅仅

5%~10%

的扭矩转化为所需要的预紧力，

有

90%

的扭矩被拧紧过程中的摩擦消耗掉。当支承面的摩擦系数降低

20%

时，支承面摩擦扭

矩降为

40%

，螺栓轴向夹紧力将翻倍增加

(

有

20%

的拧紧扭矩转化成夹紧力

)

。由此可见，使

用扭矩装配方法，摩擦系数对螺栓夹紧力的影响之大。

扭矩－转角控制法

在拧紧螺栓时，

先以设定的扭矩将螺栓拧紧，

然后再将螺栓旋转到一个规定的角度，

利

用螺栓的弹性变形，

来确保联接力达到规定的要求，

这就是转角扭矩法。

这种方法可分为弹

性区域拧紧法和塑性区域法。

此方法能较准确控制预紧力，

螺栓材料完全被利用，

仅与螺纹副摩擦及螺栓的屈服强度

有关，设定的扭矩值常取所需拧紧扭矩值的

25

％左右。虽然螺纹的摩擦系数对达到较小的

扭矩产生的

“阶段预紧力”有一定的影响，但是影响较小，而螺纹的摩擦系数对转角拧紧所

产生预紧力没有影响，

因为在弹性区或塑性区，

如果弹性模量恒定，

预紧力仅与螺栓伸长量

有关，而伸长量与螺栓旋转的角度成正比

4.

如何检测摩擦系数

目前汽车行业使用比较多的设备是德国

Schatz

多功能螺栓紧固分析系统，

此实验测试机传

感器精度均为

0.5%

，符合各大汽车公司紧固件分析要求中的试验测试机要求。实验测试机

通过测试分析系统软件程序，

可以求得总摩擦系数、

螺纹之间的摩擦系数及支承表面摩擦系

数，同时可以按不同的装配工艺

(

如扭矩转角装配、屈服点装配等

)

进行验证性试验。

4.1

规定检验方法

在对首件检验或批量监控以及对特殊螺栓连接的评价中，

摩擦系数均按

VW 01131-1

确定。

对于新的表面系统的确认，原则上按

VW 01131-1

规定的条件进行检验。

4.2

摩擦系数检验的评价

结果评价按下：

对

10

件随机选取的工件，所有摩擦系数、部分摩擦系数，受极限的影响必须位于

0.08

到

0.16

间距内。

当数值超出间距之外，

还可在同一范围内进行第二次抽样进行检验。

而第二次抽样

必须所有

10

个测量值位于公差范围内。

4.3

热旋松方法的评价（热拆解）

对于表面系统的确认检验，热旋出测定按

VW 01131-2

，其作为是对

4.2

节摩擦系数的附

测试橡胶材料的延伸率，必须要加一只大变形工装，用来精密求取伸长率，所以一定要选用HY-0580型的万能材料试验机。

HY-0580的微机控制电子万能试验机的技术指标：

HY-0580微机控制电子万能材料试验机

主要技术参数

仪器主要配置

1. 产品规格： HY-0580

2．精度等级： 0.5级

3．最大负荷： 5000N

4．有效测力范围：0.1/100-100%;

5．试验力分辨率，最大负荷±500000码；内外不分档，且全程分辨率不变。

6．有效试验宽度：120mm

7．有效试验空间：800mm

8．试验速度:：0.001~500mm/min(任意调)

9. 速度精度：示值的±0.5%以内；

10．位移测量精度：示值的±0.5%以内；

11．变形测量精度：示值的±0.5%以内；

12．应力控速率范围： 0.005%～6％FS/S

13．应力控速率精度：速率＜0.05％FS/S时，为设定值的±1%以内；速率≥0.05％FS/S时，为设定值的±0.5%以内；

14．应变控速率范围： 0.002%～6％FS/S

15．应变控速率精度：速率＜0.05％FS/S时，为设定值的±2%以内；速率≥0.05％FS/S时，为设定值的±0.5%以内；

16. 恒力/位移/变形测量范围：0.5％～100％FS

17．恒力/位移/变形测量精度：设定值＜10％FS时, 为设定值的±1%以内；设定值≥10％FS时, 为设定值的±0.1%以内；

18．试台升降装置：快/慢两种速度控制，可点动；

19．试台安全装置：电子限位保护

20．试台返回：手动可以最高速度返回试验初始位置，自动可在试验结束后自动返回；

21．试验定时间自动停车,试验定变形自动停车,试验定负荷自动停车

22．超载保护：超过最大负荷10%时自动保护；

23. 自动诊断功能，定时对测量系统、驱动系统进行过载、过压、过流、超负荷等检查，出现异常情况立即进行保护

23．电源功率： 750W

24．主机重量： 95kg

25. 电源电压: 220V（单相）

26. 主机尺寸：470*400*1510mm

1、 仪器简介：

5000N高刚性精密主机一台（5000N以内力值可任意换）； [采用高频淬火双导向杠导向，滚珠丝杠与导向杠三角结构布局，提高了主机刚性，大大减少了主机的变形，优质的汽车烤漆工艺及符合人机工程学原理的设计理念打造出了无与伦的高性能仪器主机。]

2、 仪器配置：

1）5000N美国铨力进口高精度传感器一只；(精度FS0.02%)：[采用进口的电子应变片及弹性体配合调质处理的传感器专用钢材，提高了传感器的测量精度及使用寿命，减小了温漂及回零误差]

2）日本松下（安川）全数字交流伺服电机系统及多磨川编码器一套；[智能化的实时自动增益调整和高速高响应及超低振动作为动力源]

3）台湾衡翼高精度同步减速系统一套：[采用三级减速的全同步齿型带减速系统配合台湾原装同步带，实现

了高效率，无间隙，低躁音的稳定传动，且同步带减速有效减少了日常的加油维护，大大提高了使用寿命 ]

4）德国优励聂夫高精度滚珠丝杠一根；[进口高精度滚珠丝杠，表面高频淬火加研磨工艺，采用双螺母组合垫片预紧结构，预紧力2KN，大大减小了传动间隙提高了传动精度和使用寿命]

3、 测控系统：

上海衡翼精密仪器专业测控系统一套；采用菲利浦公司32位的ARM9核微处理做为CPU配合美国军工级24位AD转换器制成的测控主板结合我司30多年的专业试验软件，具有56MIPS高速、精确的数据处理及超强的抗干扰能力，采用光电隔离USB2.0，减少了干扰，提高了可靠性，热插拔也不会损坏元件，国内率先成熟的USB接口，带宽大幅提高；控制精度均达0.5级以上,测控系统可进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、撕裂、剪切、刺破、压陷硬度、低周疲劳等各项物理力学试验，可根据客户产品要求按GB、DIN、ISO、JIS、ASTM等国际标准和国外标准进行试验和提供数据；能自动求取最大试验力、断裂力、屈服HRb、抗拉强度、弯曲强度，弹性模量、伸长率、定伸长应力、定应力伸长、定应压缩等参数。

4、 软件系统：

HYtestV7.0全球通用型试验机专业测控软件采用9国语言编写支持任意语言界面和（N, kN, Lb, kP g,kg,Ton ）单位切换功能，全面满足GBT及ISO、ASTM、DIN、JIS等国际标准的技术要求并支持Windosxp,Win7.

5、 夹具配置：

A．拉伸夹具一套。

6、用户自配电脑。(免费赠送试验机操作软件一套。)；

7、常用工具包一套；

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文献贡献者

上海衡翼精密仪器有限公司

银牌会员丨第16年

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