PET棉花用打包带力学性能测试专用夹头的设计与制作


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【摘要】新疆是我国产棉大区,PET棉花打包带是棉花包装的必需品,但目前存在检测PET棉花打包带时因样品打滑测试不精确的问题,因此通过反复测试,笔者设计出了一个专用夹头,有效的解决了该问题。

【关键词】PET棉花打包带设计原理制作

PET棉花用打包带是一种以聚对苯二甲酸乙二醇酯(英文简称PET)为主要原料,经特殊工艺加工而成的高强度、高拉力的塑料打包带(俗称塑钢带)。该产品可以完全替代同等规格的钢带式板、同拉力强度的钢丝打包货物,但其重量只有钢带的1/6,可节省50%的包装成本。同时,该产品与钢带相比,耐磨损、燃点低、阻燃性好,有防潮、防生锈、防水、抗腐蚀性特性,解决了铁路运输易燃的难题,现铁路上已明令禁止棉花包装用金属进行捆扎。欧美、加拿大、澳大利亚等国已在20世纪80年代就用PET捆扎带代替钢丝(带)对棉花包装。我国在2007年正式将PET捆扎带写入国家棉花包装标准(GB/T6975-2007)全面替代传统钢丝(带)捆扎棉花包。

由于PET树脂的玻璃化温度高,结晶速度慢,模塑周期长、成型周期长、成型收缩率大。结晶化的成型呈脆性。因此,以PET树脂为主要原料生产出的捆扎带强度很高,一般厚度在1.2毫米宽度20毫米的PET棉花用打包带拉力均在10000N以上,但因其表面脆性高(甚至和玻璃一样),内部很软,造成很光滑又有一定的延展性,而传统抗拉伸试验夹具采用的是对夹夹具或楔形夹具,在进行PET捆扎带的拉伸试验时,对容易使打包带发生脆裂,如同玻璃一般直接崩断,而楔形夹具又夹持不牢,在试验过程中,试样容易打滑,脱开夹具造成试验失败,为此我们专门设计研究并制作了专用的PET打包带拉伸夹头,满足了对该产品检测要求,现将其设计原理及制作简介如下。

1.设计原理

因PET塑钢带表面硬度很高且呈脆性,但其内部很软有一定的延展性,而常用的拉伸夹头夹紧方向一般与试样呈垂直,这在试样受到向上拉力时,夹持试样力就会与试样拉伸力垂直,当拉伸力越大,夹持力越大,当拉伸力小于试样强度,大于夹持力时,会有两种情况产生:一种是试样脱落,一种是试样在夹头里断裂。造成第二种情况的原因是拉力越大,夹持力越大,这就会使试样表面造成损伤(因试样表面光滑且硬度高),根据应力集中原理,试样就会断在夹头或夹头附近,达不到试验要求也反映不出产品的真实质量。因此,要达到试验要求,就必须改变试样夹持的受力方向。为此,我们将夹持拉力方向由垂直受力改为摩擦受力,这样将减小试样损伤力,不产生损伤性应力集中。同时,使试样本身受到最大拉力,试样受力分析见图1。

2.制作

制作PET拉伸夹持装置,需用45钢,摩擦表面光滑,半圆夹持部应上下活动,便于装夹试样,角度要大于45°。具体制作要求见图2,制作好的夹头见图3。

该夹头也可用于其他软质高强度产品检测,如吨装袋吊带的测试等。

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