CN102156074B - 一种纸张抗张强度试验机及其试样夹持方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸张抗张强度试验机及其试样夹持方法，其中一种纸张抗张强度试验机，包括机架、用于对纸张施加夹紧力的纸张夹紧力施加装置、用于测量并定量调节纸张夹紧力的第一弹性元件、用于夹紧纸张的分离/夹紧装置、用于承载纸张的纸张夹紧面装置；纸张夹紧力施加装置通过第一弹性元件与所述分离/夹紧装置连接;第一弹性元件设置有用于读取其位移量的装置；纸张夹紧面装置与机架连接在一起；分离/夹紧装置包括分离导向块、纸张压紧块、用于使分离/夹紧装置和纸张分开的第二弹性元件上。本发明解决了现有技术中无法实现对夹紧的夹力进行测量和定量调节，纸张容易损伤或滑动，且其无法实现夹紧力的线接触状态的技术问题。

Description

一种纸张抗张强度试验机及其试样夹持方法

技术领域

本发明涉及纸张检测领域，尤其涉及一种能够对纸张夹紧力进行量化的纸张抗张强度试验机及其试样夹持方法。

背景技术

无论是国标还是行标都对纸张张力仪的纸张夹紧装置做了明确的规定，纸与纸板抗张试验机（QB/T1053-2004）规定纸张试样夹持装置应能可靠夹持试样，夹紧后试样不得受损伤，试验过程中试样不得滑动。GB/T 12914-2008纸和纸板抗张强度的测定纸张夹头应将试样全宽牢固夹住，不应损伤或滑动试样，并且夹头应具有调节夹力的作用。GB/T 12914-2008还特别规定对纸张进行夹持时夹紧力保持线接触状态。

目前立式纸张抗张强度试验机成为市场上的主流，但是由于其采用旋转螺钉实现对纸张的夹紧，故存在着以下问题：

第一，其无法实现对夹紧纸张的夹力进行测量和定量调节

第二，其采用旋转型进给夹紧试样，纸张容易损伤或滑动

第三，其无法实现夹紧力的线接触状态，故其无法准确预测纸张带样张的受力点，也就无法确定纸张纸带样张在拉伸时的有效实验产度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纸张抗张强度试验机及其试样夹持方法，以解决现有技术中无法实现对夹紧的夹力进行测量和定量调节，纸张容易损伤或滑动，且其无法实现夹紧力的线接触状态的技术问题。

一种纸张抗张强度试验机，包括：

机架、用于对纸张施加夹紧力的纸张夹紧力施加装置、用于测量并定量调节纸张夹紧力的第一弹性元件、用于夹紧纸张的分离/夹紧装置、用于承载纸张的纸张夹紧面装置；所述纸张夹紧力施加装置通过所述第一弹性元件与所述分离/夹紧装置连接;所述第一弹性元件设置有用于读取其位移量的装置；所述纸张夹紧面装置与所述机架连接在一起；

所述分离/夹紧装置包括分离导向块、纸张压紧块、用于使分离/夹紧装置和纸张分开的第二弹性元件；所述分离导向块与纸张压紧块连接在一起；所述第二弹性元件设置在所述分离导向块上；所述第一弹性元件的刚度大于所述第二弹性元件的刚度；

所述机架设置有导向槽；所述纸张夹紧力施加装置、第一弹性元件、分离导向块以及第二弹性元件设置于所述导向槽中。

较佳地，所述导向槽呈阶梯状，且所述第二弹性元件的中径大于所述导向槽的最小宽度。

较佳地，所述纸张压紧块下表面设置有若干个凸起。

较佳地，所述凸起为半圆柱形状。

较佳地，还包括垫片，所述垫片设置于所述纸张压紧块下方。

一种纸张抗张强度试验机试样夹持方法，其包括下列步骤：

（1）提供一种纸张抗张强度试验机，包括：机架、用于对纸张施加夹紧力的纸张夹紧力施加装置、用于测量并定量调节纸张夹紧力的第一弹性元件、用于夹紧纸张的分离/夹紧装置、用于承载纸张的纸张夹紧面装置；所述纸张夹紧力施加装置通过所述第一弹性元件与所述分离/夹紧装置连接;所述第一弹性元件设置有用于读取其位移量的装置；所述纸张夹紧面装置与所述机架连接在一起；

所述分离/夹紧装置包括分离导向块、纸张压紧块、用于使分离/夹紧装置和纸张分开的第二弹性元件；所述分离导向块与纸张压紧块连接在一起；所述第二弹性元件设置在所述分离导向块上；所述第一弹性元件的刚度大于所述第二弹性元件的刚度；

所述机架设置有导向槽；所述纸张夹紧力施加装置、第一弹性元件、分离导向块以及第二弹性元件设置于所述导向槽中；

（2）把待测的纸张放置在纸张夹紧面装置上；

（3）纸张夹紧力施加装置对第一弹性元件、分离/压紧装置进行向下施压；

（4）当纸张压紧块下表面的半圆柱状凸起与待测纸张互相接触时，第二弹性元件开始压缩，随着其的压缩，纸张夹紧力施加装置、第一弹性元件、分离/压紧装置继续沿着夹紧力方向移动，直至第二弹性元件完全压缩，移动停止；

（5）纸张夹紧力施加装置继续施压，第一弹性元件开始压缩，通过读取第一弹性元件的位移量来得到对应的对待测纸张施加的夹紧力，并根据该测量值对夹紧力进行定量调节；此时待测纸张被压紧，当获得足够的压紧力时停止纸张夹紧力施加装置；

（6）对已经夹紧的待测纸张进行张力试验。

（7）当实验结束时，逐渐去除纸张夹紧力施加装置的压力，第一弹性元件、第二弹性元件相继卸载；分离/压紧装置与待测纸张分离。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

第一，本发明采用第一弹性元件连接纸张夹紧力施加装置与分离/夹紧装置；利用第一弹性元件在分离/夹紧装置夹紧纸张后对纸张进行定量调节。通过对第一弹性元件位移量的读取来实现对纸张夹紧力的测量，且实现了对纸张夹紧的夹力进行测量和定量调节。

第二，为了使得分离/压紧装置卸载时离开纸张夹紧面装置，本装置采用另一个弹性元件套设在分离导向块上，在分离/压紧装置卸载时将分离/压紧装置反弹，实现纸分离/压紧装置和纸张夹紧面装置的分离，便于装拆卸纸张。

第三，机架垂直设置有导向槽；所述纸张夹紧力施加装置、第一弹性元件、分离导向块以及第二弹性元件设置于所述导向槽中，通过导向槽的垂直度使得下压的夹紧力具有垂直性，避免了在夹紧纸张时可能产生的扭力剪力等，从而避免了纸张容易损伤的问题。

第四，纸张压紧块下表面设置有若干个半圆柱体凸起，使得纸张压紧块与待测纸张的接触为线接触，可以准确预测纸张带样张的受力点。

第五，在压紧部件下方粘结上一定厚度的垫片，该垫片同时位于待测纸张和纸张压紧块之间，利用摩擦力实现纸张牢固夹住，保证纸张在拉伸过程中不相对滑动及不易损坏。

附图说明

图1为本发明的一种纸张抗张强度试验机的结构示意图。

具体实施方式

实施例

下方结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明：

请参阅图1，一种纸张抗张强度试验机100，包括机架7、用于对纸张施加夹紧力的纸张夹紧力施加装置5、用于测量并定量调节纸张夹紧力的第一弹性元件4、用于夹紧纸张的分离/夹紧装置3、用于承载纸张的纸张夹紧面装置1；纸张夹紧力施加装置5通过上述第一弹性元件4与上述分离/夹紧装置3连接。

机架7和纸张夹紧面装置1通过螺纹连接在一起，是固定不动的。

在本实施例中，纸张夹紧力施加装置包括加载导向块5、操作旋钮6；加载导向块5和操作旋钮6连接在一起。其通过旋转操作旋钮6实现对第一弹性元件4的压缩和制动作用，并便于手工操作，仅为举例，纸张夹紧力施加装置5还有别的施压方式，本发明不对此作出限定。

分离/夹紧装置3包括：分离导向块31、纸张压紧块32、使分离/夹紧装置和纸张分开的第二弹性元件33；分离导向块31与纸张压紧块32连接在一起；第二弹性元件33设置在分离导向块31上。

上述第一弹性元件4的刚度大于上述第二弹性元件33的刚度。

在本实施例中，第一弹性元件4和第二弹性元件33均为弹簧，其还有其他的实现形式，本发明不对此作出限定。

第一弹性元件4的弹簧刚度为79N/mm，自由高度为35mm，弹簧中径为20mm，有效圈数为4，材料直径为4mm，弹簧材料为SUS304，其有效压紧量为5mm。

第二弹性元件33的弹簧刚度为4.82N/mm，自由高度为15mm，弹簧中径为8mm，有效圈数为4，材料直径为1mm，弹簧材料为SUS304，其有效压紧量为5mm。

上述纸张压紧块32的下表面设置有若干个凸起。在本实施例中，纸张压紧块32的下表面设置有一个半圆柱状的凸起321，仅为举例，纸张压紧块下表面也可以没有凸起或也可以有多个凸起，本实用新型不对凸起的数量和形状作出限定。

本实施例中，上述纸张压紧块32的下方还粘结有垫片2，该垫片2为铁氟龙材质。

上述机架7垂直设置有呈阶梯状的导向槽6；上述纸张夹紧力施加装置5、第一弹性元件4、分离导向块31以及第二弹性元件33设置于上述导向槽6中；且第二弹性元件33的中径大于导向槽6的最小直径。

在本实施例中，导向槽6的最下端的槽段61的槽宽度为5mm，该宽度为导向槽6的最小宽度，其小于第二弹性元件33的中径8mm，且第二弹性元件33的下端卡在槽段61的上端。

且加载导向块51通过在导向槽6里的垂直运动实现了夹紧力的传递以及保证纸张夹紧力的夹持方向的一致性，使夹紧力稳定；

分离导向块31通过在导向槽6里的垂直运动实现了保证分离/夹紧装置3在分离过程中的稳定性以及传递第二弹性元件33产生的分离力的作用。

在进行纸张张力试验时，将待测纸张放置在纸张夹紧面装置1上，通过操作旋钮的不断旋转，使得粘结有垫片2的纸张夹紧块32向纸张不断靠近。

本实施例中，纸张夹紧面装置1与纸张夹紧块32的半圆柱状凸起321之间的距离为2mm。

操作旋钮52与机架7上端之间有一段空间，使得操作旋钮52有一段可以向下活动的空间。

第一弹性元件4安装有测试其位移的装置，在本实施例中，其安装有一把精度在0.1mm的直尺，通过人工读取直尺上的数值，来得到第一弹性元件的位移量，这里仅为举例，第一弹性元件4也可以安装可以自动读取其位移的电子器件，本发明不对此作出限定。

通过上述直尺读出的第一弹性元件4的位移量和对待测纸张施压的压紧力的值在弹簧允许的范围内成正比，比值由弹性的性质决定。

上述一种纸张抗张强度试验机100对应的试样夹持方法，包括下列步骤：

下面详细介绍本发明的工作过程：

（1）把待测的纸张放置在纸张夹紧面装置1上。

（2）纸张夹紧力施加装置5对第一弹性元件、分离/压紧装置3进行向下施压：

旋转操作旋钮52，其带动加载导向块向下施压，此时第一弹性元件4、分离/压紧装置3沿着夹紧力方向往下移动。

（3）当纸张压紧块32下表面的半圆柱状凸起321与待测纸张互相接触时，因为第二弹性元件33的中径大于槽段61的宽度，且第二弹性元件33的下端卡在槽段61的上端，故第二弹性元件33开始压缩，随着其的压缩，纸张夹紧力施加装置5、第一弹性元件4、分离/压紧装置3继续沿着夹紧力方向移动，直至第二弹性元件33完全压缩，移动停止。

（4）纸张夹紧力施加装置5继续施压，第一弹性元件4开始压缩，通过读取第一弹性元件4的位移量来得到对应的对待测纸张施加的夹紧力，并根据该测量值对夹紧力进行定量调节；此时待测纸张被压紧，当获得足够的压紧力时停止纸张夹紧力施加装置5：

继续旋转操作旋钮52，此时第一弹性元件4得到压缩，此时读取设置在其上的直尺的数值，从而得到第一弹性元件4的位移量。通过上述直尺读出的第一弹性元件4的位移量和对待测纸张施压的压紧力的值在弹簧允许的范围内成正比，比值由弹性的性质决定。故测量第一弹性元件4的位移量，即可获取第一弹性元件4的夹紧力。并通过测量值对纸张夹紧力进行定量调节。此时纸张被压紧，当获得足够的压紧力时停止旋转操作旋钮52。

（5）对已经夹紧的待测纸张进行张力试验。

（6）当实验结束时，逐渐去除纸张夹紧力施加装置5的压力，第一弹性元件4、第二弹性元件33相继卸载；分离/压紧装置3与待测纸张分离：

反向旋转操作旋钮52，此时第一弹性元件4卸载，随着第一弹性元件4的完全卸载；继续反向旋操作旋钮52，此时第二弹性元件33得到恢复，其会产生一个向上分离力，加快第一弹性元件4、分离/压紧装置3沿着夹紧力反向移动，起到与纸张分离作用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

第一，本发明采用第一弹性元件连接纸张夹紧力施加装置与分离/夹紧装置；利用第一弹性元件在分离/夹紧装置夹紧纸张后对纸张进行定量调节。通过对第一弹性元件位移量的读取来实现对纸张夹紧力的测量，且实现了对纸张夹紧的夹力进行定量调节。

第二，为了使得分离/压紧装置卸载时离开纸张夹紧面装置，本装置采用另一个弹性元件套设在分离导向块上，在分离/压紧装置卸载时将分离/压紧装置反弹，实现纸分离/压紧装置和纸张夹紧面装置的分离，便于装拆卸纸张。

第三，机架垂直设置有导向槽；所述纸张夹紧力施加装置、第一弹性元件、分离导向块以及第二弹性元件设置于所述导向槽中，通过导向槽的垂直度使得下压的夹紧力具有垂直性，避免了在夹紧纸张时可能产生的扭力剪力等，从而避免了纸张容易损伤的问题。

第四，纸张压紧块下表面设置有若干个半圆柱体凸起，使得纸张压紧块与待测纸张的接触为线接触，可以准确预测纸张带样张的受力点。

第五，在压紧部件下方粘结上一定厚度的垫片，该垫片同时位于待测纸张和纸张压紧块之间，利用摩擦力实现纸张牢固夹住，保证纸张在拉伸过程中不相对滑动及不易损坏。

本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种纸张抗张强度试验机，其特征在于，包括：

机架、用于对纸张施加夹紧力的纸张夹紧力施加装置、用于测量并定量调节纸张夹紧力的第一弹性元件、用于夹紧纸张的分离/夹紧装置、用于承载纸张的纸张夹紧面装置；所述纸张夹紧力施加装置通过所述第一弹性元件与所述分离/夹紧装置连接;所述第一弹性元件设置有用于读取其位移量的装置；所述纸张夹紧面装置与所述机架连接在一起；

所述分离/夹紧装置包括分离导向块、纸张压紧块、用于使分离/夹紧装置和纸张分开的第二弹性元件；所述分离导向块与纸张压紧块连接在一起；所述第二弹性元件设置在所述分离导向块上；所述第一弹性元件的刚度大于所述第二弹性元件的刚度；

所述机架设置有导向槽；所述纸张夹紧力施加装置、第一弹性元件、分离导向块以及第二弹性元件设置于所述导向槽中。

2.根据权利要求1所述的一种纸张抗张强度试验机，其特征在于，所述导向槽呈阶梯状，且所述第二弹性元件的中径大于所述导向槽的最小宽度。

3.根据权利要求1所述的一种纸张抗张强度试验机，其特征在于，所述纸张压紧块下表面设置有若干个凸起。

4.根据权利要求3所述的一种纸张抗张强度试验机，其特征在于，所述凸起为半圆柱形状。

5.根据权利要求1所述的一种纸张抗张强度试验机，其特征在于，还包括垫片，所述垫片设置于所述纸张压紧块下方。

6.一种纸张抗张强度试验机试样夹持方法，其特征在于，其包括下列步骤：

（1）提供一种纸张抗张强度试验机，包括：机架、用于对纸张施加夹紧力的纸张夹紧力施加装置、用于测量并定量调节纸张夹紧力的第一弹性元件、用于夹紧纸张的分离/夹紧装置、用于承载纸张的纸张夹紧面装置；所述纸张夹紧力施加装置通过所述第一弹性元件与所述分离/夹紧装置连接;所述第一弹性元件设置有用于读取其位移量的装置；所述纸张夹紧面装置与所述机架连接在一起；

所述分离/夹紧装置包括分离导向块、纸张压紧块、用于使分离/夹紧装置和纸张分开的第二弹性元件；所述分离导向块与纸张压紧块连接在一起；所述第二弹性元件设置在所述分离导向块上；所述第一弹性元件的刚度大于所述第二弹性元件的刚度；

所述机架设置有导向槽；所述纸张夹紧力施加装置、第一弹性元件、分离导向块以及第 二弹性元件设置于所述导向槽中；

（2）把待测的纸张放置在纸张夹紧面装置上；

（3）纸张夹紧力施加装置对第一弹性元件、分离/压紧装置进行向下施压；

（4）当纸张压紧块下表面的半圆柱状凸起与待测纸张互相接触时，第二弹性元件开始压缩，随着其的压缩，纸张夹紧力施加装置、第一弹性元件、分离/压紧装置继续沿着夹紧力方向移动，直至第二弹性元件完全压缩，移动停止；

（5）纸张夹紧力施加装置继续施压，第一弹性元件开始压缩，通过读取第一弹性元件的位移量来得到对应的对待测纸张施加的夹紧力，并根据该测量值对夹紧力进行定量调节；此时待测纸张被压紧，当获得足够的压紧力时停止纸张夹紧力施加装置；

（6）对已经夹紧的待测纸张进行张力试验;

（7）当实验结束时，逐渐去除纸张夹紧力施加装置的压力，第一弹性元件、第二弹性元件相继卸载；分离/压紧装置与待测纸张分离。