塑料拉力试验机的机械加载系统是实现对塑料试样施加可控拉力、完成拉伸试验的核心执行单元，其设计需满足加载精度高、运行稳定、调速范围广的要求，以模拟塑料在不同受力场景下的力学响应。该系统主要由以下 6 个关键部分组成，各部分协同工作实现 “动力输出→力的传递→试样固定→位移控制→安全防护" 的完整加载流程：
1. 动力驱动单元：加载动力的核心来源
动力驱动单元是机械加载系统的 “动力心脏"，负责将电能或液压能转化为机械运动（直线运动为主），为试样拉伸提供持续、可控的驱动力。根据驱动方式的不同，常见类型分为：
伺服电机驱动（主流类型）：
采用高精度伺服电机（如交流伺服电机、直流伺服电机）搭配减速机构（如行星减速器、蜗轮蜗杆减速器），通过电机的正反转控制加载方向（拉伸 / 压缩），通过伺服系统的闭环控制实现转速（即加载速度）的精准调节。
优势：响应速度快、加载精度高（速度误差通常＜±1%）、调速范围广（可从 0.001mm/min 到 500mm/min 甚至更高），适用于绝大多数塑料材料的拉伸试验（如薄膜、板材、管材等）。
液压驱动：
由液压泵、液压缸、液压阀组组成，通过液压泵产生高压油，经控制阀调节油液流量和压力，推动液压缸活塞做直线运动，实现对试样的加载。
优势：能提供超大加载力（可达数百 kN 级别），适合高强度塑料（如工程塑料、增强塑料）或大尺寸试样的拉伸试验；缺点是响应速度较慢，加载速度调节范围较窄。
2. 传动机构：动力与位移的精准传递
传动机构的作用是将动力驱动单元的运动（如电机的旋转运动）转化为横梁的直线运动（上横梁或下横梁移动，实现试样拉伸），同时保证运动的平稳性和位移精度。核心组件包括：
滚珠丝杠副（主流传动方式）：
由滚珠丝杠（螺杆）和滚珠螺母组成，电机通过联轴器带动丝杠旋转，螺母则沿丝杠轴线做直线运动，进而驱动横梁移动。
优势：传动效率高（可达 90% 以上）、磨损小、定位精度高（位移误差通常＜±0.01mm），能有效避免 “爬行" 现象（低速运动时的不均匀跳动），是高精度塑料拉力试验机的传动方式。
梯形丝杠副：
结构简单、成本低，但传动效率低（约 30%-50%）、磨损快，长期使用后位移精度下降明显，仅用于低端、低精度要求的试验机。
3. 夹持系统：试样的可靠固定与力的均匀传递
夹持系统用于固定塑料试样，确保加载力能均匀、稳定地传递到试样上，避免因夹持不当导致试样 “打滑" 或 “局部应力集中断裂"（非材料本身的力学失效）。根据塑料试样的形态（如薄膜、板材、管材、线材），夹持系统分为不同类型：
楔形夹具（通用型）：
由固定钳口、活动钳口、楔形块组成，加载时楔形块在拉力作用下自动夹紧试样（“自紧式" 设计），适用于板材、棒材等刚性较强的塑料试样。钳口内侧通常会粘贴防滑衬垫（如橡胶、砂纸、特殊合金），增强摩擦力，防止试样打滑。
薄膜夹具（专用型）：
针对薄膜类试样（厚度＜1mm）设计，采用 “宽钳口"（钳口宽度通常≥50mm）或 “气动 / 液压夹紧" 方式，避免夹持力过大导致试样边缘破损。部分薄膜夹具还会配备 “试样对中装置"，确保试样拉伸时受力轴线与试验机加载轴线一致。
管材 / 线材夹具：
管材夹具采用 “内胀式" 或 “外抱式" 结构，避免管材压扁；线材夹具则通过 “V 型槽" 或 “专用卡套" 固定，防止线材在拉伸过程中旋转或打滑。
4. 导向机构：保证横梁运动的直线度与稳定性
导向机构用于限制横梁的运动方向，确保横梁仅沿垂直于试样夹持面的直线方向移动（无左右偏移、前后倾斜），避免因横梁 “歪斜" 导致加载力方向偏离试样轴线，影响试验数据准确性。核心组件包括：
导向立柱：
通常为 2-4 根高精度圆柱形立柱，与横梁上的直线轴承或滑动衬套配合，为横梁提供稳定的支撑和导向。立柱表面需经过精密磨削和镀铬处理，降低摩擦系数，保证横梁运动的平顺性。
导向导轨：
部分试验机采用 “导轨 + 滑块" 结构（如矩形导轨、燕尾导轨），与立柱配合使用，进一步提升横梁的运动精度和稳定性，尤其适用于大跨度、大行程的试验机。
5. 行程控制单元：加载过程的位移边界管理
行程控制单元用于设定和限制横梁的移动范围（即 “试验行程"），防止因横梁过度移动导致：① 试样断裂后横梁继续运动，撞击试验机底部或顶部；② 夹持系统与其他部件碰撞，造成设备损坏。主要组成包括：
行程限位开关：
分为 “上限位开关" 和 “下限位开关"，安装在试验机的立柱或机架上，当横梁移动到设定的极限位置时，限位开关触发，自动切断动力驱动单元的电源，使横梁停止运动（硬限位保护）。
软件行程设定：
在试验机的控制系统中，可通过软件预设 “最大行程" 和 “最小行程"，当横梁位移达到预设值时，系统自动发出指令停止加载（软限位保护），与硬限位开关形成双重防护。
6. 机架结构：整个加载系统的支撑基础
机架是机械加载系统的 “骨架"，用于固定动力驱动单元、传动机构、导向机构、夹持系统等所有部件，需具备足够的刚性和稳定性，避免加载过程中机架变形（如立柱弯曲、横梁倾斜），影响试验精度。机架的设计特点包括：
材料选择：
通常采用优质碳素结构钢（如 Q235）或合金结构钢（如 45# 钢），经焊接、时效处理（消除内应力）和精密加工而成，确保机架的强度和刚度。
结构形式：
常见 “门式结构"（双立柱 + 上横梁 + 下横梁 + 底座，呈 “门" 形），该结构受力对称、稳定性好，能有效分散加载力，适合中高精度试验机；低端试验机也可能采用 “单立柱结构"，但刚性较差，仅适用于小加载力场景。
综上，塑料拉力试验机的机械加载系统通过 “动力驱动→传动→导向→夹持→行程控制" 的协同作用，实现对塑料试样的精准、稳定加载，是保证拉伸试验数据（如抗拉强度、断裂伸长率、弹性模量）准确性的核心硬件基础。
