光纖光纜拉力試驗機的結(jié)構(gòu)組成是怎樣的？

光纖光纜拉力試驗機的結(jié)構(gòu)設(shè)計圍繞 “精準力學測試" 與 “光纖專屬保護" 兩大核心，在通用拉力試驗機基礎(chǔ)上，強化了防損傷夾具、防扭轉(zhuǎn)機構(gòu)、功能擴展模塊，以適配光纖（直徑 0.125-0.9mm）、光纜（直徑 2-20mm）的細徑、脆質(zhì)特性及專用測試標準（如 IEC 60794、GB/T 7424）。其核心結(jié)構(gòu)可拆解為 6 大模塊，各模塊功能與技術(shù)特點如下：

一、主機機架：穩(wěn)定加載的基礎(chǔ)支撐

主機機架是設(shè)備的 “骨架"，需確保拉力施加過程中無變形、無振動，為精準測試提供穩(wěn)定環(huán)境，核心設(shè)計特點如下：

結(jié)構(gòu)類型：主流為雙柱立式機架（少數(shù)小載荷機型為單柱式），由兩根高強度合金立柱（表面鍍鉻防腐蝕）、上橫梁（固定）、移動橫梁（承載下夾具）、底座組成；雙柱對稱分布可抵消偏載力，避免橫梁傾斜導(dǎo)致光纖扭轉(zhuǎn)或受力不均。

抗變形能力：機架材質(zhì)多為 45 號鋼或鑄鋼，經(jīng)過時效處理消除內(nèi)應(yīng)力，最大載荷下（如 50kN）機架變形量≤0.05mm，確保拉力沿軸線方向穩(wěn)定傳遞，無附加位移誤差。

輔助設(shè)計：部分機型底座帶防震腳墊（橡膠材質(zhì)），可吸收地面振動（如實驗室其他設(shè)備運行產(chǎn)生的振動），避免微小振動影響力值傳感器的精度；部分帶 “橫梁升降限位"，防止橫梁超行程運行損壞設(shè)備或試樣。

二、伺服驅(qū)動系統(tǒng)：精準控制加載過程

伺服驅(qū)動系統(tǒng)是設(shè)備的 “動力核心"，負責按設(shè)定參數(shù)（速度、力值）驅(qū)動橫梁移動，實現(xiàn)勻速加載、恒力保持等測試模式，適配光纖光纜 “低速、平穩(wěn)" 的測試需求：

核心組件：由高精度伺服電機（多為永磁同步伺服電機，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、噪音低）、滾珠絲杠（高精度 C7 級以上，傳動效率≥90%，無間隙）、減速機構(gòu)（行星齒輪減速器，降低轉(zhuǎn)速并提升扭矩）組成。

控制精度：加載速度范圍寬（0.01-500mm/min），速度控制精度≤±2% 設(shè)定值，可滿足不同測試需求 —— 如裸光纖拉伸需低速（5mm/min，避免沖擊斷裂），光纜蠕變測試需超低速（0.01mm/min，模擬長期受力）。

驅(qū)動模式：支持 “位移控制"（恒速移動橫梁）、“力值控制"（恒定拉力加載）、“混合控制"（如先恒速加載至目標力值，再恒力保持），可精準復(fù)現(xiàn)光纖光纜在敷設(shè)、運維中的實際受力場景（如長期懸掛的蠕變過程）。

三、專用夾具系統(tǒng)：光纖光纜的 “防損傷夾持" 關(guān)鍵

夾具是直接與試樣接觸的部件，需同時滿足 “夾緊不打滑" 和 “不損傷光纖芯 / 護套" 的雙重要求，是光纖光纜測試的 “核心專屬模塊"，按試樣類型分為三類：

光纖微夾頭：適配裸光纖 / 涂覆光纖

1.適用場景：測試 0.125mm 石英裸光纖、0.25mm/0.9mm 涂覆光纖的拉伸強度、斷裂伸長率。

設(shè)計特點：

夾頭內(nèi)帶彈性襯套（材質(zhì)為聚氨酯或氟橡膠，硬度 50-70 Shore A），避免金屬直接接觸壓斷光纖；

夾緊力可通過微調(diào)旋鈕精準調(diào)節(jié)（范圍 0.5-10N），配合力傳感器反饋，確保夾緊力 “剛好不打滑"（如裸光纖夾緊力通常為 1-3N）；

夾頭口徑可更換（如 0.125mm、0.25mm、0.9mm），適配不同直徑的光纖。

2. 光纜楔形夾具：適配各類光纜

適用場景：測試 2-20mm 光纜（如 ADSS 光纜、GYXTW 鎧裝光纜、室內(nèi)軟光纜）的拉伸斷裂強度、剝離強度。

設(shè)計特點：

采用 “楔形自鎖結(jié)構(gòu)"，拉力越大，鉗口夾緊力越強，可有效防止光纜打滑（尤其鎧裝光纜表面光滑，普通平口夾具易滑脫）；

鉗口內(nèi)側(cè)帶軟質(zhì)涂層 + 防滑微齒（涂層為硅膠，微齒深度 0.1-0.2mm），既增強摩擦力，又避免夾傷光纜 PE/PVC 護套（防止護套破裂導(dǎo)致光纖芯暴露）；

鉗口開口寬度可調(diào)（如 5-25mm），通過更換不同厚度的墊片，適配不同直徑的光纜。

3. 接頭拉脫夾具：適配光纜連接器 / 接頭

適用場景：測試光纜接頭（如熔接接頭、SC/LC/FC 連接器）的拉脫力，驗證接頭與光纜的粘合可靠性。

設(shè)計特點：

定制化工裝，分為 “光纜固定端" 和 “接頭固定端"—— 光纜端用弧形鉗口（貼合光纜曲面），接頭端用專用卡槽（如 SC 連接器卡槽，精準固定接頭外殼）；

夾具對中性（偏差≤0.05mm），確保拉力沿接頭軸線方向施加，避免接頭因橫向受力損壞。

四、防扭轉(zhuǎn)與對中機構(gòu)：避免光纖芯單側(cè)受力

光纖（尤其裸光纖）抗扭性能極差，微小扭轉(zhuǎn)（＞1°）即可導(dǎo)致光纖芯單側(cè)拉伸斷裂，因此設(shè)備需配備專屬的 “防扭轉(zhuǎn) + 自動對中" 機構(gòu)：

自動對中機構(gòu)：上、下夾具均帶導(dǎo)向軸（與立柱平行），移動橫梁沿導(dǎo)向軸滑動，確保橫梁升降時無偏移；部分機型帶 “對中調(diào)節(jié)旋鈕"，可手動微調(diào)夾具位置，使試樣軸線與設(shè)備力軸對齊，對中精度≤0.1mm。

扭轉(zhuǎn)監(jiān)測與防護：機型集成扭轉(zhuǎn)傳感器（分辨率 0.1°），實時監(jiān)測光纜扭轉(zhuǎn)角度；若扭轉(zhuǎn)角度超過閾值（通常設(shè)為 1°），設(shè)備立即報警并減速 / 停機，同時記錄扭轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，避免光纖芯因扭轉(zhuǎn)斷裂導(dǎo)致測試失效。

試樣定位輔助：部分夾具帶 “試樣定位線"（紅色標記線），裝夾時將光纜與定位線對齊，直觀輔助操作人員確保試樣居中，降低人工裝夾的對中誤差。

五、測量與功能擴展模塊：精準采集與場景模擬

該模塊負責 “力值、位移、光纖狀態(tài)" 的精準采集，部分機型可擴展環(huán)境模擬功能，滿足復(fù)雜測試需求：

1. 核心測量組件

力值測量：內(nèi)置S 型高精度力傳感器（精度等級 0.02%-0.1% FS，量程 0.1kN-50kN），支持微小力值（如 0.5N）精準采集（如裸光纖拉伸力）；傳感器與夾具之間采用 “浮動連接"，可抵消輕微偏載，確保力值測量準確。

位移測量：

基礎(chǔ)位移：依賴滾珠絲杠的光電編碼器（分辨率 0.001mm），測量橫梁移動距離，用于計算光纜總伸長量；

微小變形：可選配微型引伸計（標距 5-20mm，分辨率 0.0001mm），直接夾持在光纜有效段，測量微小伸長量（如計算彈性模量），避免橫梁變形對位移數(shù)據(jù)的影響。

2. 光纖專屬擴展功能

通光檢測模塊：集成光功率計（精度 ±0.01dB）和 “光纖接口"（如 FC/PC 接口），測試時將光纜一端接入光功率計，另一端連接光源；若光纖芯斷裂，光功率會瞬間衰減（通常設(shè)衰減閾值 0.3-0.5dB），設(shè)備立即停機并記錄 “斷裂時的拉力值"，避免光纜護套未斷但光纖芯已斷的 “假測試"。

環(huán)境模擬接口：部分機型帶高低溫 / 濕度箱對接接口，可將試樣區(qū)域置于高低溫箱（-40℃~85℃）或濕度箱（20%-90% RH）內(nèi)，模擬環(huán)境下的光纜力學性能（如寒冷地區(qū)光纜的拉伸強度變化）；設(shè)備與環(huán)境箱通過軟件聯(lián)動，同步采集力、位移、溫度、濕度數(shù)據(jù)。

六、控制系統(tǒng)：測試流程的 “大腦"

控制系統(tǒng)由 “硬件控制器 + 專用測試軟件" 組成，負責參數(shù)設(shè)置、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理，是設(shè)備的 “操作核心"：

硬件控制器：含 PLC（可編程邏輯控制器）、高速 AD 轉(zhuǎn)換器（采樣頻率≥100Hz）、信號放大模塊；AD 轉(zhuǎn)換器將力傳感器、位移傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，PLC 按軟件指令控制伺服電機運行，響應(yīng)時間≤10ms。

專用測試軟件：

標準模板：內(nèi)置 IEC 60794、GB/T 7424、YD/T 1037 等光纖光纜專用標準模板，無需手動設(shè)置參數(shù)（如光纜拉伸速度、蠕變保持時間），直接選擇標準即可啟動測試，降低操作門檻；

實時監(jiān)控：軟件界面實時顯示 “力 - 位移曲線"“力 - 時間曲線"“光功率變化曲線"，關(guān)鍵數(shù)據(jù)（當前力值、位移、伸長率）實時刷新，便于操作人員觀察測試過程；

數(shù)據(jù)處理：自動計算拉伸強度（最大力 ÷ 光纜截面積）、斷裂伸長率（斷裂位移 ÷ 原始標距 ×100%）、蠕變變形量（恒力下的長期伸長量）等參數(shù)，數(shù)據(jù)精度≤±0.5%；

報告生成：支持自定義報告模板（添加企業(yè) LOGO、測試標準、試樣信息），測試完成后自動生成 PDF/Excel 報告，報告包含曲線、數(shù)據(jù)、參數(shù)設(shè)置，可直接用于質(zhì)檢記錄或第三方認證。

總結(jié)：結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心邏輯

光纖光纜拉力試驗機的結(jié)構(gòu)設(shè)計始終圍繞 “保護光纖 + 精準測試" 展開：

機架與驅(qū)動系統(tǒng)確保 “穩(wěn)定加載"，避免機械誤差影響數(shù)據(jù)；

專用夾具與防扭轉(zhuǎn)機構(gòu)確保 “光纖不損傷"，解決光纖細徑、脆質(zhì)的夾持難題；

測量與擴展模塊確保 “數(shù)據(jù)精準 + 場景覆蓋"，滿足從基礎(chǔ)拉伸到環(huán)境測試的需求；

控制系統(tǒng)確保 “操作便捷 + 標準合規(guī)"，適配光纖光纜行業(yè)的專用測試流程。

各模塊協(xié)同工作，最終實現(xiàn) “在不破壞光纖芯的前提下，精準獲取其力學性能" 的核心目標，為光纖光纜的質(zhì)量控制與研發(fā)提供可靠支撐。