光纤光缆拉力试验机的结构组成是怎样的？

光纤光缆拉力试验机的结构设计围绕 “精准力学测试” 与 “光纤专属保护” 两大核心，在通用拉力试验机基础上，强化了防损伤夹具、防扭转机构、功能扩展模块，以适配光纤（直径 0.125-0.9mm）、光缆（直径 2-20mm）的细径、脆质特性及专用测试标准（如 IEC 60794、GB/T 7424）。其核心结构可拆解为 6 大模块，各模块功能与技术特点如下：

一、主机机架：稳定加载的基础支撑

主机机架是设备的 “骨架”，需确保拉力施加过程中无变形、无振动，为精准测试提供稳定环境，核心设计特点如下：

结构类型：主流为双柱立式机架（少数小载荷机型为单柱式），由两根高强度合金立柱（表面镀铬防腐蚀）、上横梁（固定）、移动横梁（承载下夹具）、底座组成；双柱对称分布可抵消偏载力，避免横梁倾斜导致光纤扭转或受力不均。

抗变形能力：机架材质多为 45 号钢或铸钢，经过时效处理消除内应力，最大载荷下（如 50kN）机架变形量≤0.05mm，确保拉力沿轴线方向稳定传递，无附加位移误差。

辅助设计：部分机型底座带防震脚垫（橡胶材质），可吸收地面振动（如实验室其他设备运行产生的振动），避免微小振动影响力值传感器的精度；部分带 “横梁升降限位”，防止横梁超行程运行损坏设备或试样。

二、伺服驱动系统：精准控制加载过程

伺服驱动系统是设备的 “动力核心”，负责按设定参数（速度、力值）驱动横梁移动，实现匀速加载、恒力保持等测试模式，适配光纤光缆 “低速、平稳” 的测试需求：

核心组件：由高精度伺服电机（多为永磁同步伺服电机，转速稳定、噪音低）、滚珠丝杠（高精度 C7 级以上，传动效率≥90%，无间隙）、减速机构（行星齿轮减速器，降低转速并提升扭矩）组成。

控制精度：加载速度范围宽（0.01-500mm/min），速度控制精度≤±2% 设定值，可满足不同测试需求 —— 如裸光纤拉伸需低速（5mm/min，避免冲击断裂），光缆蠕变测试需超低速（0.01mm/min，模拟长期受力）。

驱动模式：支持 “位移控制”（恒速移动横梁）、“力值控制”（恒定拉力加载）、“混合控制”（如先恒速加载至目标力值，再恒力保持），可精准复现光纤光缆在敷设、运维中的实际受力场景（如长期悬挂的蠕变过程）。

三、专用夹具系统：光纤光缆的 “防损伤夹持” 关键

夹具是直接与试样接触的部件，需同时满足 “夹紧不打滑” 和 “不损伤光纤芯 / 护套” 的双重要求，是光纤光缆测试的 “核心专属模块”，按试样类型分为三类：

光纤微夹头：适配裸光纤 / 涂覆光纤

1.适用场景：测试 0.125mm 石英裸光纤、0.25mm/0.9mm 涂覆光纤的拉伸强度、断裂伸长率。

设计特点：

夹头内带弹性衬套（材质为聚氨酯或氟橡胶，硬度 50-70 Shore A），避免金属直接接触压断光纤；

夹紧力可通过微调旋钮精准调节（范围 0.5-10N），配合力传感器反馈，确保夹紧力 “刚好不打滑”（如裸光纤夹紧力通常为 1-3N）；

夹头口径可更换（如 0.125mm、0.25mm、0.9mm），适配不同直径的光纤。

2. 光缆楔形夹具：适配各类光缆

适用场景：测试 2-20mm 光缆（如 ADSS 光缆、GYXTW 铠装光缆、室内软光缆）的拉伸断裂强度、剥离强度。

设计特点：

采用 “楔形自锁结构”，拉力越大，钳口夹紧力越强，可有效防止光缆打滑（尤其铠装光缆表面光滑，普通平口夹具易滑脱）；

钳口内侧带软质涂层 + 防滑微齿（涂层为硅胶，微齿深度 0.1-0.2mm），既增强摩擦力，又避免夹伤光缆 PE/PVC 护套（防止护套破裂导致光纤芯暴露）；

钳口开口宽度可调（如 5-25mm），通过更换不同厚度的垫片，适配不同直径的光缆。

3. 接头拉脱夹具：适配光缆连接器 / 接头

适用场景：测试光缆接头（如熔接接头、SC/LC/FC 连接器）的拉脱力，验证接头与光缆的粘合可靠性。

设计特点：

定制化工装，分为 “光缆固定端” 和 “接头固定端”—— 光缆端用弧形钳口（贴合光缆曲面），接头端用专用卡槽（如 SC 连接器卡槽，精准固定接头外壳）；

夹具对中性（偏差≤0.05mm），确保拉力沿接头轴线方向施加，避免接头因横向受力损坏。

四、防扭转与对中机构：避免光纤芯单侧受力

光纤（尤其裸光纤）抗扭性能极差，微小扭转（＞1°）即可导致光纤芯单侧拉伸断裂，因此设备需配备专属的 “防扭转 + 自动对中” 机构：

自动对中机构：上、下夹具均带导向轴（与立柱平行），移动横梁沿导向轴滑动，确保横梁升降时无偏移；部分机型带 “对中调节旋钮”，可手动微调夹具位置，使试样轴线与设备力轴对齐，对中精度≤0.1mm。

扭转监测与防护：机型集成扭转传感器（分辨率 0.1°），实时监测光缆扭转角度；若扭转角度超过阈值（通常设为 1°），设备立即报警并减速 / 停机，同时记录扭转数据，避免光纤芯因扭转断裂导致测试失效。

试样定位辅助：部分夹具带 “试样定位线”（红色标记线），装夹时将光缆与定位线对齐，直观辅助操作人员确保试样居中，降低人工装夹的对中误差。

五、测量与功能扩展模块：精准采集与场景模拟

该模块负责 “力值、位移、光纤状态” 的精准采集，部分机型可扩展环境模拟功能，满足复杂测试需求：

1. 核心测量组件

力值测量：内置S 型高精度力传感器（精度等级 0.02%-0.1% FS，量程 0.1kN-50kN），支持微小力值（如 0.5N）精准采集（如裸光纤拉伸力）；传感器与夹具之间采用 “浮动连接”，可抵消轻微偏载，确保力值测量准确。

位移测量：

基础位移：依赖滚珠丝杠的光电编码器（分辨率 0.001mm），测量横梁移动距离，用于计算光缆总伸长量；

微小变形：可选配微型引伸计（标距 5-20mm，分辨率 0.0001mm），直接夹持在光缆有效段，测量微小伸长量（如计算弹性模量），避免横梁变形对位移数据的影响。

2. 光纤专属扩展功能

通光检测模块：集成光功率计（精度 ±0.01dB）和 “光纤接口”（如 FC/PC 接口），测试时将光缆一端接入光功率计，另一端连接光源；若光纤芯断裂，光功率会瞬间衰减（通常设衰减阈值 0.3-0.5dB），设备立即停机并记录 “断裂时的拉力值”，避免光缆护套未断但光纤芯已断的 “假测试”。

环境模拟接口：部分机型带高低温 / 湿度箱对接接口，可将试样区域置于高低温箱（-40℃~85℃）或湿度箱（20%-90% RH）内，模拟环境下的光缆力学性能（如寒冷地区光缆的拉伸强度变化）；设备与环境箱通过软件联动，同步采集力、位移、温度、湿度数据。

六、控制系统：测试流程的 “大脑”

控制系统由 “硬件控制器 + 专用测试软件” 组成，负责参数设置、实时监控、数据处理，是设备的 “操作核心”：

硬件控制器：含 PLC（可编程逻辑控制器）、高速 AD 转换器（采样频率≥100Hz）、信号放大模块；AD 转换器将力传感器、位移传感器的模拟信号转换为数字信号，PLC 按软件指令控制伺服电机运行，响应时间≤10ms。

专用测试软件：

标准模板：内置 IEC 60794、GB/T 7424、YD/T 1037 等光纤光缆专用标准模板，无需手动设置参数（如光缆拉伸速度、蠕变保持时间），直接选择标准即可启动测试，降低操作门槛；

实时监控：软件界面实时显示 “力 - 位移曲线”“力 - 时间曲线”“光功率变化曲线”，关键数据（当前力值、位移、伸长率）实时刷新，便于操作人员观察测试过程；

数据处理：自动计算拉伸强度（最大力 ÷ 光缆截面积）、断裂伸长率（断裂位移 ÷ 原始标距 ×100%）、蠕变变形量（恒力下的长期伸长量）等参数，数据精度≤±0.5%；

报告生成：支持自定义报告模板（添加企业 LOGO、测试标准、试样信息），测试完成后自动生成 PDF/Excel 报告，报告包含曲线、数据、参数设置，可直接用于质检记录或第三方认证。

总结：结构设计的核心逻辑

光纤光缆拉力试验机的结构设计始终围绕 “保护光纤 + 精准测试” 展开：

机架与驱动系统确保 “稳定加载”，避免机械误差影响数据；

专用夹具与防扭转机构确保 “光纤不损伤”，解决光纤细径、脆质的夹持难题；

测量与扩展模块确保 “数据精准 + 场景覆盖”，满足从基础拉伸到环境测试的需求；

控制系统确保 “操作便捷 + 标准合规”，适配光纤光缆行业的专用测试流程。

各模块协同工作，最终实现 “在不破坏光纤芯的前提下，精准获取其力学性能” 的核心目标，为光纤光缆的质量控制与研发提供可靠支撑。