光纖光纜拉力試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圍繞 “精準(zhǔn)力學(xué)測(cè)試" 與 “光纖專屬保護(hù)" 兩大核心，在通用拉力試驗(yàn)機(jī)基礎(chǔ)上，強(qiáng)化了防損傷夾具、防扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、功能擴(kuò)展模塊，以適配光纖（直徑 0.125-0.9mm）、光纜（直徑 2-20mm）的細(xì)徑、脆質(zhì)特性及專用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（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(diǎn)如下：

一、主機(jī)機(jī)架：穩(wěn)定加載的基礎(chǔ)支撐

主機(jī)機(jī)架是設(shè)備的 “骨架"，需確保拉力施加過(guò)程中無(wú)變形、無(wú)振動(dòng)，為精準(zhǔn)測(cè)試提供穩(wěn)定環(huán)境，核心設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下：

結(jié)構(gòu)類型：主流為雙柱立式機(jī)架（少數(shù)小載荷機(jī)型為單柱式），由兩根高強(qiáng)度合金立柱（表面鍍鉻防腐蝕）、上橫梁（固定）、移動(dòng)橫梁（承載下夾具）、底座組成；雙柱對(duì)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(jī)架材質(zhì)多為 45 號(hào)鋼或鑄鋼，經(jīng)過(guò)時(shí)效處理消除內(nèi)應(yīng)力，最大載荷下（如 50kN）機(jī)架變形量≤0.05mm，確保拉力沿軸線方向穩(wěn)定傳遞，無(wú)附加位移誤差。

輔助設(shè)計(jì)：部分機(jī)型底座帶防震腳墊（橡膠材質(zhì)），可吸收地面振動(dòng)（如實(shí)驗(yàn)室其他設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)），避免微小振動(dòng)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(yùn)行損壞設(shè)備或試樣。

二、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：精準(zhǔn)控制加載過(guò)程

伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是設(shè)備的 “動(dòng)力核心"，負(fù)責(zé)按設(shè)定參數(shù)（速度、力值）驅(qū)動(dòng)橫梁移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)勻速加載、恒力保持等測(cè)試模式，適配光纖光纜 “低速、平穩(wěn)" 的測(cè)試需求：

核心組件：由高精度伺服電機(jī)（多為永磁同步伺服電機(jī)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、噪音低）、滾珠絲杠（高精度 C7 級(jí)以上，傳動(dòng)效率≥90%，無(wú)間隙）、減速機(jī)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(cè)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(cè)試需超低速（0.01mm/min，模擬長(zhǎng)期受力）。

驅(qū)動(dòng)模式：支持 “位移控制"（恒速移動(dòng)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(biāo)力值，再恒力保持），可精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)光纖光纜在敷設(shè)、運(yùn)維中的實(shí)際受力場(chǎng)景（如長(zhǎng)期懸掛的蠕變過(guò)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(shí)滿足 “夾緊不打滑" 和 “不損傷光纖芯 / 護(hù)套" 的雙重要求，是光纖光纜測(cè)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(chǎng)景：測(cè)試 0.125mm 石英裸光纖、0.25mm/0.9mm 涂覆光纖的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率。

設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

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(guò)微調(diào)旋鈕精準(zhǔn)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(chǎng)景：測(cè)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(qiáng)度、剝離強(qiáng)度。

設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

采用 “楔形自鎖結(jié)構(gòu)"，拉力越大，鉗口夾緊力越強(qiáng)，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(qiáng)摩擦力，又避免夾傷光纜 PE/PVC 護(hù)套（防止護(hù)套破裂導(dǎo)致光纖芯暴露）；

鉗口開(kāi)口寬度可調(diào)（如 5-25mm），通過(guò)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(chǎng)景：測(cè)試光纜接頭（如熔接接頭、SC/LC/FC 連接器）的拉脫力，驗(yàn)證接頭與光纜的粘合可靠性。

設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

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(zhǔn)固定接頭外殼）；

夾具對(duì)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(duì)中機(jī)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(dòng)對(duì)中" 機(jī)構(gòu)：

自動(dòng)對(duì)中機(jī)構(gòu)：上、下夾具均帶導(dǎo)向軸（與立柱平行），移動(dòng)橫梁沿導(dǎo)向軸滑動(dòng)，確保橫梁升降時(shí)無(wú)偏移；部分機(jī)型帶 “對(duì)中調(diào)節(jié)旋鈕"，可手動(dòng)微調(diào)夾具位置，使試樣軸線與設(shè)備力軸對(duì)齊，對(duì)中精度≤0.1mm。

扭轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)與防護(hù)：機(jī)型集成扭轉(zhuǎn)傳感器（分辨率 0.1°），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光纜扭轉(zhuǎn)角度；若扭轉(zhuǎn)角度超過(guò)閾值（通常設(shè)為 1°），設(shè)備立即報(bào)警并減速 / 停機(jī)，同時(shí)記錄扭轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，避免光纖芯因扭轉(zhuǎn)斷裂導(dǎo)致測(cè)試失效。

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

五、測(cè)量與功能擴(kuò)展模塊：精準(zhǔn)采集與場(chǎng)景模擬

該模塊負(fù)責(zé) “力值、位移、光纖狀態(tài)" 的精準(zhǔn)采集，部分機(jī)型可擴(kuò)展環(huán)境模擬功能，滿足復(fù)雜測(cè)試需求：

1. 核心測(cè)量組件

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

位移測(cè)量：

基礎(chǔ)位移：依賴滾珠絲杠的光電編碼器（分辨率 0.001mm），測(cè)量橫梁移動(dòng)距離，用于計(jì)算光纜總伸長(zhǎng)量；

微小變形：可選配微型引伸計(jì)（標(biāo)距 5-20mm，分辨率 0.0001mm），直接夾持在光纜有效段，測(cè)量微小伸長(zhǎng)量（如計(jì)算彈性模量），避免橫梁變形對(duì)位移數(shù)據(jù)的影響。

2. 光纖專屬擴(kuò)展功能

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

環(huán)境模擬接口：部分機(jī)型帶高低溫 / 濕度箱對(duì)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(xué)性能（如寒冷地區(qū)光纜的拉伸強(qiáng)度變化）；設(shè)備與環(huán)境箱通過(guò)軟件聯(lián)動(dòng)，同步采集力、位移、溫度、濕度數(shù)據(jù)。

六、控制系統(tǒng)：測(cè)試流程的 “大腦"

控制系統(tǒng)由 “硬件控制器 + 專用測(cè)試軟件" 組成，負(fù)責(zé)參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)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(hào)放大模塊；AD 轉(zhuǎn)換器將力傳感器、位移傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，PLC 按軟件指令控制伺服電機(jī)運(yùn)行，響應(yīng)時(shí)間≤10ms。

專用測(cè)試軟件：

標(biāo)準(zhǔn)模板：內(nèi)置 IEC 60794、GB/T 7424、YD/T 1037 等光纖光纜專用標(biāo)準(zhǔn)模板，無(wú)需手動(dòng)設(shè)置參數(shù)（如光纜拉伸速度、蠕變保持時(shí)間），直接選擇標(biāo)準(zhǔn)即可啟動(dòng)測(cè)試，降低操作門檻；

實(shí)時(shí)監(jiān)控：軟件界面實(shí)時(shí)顯示 “力 - 位移曲線"“力 - 時(shí)間曲線"“光功率變化曲線"，關(guān)鍵數(shù)據(jù)（當(dāng)前力值、位移、伸長(zhǎng)率）實(shí)時(shí)刷新，便于操作人員觀察測(cè)試過(guò)程；

數(shù)據(jù)處理：自動(dòng)計(jì)算拉伸強(qiáng)度（最大力 ÷ 光纜截面積）、斷裂伸長(zhǎng)率（斷裂位移 ÷ 原始標(biāo)距 ×100%）、蠕變變形量（恒力下的長(zhǎng)期伸長(zhǎng)量）等參數(shù)，數(shù)據(jù)精度≤±0.5%；

報(bào)告生成：支持自定義報(bào)告模板（添加企業(yè) LOGO、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、試樣信息），測(cè)試完成后自動(dòng)生成 PDF/Excel 報(bào)告，報(bào)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(rèn)證。

總結(jié)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心邏輯

光纖光纜拉力試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終圍繞 “保護(hù)光纖 + 精準(zhǔn)測(cè)試" 展開(kāi)：

機(jī)架與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)確保 “穩(wěn)定加載"，避免機(jī)械誤差影響數(shù)據(jù)；

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

測(cè)量與擴(kuò)展模塊確保 “數(shù)據(jù)精準(zhǔn) + 場(chǎng)景覆蓋"，滿足從基礎(chǔ)拉伸到環(huán)境測(cè)試的需求；

控制系統(tǒng)確保 “操作便捷 + 標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)"，適配光纖光纜行業(yè)的專用測(cè)試流程。

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