[發(fā)明專利]一種新型材料試驗機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010149937.7
• 申請日: 2010-04-16
• 公開（公告）號: CN101957286A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮愛新;徐傳超;曹宇鵬;孫淮陽;王俊偉;聶貴鋒;周鵬程
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可以進行組合實驗的材料試驗機。特別涉及一種結(jié)構(gòu)簡單、功能齊全且能進行雙向加載及復(fù)合式加載的材料試驗機。?

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，對于材料的各種力學(xué)性能測量，如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)及彎曲性能的測量從科研到教學(xué)、軍事到工業(yè)、工業(yè)到民用等眾多領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，然而現(xiàn)有的材料試驗機由于自身設(shè)計、結(jié)構(gòu)尺寸等限制其應(yīng)用范圍，其呈現(xiàn)兩個極端，一種是只能實現(xiàn)單一試驗方式的試驗設(shè)備，而無法滿足一些組合性的試驗。另一種是多功能材料試驗機，其機構(gòu)龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴，嚴重限制了材料試驗機的普及應(yīng)用。?

目前典型的材料試驗設(shè)備是液壓式萬能材料試驗機及電子萬能材料試驗機。現(xiàn)有的材料試驗機能對材料進行單向拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)和彎曲等實驗，可以滿足大部分實驗要求，但對雙向拉壓等有特殊要求的實驗卻無法實現(xiàn)。且在實際應(yīng)用中存在如下問題：?

1、設(shè)備的機構(gòu)龐大、占用空間較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用過程中設(shè)備出現(xiàn)故障率高，需要專門的技術(shù)人員解決。?

2、設(shè)備造價昂貴，使用費用及維護費用較高，在一定場合限制其應(yīng)用。?

3、現(xiàn)有的材料試驗機無法實現(xiàn)雙向拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)等組合性的實驗，不能滿足某些特定的實驗要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利設(shè)計了一種占用空間小(約60×30×25)、機構(gòu)簡單、造價低廉且能進行各種組合性試驗機。本實驗儀器創(chuàng)造性的實現(xiàn)對試件的雙向拉伸、雙向壓縮及雙向扭轉(zhuǎn)的等各種特定要求的組合性試驗。?

本裝置由控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、拉壓扭系統(tǒng)、彎曲系統(tǒng)四大部分組成，?

控制系統(tǒng)是由工控機通過軟件系統(tǒng)控制運動控制卡，使運動控制卡驅(qū)動步進電動機轉(zhuǎn)動經(jīng)聯(lián)軸器后分別帶動第一蝸桿、第二蝸桿、升降平臺運動，實現(xiàn)運動控制。?

檢測系統(tǒng)由STSS-1應(yīng)力應(yīng)變模塊和加載傳感器組成，加載時可通過加載部位的加載傳感器獲得應(yīng)力應(yīng)變信號，然后傳感器將應(yīng)力應(yīng)變信號傳送給應(yīng)力應(yīng)變模塊，實現(xiàn)實時檢測出應(yīng)力應(yīng)變的變化。?

拉壓扭系統(tǒng)是由兩端帶有螺紋旋向相反的軸、與軸成螺紋聯(lián)接的的活動機座、固定在活?動機座上的一對圓形四爪卡盤組成。由于軸兩端螺紋旋向相反，即軸的轉(zhuǎn)動軸帶動兩端活動機座移動實現(xiàn)雙向拉壓，通過轉(zhuǎn)動兩端活動機座上的蝸桿并帶動兩端卡盤轉(zhuǎn)動實現(xiàn)雙向扭轉(zhuǎn)。?

所述圓形四爪卡盤包括夾頭，其特征在于：夾頭設(shè)計成拔盤抓手形狀，以便對工件進行拉伸時能有效增加夾持力矩。夾頭前端安裝有調(diào)節(jié)螺釘。其功能在于當(dāng)調(diào)節(jié)螺釘與工件表面接觸形成鉸支點，扭轉(zhuǎn)時直接用夾頭直接夾緊即可，調(diào)節(jié)螺釘遠離夾持面以免形成鉸點影響夾持力度。?

彎曲系統(tǒng)是為裝夾在固定機座中部上表面的能上下移動的升降平臺，升降平臺上設(shè)有加載頭。?

所述升降平臺是由一個方形平臺、四根連桿和加載頭組成，連桿上通過螺栓連接有絲桿，通過轉(zhuǎn)動絲桿上的手輪帶動升降平臺實現(xiàn)升降，推動連桿上方的圓柱形加載頭進行加載。?

本發(fā)明相較于現(xiàn)有的材料試驗機的優(yōu)點在于：?

1、試驗機的結(jié)構(gòu)簡單、點用空間小、設(shè)備原理簡單明晰，故障出現(xiàn)率低。?

2、設(shè)備造價低廉，無需其它的維護和使用費用，能擴展其應(yīng)用范圍和使用場合。?

3、本發(fā)明能在工件的一次裝夾中完成一系列的組合試驗，無需再調(diào)整工件，大大滿足測試要求和提高測量精度。?

4、創(chuàng)造性的實現(xiàn)材料試驗機對工件的雙向拉伸、壓縮及扭轉(zhuǎn)的試驗，而且能實現(xiàn)各種復(fù)合式雙、單向試驗。解決了現(xiàn)有設(shè)備不能實現(xiàn)的問題。?

附圖說明

本發(fā)明裝置具體實施例的結(jié)構(gòu)框圖及附圖說明如下：?

圖1材料試驗機整體結(jié)構(gòu)圖?

圖2彎曲加載系統(tǒng)主視圖?

圖3彎曲加載系統(tǒng)側(cè)視圖?

圖4四爪卡盤主視圖?

圖5四爪卡盤側(cè)視圖?

圖6試件彎曲加載示意圖?

圖7試件扭轉(zhuǎn)示意圖?

圖8試件拉壓示意圖?

1、運動控制卡；2、步進電動機；3、聯(lián)軸器；4、第一蝸桿；5、第一蝸輪；6、滾動軸?承；7、軸端擋板；8、軸承套；9、套筒；10、第二蝸桿；11、第二蝸輪；12、活動機座；13、升降平臺；14、手輪；15絲桿；16、加載頭17、連桿；18、固定螺釘；19、四爪卡盤；20、調(diào)節(jié)螺釘；21、夾頭；22、旋轉(zhuǎn)齒輪；23、夾緊螺釘；24、固定螺孔；25、滑動導(dǎo)軌；26、加載傳感器；27、軸；28、機座；29、工控機；30：STSS-1應(yīng)力應(yīng)變模塊；31、方形平臺。?

具體實施方式