[發明專利]電動缸式單軸加載機

無效

• 申請號: 201310216278.8
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN103257073A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 張學成;姜立波
• 申請（專利權）人: 長春新試驗機有限責任公司
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/26
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明屬于儀器儀表技術領域，涉及材料試驗機技術領域中的電子式萬能試驗機類別，具體涉及一種電動缸式單軸加載機。

背景技術

材料試驗機作為一類重要的試驗儀器廣泛應用于冶金、機械、化工、汽車、航空、航天等各個行業，尤其是電子式萬能材料試驗機應用更為普遍。已有的電子式萬能材料試驗機其機械結構基本上為雙絲杠龍門式和單臂式兩類；雙絲杠龍門式結構是由電動馬達驅動兩根絲杠帶動動橫梁移動，實現對動橫梁和底座或者上橫梁之間的試件施加軸向作用力；單臂式結構是由電動馬達驅動單根絲杠帶動一個懸臂梁沿著一根導向柱移動，對懸臂梁與底座或者上梁之間的試件施加軸向作用力；單臂式電子式萬能試驗機多為小規格機器。這些機器機械結構較為復雜，成本較高，剛性較低，且作為萬能試驗機，由于上述雙絲杠龍門式和單臂式兩類試驗機，其動橫梁和夾持裝置為固定在導向立柱上，不能做旋轉運動，所以不能做扭轉試驗。

發明內容

本發明的目的在于提出一種電動缸式單軸加載機，解決現有技術中存在的結構復雜、成本高、剛性低及不能做扭轉試驗的問題。

為實現上述目的，本發明的電動缸式單軸加載機包括主機框架、電動缸和檢測與電控系統；所述電動缸的輸出端固定連接有動橫梁，所述主機框架是由立柱和上橫梁和底座構成的龍門形架構，在所述動橫梁底部和底座的上面之間安裝有工件夾持裝置和測力傳感器，電動缸位于整體的上部、主機框架的頂端；電動缸輸出直線運動，帶動動橫梁沿所述立柱作直線滑動，限制動橫梁的旋轉運動，所述檢測與控制系統控制電動缸實現對工件施加載荷的方向和大小，通過檢測系統檢測工件所受載荷方向、大小及工件的變形和位移實驗數據，本過程為全數字閉環控制。

所述立柱的個數為兩根或四根。

所述電動缸是一個中空的力矩伺服電機，所述力矩伺服電機的轉子與滾珠絲杠的螺母A同軸固定連接，所述滾珠絲杠的螺母通過軸承作用在機架上；所述力矩伺服電機的轉子轉動帶動螺母A旋轉，在動橫梁防轉的前提下，驅動滾珠絲杠作直線運動，輸出位移和推力，帶動動橫梁實現上下往復運動。

所述電動缸通過一個伺服電動機及同軸減速器帶動同步帶輪A轉動，同步帶輪B與螺母B連接固定為一個整體即同步帶輪B旋轉螺母B旋轉，并通過軸承作用于機架上，同步帶輪A通過同步帶帶動螺母B轉動，進而驅動滾珠絲杠作直線運動，輸出位移和推力，帶動動橫梁實現上下往復運動，所述同步帶傳動機構設置有同步帶張緊機構。

所述同步帶張緊機構包括脹套、偏心軸和張緊輪，張緊輪空套在偏心軸上，偏心軸的一端通過脹套緊固在殼體上，另一端圓柱形體與殼體孔采用過渡配合，所述同步帶與所述張緊輪接觸，轉動偏心軸對同步帶施加徑向位移，實現對同步帶的張緊，通過脹套進行緊固。

所述動橫梁通過滑套與所述立柱接觸，所述滑套上設置有導向與防轉機構，所述導向與防轉機構包括滑套座、螺栓和楔形塊，所述滑套通過螺釘與滑套座連接，滑套座通過螺栓固定在動橫梁上；所述滑套與所述立柱的采用滑動摩擦的接觸方式，滑套座通過楔形塊由螺栓固定在動橫梁上；楔形塊成對安裝，通過擰螺釘使兩塊楔形塊相向移動，調節滑套與導向立柱滑動配合的間隙。

所述電動缸的輸出端、動橫梁、主機框架、試件夾持裝置和測力傳感器的中心線同軸。

本發明的有益效果為：本發明的電動缸式單軸加載機通過電動缸驅動實現對試件施加軸向靜態或者動態力負荷，主要應用于電子式試驗機，其特點結構較簡單、成本低，另外，工件夾持裝置可更換，龍門架框的立柱為兩根或四根，提高機器的剛性，并且可以承擔較大的扭矩，將導向防轉機構中防轉功能取消，即實現電動缸帶動工件加持裝置作旋轉運動，進而實現材料的扭轉試驗。

附圖說明

圖1為本發明的電動缸式單軸加載機結構原理圖；

圖2為本發明的空心轉子電機直驅式電動缸；

圖3為本發明的伺服電機減速器驅動式電動缸；

圖4為本發明中的同步帶張緊機構結構示意圖；

圖5為本發明中的導向與防轉機構結構示意圖；

圖6為圖5的A-A剖視圖；

圖7為本發明作為電動缸型萬能材料試驗機的結構示意圖；