[發(fā)明專利]一種單電機(jī)多通插銷試驗(yàn)機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410242028.6
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103983520A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建勛;宋健赟;武博;朱彤;李振崗
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于插銷試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種插銷試驗(yàn)機(jī)。

背景技術(shù)

插銷試驗(yàn)主要用于定量地研究焊接冷裂紋的敏感性，也可用于研究再熱裂紋和層狀撕裂等。插銷試驗(yàn)機(jī)就是用來進(jìn)行插銷實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，一般的插銷試驗(yàn)機(jī)由一臺控制系統(tǒng)和一臺加載機(jī)構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)過程分為加載和保載兩個(gè)階段，加載過程通常可在數(shù)分鐘內(nèi)完成，而保載過程需等到試件斷裂為止，具體時(shí)間從半小時(shí)左右至二十幾小時(shí)不等，存在一定程度的不確定性。實(shí)際研究中，為了評價(jià)焊接冷裂紋的敏感性，通常需要做多次試驗(yàn)，一般的插銷試驗(yàn)機(jī)就顯得耗時(shí)耗力、效率低。

為了提高插銷試驗(yàn)機(jī)的效率，哈爾濱焊接研究所研制出了HCL-2型多頭插銷試驗(yàn)機(jī)。楊文佩、楊書田等人重新設(shè)計(jì)了插銷試驗(yàn)機(jī)的主機(jī)部分和加載裝置，采用一臺控制系統(tǒng)控制五臺加載機(jī)構(gòu)，每臺加載機(jī)構(gòu)對應(yīng)一臺電機(jī)，五頭并聯(lián)，可同時(shí)進(jìn)行五個(gè)試件的實(shí)驗(yàn)；采用電動(dòng)加載，自動(dòng)記錄斷裂時(shí)間及當(dāng)試件斷裂后自動(dòng)切斷電源。這種方案節(jié)省了人力，提高了試驗(yàn)效率，然而這種方案的五個(gè)加載機(jī)構(gòu)并不是真正的“并聯(lián)”，實(shí)際情況是五臺加載機(jī)構(gòu)公用一個(gè)加載(卸載)線路，每一頭控制線路之間都有互鎖，也就是說每次只能加載一臺。由于加載過程通常可在數(shù)分鐘內(nèi)完成，因而這種設(shè)計(jì)并不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效率，相反，可以保證加載力的準(zhǔn)確控制和系統(tǒng)的可靠性。既然并不會(huì)出現(xiàn)多臺電機(jī)同時(shí)工作的情況，使用多臺電機(jī)就不是一種最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。若能采用一臺電動(dòng)機(jī)根據(jù)需要驅(qū)動(dòng)多個(gè)加載機(jī)構(gòu)，將能夠降低成本、減小設(shè)備的體積和重量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種單電機(jī)多通插銷試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)一臺電機(jī)對多個(gè)加載機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，還可以根據(jù)需要增加、減少加載機(jī)構(gòu)數(shù)量，并且自動(dòng)化程度高，操作性好。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種單電機(jī)多通插銷試驗(yàn)機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和多個(gè)加載單元，多個(gè)加載單元連接在電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，多個(gè)加載單元之間通過聯(lián)軸器連接，其中加載單元包括軸、安裝在軸上的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、大皮帶輪和安裝在軸上的加載機(jī)構(gòu)，其中自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)和大皮帶輪通過皮帶傳動(dòng)，大皮帶輪安裝在加載機(jī)構(gòu)上。

優(yōu)選的，所述的軸為階梯軸。

優(yōu)選的，自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)安裝在所述的階梯軸上；自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)包括小皮帶輪、電磁離合、隔磁環(huán)、銜鐵和齒圈；小皮帶輪通過軸承安裝在軸上，齒圈通過螺栓固定安裝在小皮帶輪上；電磁離合包括磁軛和線圈，磁軛沿軸向上設(shè)有多個(gè)帶彈簧的頂針，磁軛和隔磁環(huán)通過鍵固定在軸的同一階梯上，隔磁環(huán)安裝在磁軛和小皮帶輪之間；銜鐵套裝在隔磁環(huán)上，能夠沿隔磁環(huán)軸向運(yùn)動(dòng)，銜鐵軸向一側(cè)設(shè)有與齒圈相配合的圓柱凹槽，在彈簧的作用下頂針和銜鐵另一側(cè)面接觸，圓柱凹槽設(shè)有與齒圈相匹配的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)，齒圈處于圓柱凹槽內(nèi)。

優(yōu)選的，圓柱凹槽深度大于齒圈的齒厚度，所述的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)設(shè)在圓柱凹槽內(nèi)壁外側(cè)；銜鐵右側(cè)面處于和磁軛接觸狀態(tài)時(shí)，圓柱凹槽的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)和齒圈嚙合；圓柱凹槽底部處于和齒圈右側(cè)面接觸狀態(tài)時(shí)，圓柱凹槽的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)和齒圈脫離。

優(yōu)選的，所述的隔磁環(huán)材料為非磁性材料。

優(yōu)選的，所述的軸為氣脹軸，軸上設(shè)有氣嘴和多個(gè)活動(dòng)的鍵條。

優(yōu)選的，自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)安裝在所述的氣脹軸上；小皮帶輪為和氣脹軸套筒一體的結(jié)構(gòu)，氣脹軸主體部分的兩端各安裝一個(gè)軸套和軸承，帶套筒的小皮帶輪安裝在軸承上，套筒內(nèi)壁與氣脹軸主體部分留有間隙；軸承端蓋通過螺釘固定在小皮帶輪的套筒上。

優(yōu)選的，氣脹軸處于充氣狀態(tài)時(shí)，鍵條向外凸出，壓緊小皮帶輪的套筒；氣脹軸處于放氣狀態(tài)時(shí)，鍵條復(fù)位，脫離小皮帶輪的套筒。

優(yōu)選的，還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、溫度傳感器、拉力傳感器、繼電電路和變頻器；溫度傳感器和拉力傳感器設(shè)置在加載機(jī)構(gòu)上；溫度傳感器和拉力傳感器的輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡；數(shù)據(jù)采集卡的輸出端連接繼電電路，繼電電路通過變頻器連接電動(dòng)機(jī)；繼電電路還連接多個(gè)加載機(jī)構(gòu)的電磁離合；數(shù)據(jù)采集卡連接計(jì)算機(jī)。

優(yōu)選的，控制系統(tǒng)選擇加載機(jī)構(gòu)后，計(jì)算機(jī)通過采集卡向繼電電路輸出一個(gè)數(shù)字信號，使與所選擇的加載機(jī)構(gòu)對應(yīng)的電磁離合接合；隨后，計(jì)算機(jī)再通過采集卡向繼電電路輸出一個(gè)數(shù)字信號，該信號傳輸?shù)阶冾l器，通過變頻器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，加載開始。

優(yōu)選的，溫度傳感器和拉力傳感器獲取的溫度和拉力信號通過采集卡傳輸給計(jì)算機(jī)，然后通過計(jì)算機(jī)比較采集到的拉力值與用戶的設(shè)定值,以此調(diào)整采集卡輸出，改變變頻器的等效輸出電壓,進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,使加載過程平穩(wěn)。