[發(fā)明專利]一種微型無回隙透射式疲勞試驗(yàn)機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710502133.2
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN107238539B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳剛;林強(qiáng);王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/32
• 分類號(hào): G01N3/32;G01N3/06;G01N3/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 琪琛

本發(fā)明屬于材料力學(xué)性能測試領(lǐng)域，公開了一種微型無回隙透射式疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)體和設(shè)置在機(jī)體內(nèi)的對稱加載單元、夾持單元、信號(hào)檢測單元以及限位保護(hù)裝置；對稱加載單元包括伺服電機(jī)、同步輪同步帶、左右旋雙向滾珠雙絲杠、左右橫梁和雙螺母鎖緊結(jié)構(gòu)，夾持單元包括左夾具和右夾具，信號(hào)檢測單元包括微型的位移傳感器和微型的載荷傳感器，限位保護(hù)裝置包括磁性開關(guān)和磁鐵。本發(fā)明體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、無回隙、檢測精度高，可安裝于電子顯微鏡、原子力顯微鏡、X射線、中子衍射和掃描電鏡等多種微觀結(jié)構(gòu)觀測儀器上，從而實(shí)現(xiàn)對材料力學(xué)性能研究的深入分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料力學(xué)性能測試領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種疲勞試驗(yàn)機(jī)。

背景技術(shù)

目前，在材料力學(xué)性能測試過程中，不僅對試樣進(jìn)行宏觀觀測，越來越多的借助于電子顯微鏡、原子力顯微鏡、X射線、中子衍射和掃描電鏡等微觀結(jié)構(gòu)觀測儀器，對材料發(fā)生的微觀變形、損傷直至失效破壞的過程進(jìn)行全程動(dòng)態(tài)監(jiān)測。由于上述儀器的腔體尺寸狹小，多處于真空環(huán)境，并且對試驗(yàn)機(jī)重量又有嚴(yán)格要求，而單軸拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)多采用液壓系統(tǒng)或者齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，具有發(fā)熱多、體積大、結(jié)構(gòu)冗余、回隙明顯等缺點(diǎn)，難以和上述儀器兼容，無法滿足微電子材料、高分子材料等各種新型材料的力學(xué)性能測試要求。

因此，設(shè)計(jì)一種體積小巧、測試精度高、重量輕、無回隙，可循環(huán)加載的能夠利用多種微觀結(jié)構(gòu)觀測儀器在線監(jiān)測的力學(xué)性能測試平臺(tái)已十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的是單軸拉壓疲勞試驗(yàn)機(jī)使用過程中回隙明顯和難以實(shí)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)觀測等技術(shù)問題，而提供一種微型無回隙透射式疲勞試驗(yàn)機(jī)，體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、無回隙、檢測精度高，可安裝于電子顯微鏡、原子力顯微鏡、X射線、中子衍射和掃描電鏡等多種微觀結(jié)構(gòu)觀測儀器上，從而實(shí)現(xiàn)對材料力學(xué)性能研究的深入分析。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種微型無回隙透射式疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)體、對稱加載單元、夾持單元、信號(hào)檢測單元以及限位保護(hù)裝置；

所述機(jī)體包括底板、前擋板、后擋板和支撐板；所述前擋板和所述后擋板分別設(shè)置于所述底板上方的前端和后端，所述支撐板設(shè)置在所述前擋板和所述后擋板之間；

所述對稱加載單元包括設(shè)置在所述機(jī)體內(nèi)的伺服電機(jī)、第一同步輪、第二同步輪、第三同步輪、第一同步帶、第二同步帶、第一絲杠、第二絲杠、左橫梁、右橫梁和雙螺母鎖緊結(jié)構(gòu)；所述伺服電機(jī)與所述第一同步輪軸連接，所述第一同步輪與所述第二同步輪之間連接所述第一同步帶，所述第二同步輪與所述第三同步輪之間連接第二同步帶；所述第一絲杠和所述第二絲杠均為左右旋雙向滾珠絲杠，兩者相互平行且同旋向螺紋同側(cè)設(shè)置，所述第一絲杠和所述第二絲杠均穿過所述支撐板并以其兩端分別通過軸承固定于所述前擋板和所述后擋板；所述第一絲杠穿過所述第三同步輪的軸孔并與其固定連接，所述第二絲杠穿過所述第二同步輪的軸孔并與其固定連接；所述左橫梁和所述右橫梁的兩端均設(shè)置有通孔，每個(gè)通孔兩側(cè)分別固定有滾動(dòng)螺母形成所述雙螺母鎖緊結(jié)構(gòu)，所述左橫梁和所述右橫梁均通過兩端的所述雙螺母鎖緊結(jié)構(gòu)垂直的固定于所述第一絲杠和所述第二絲杠，相互平行的所述左橫梁和所述右橫梁分別安裝在所述第一絲杠和所述第二絲杠的不同旋向螺紋處，從而使所述第一絲杠和所述第二絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能夠轉(zhuǎn)化為所述左橫梁和所述右橫梁對稱同步的相向或背向直線運(yùn)動(dòng)；

所述夾持單元包括左夾具和右夾具；所述左夾具和所述右夾具別對稱地固定在所述左橫梁和所述右橫梁的相對面上；

所述信號(hào)檢測單元包括微型的位移傳感器和微型的載荷傳感器；微型的位移傳感器包括固定在所述右橫梁一端的光柵尺面和對應(yīng)于所述光柵尺面固定在所述底板的讀數(shù)頭；所述微型的載荷傳感器通過連接架安裝在所述右橫梁外側(cè)并通過螺母鎖緊，所述載荷傳感器的傳感接觸端連接于所述右夾具；

所述限位保護(hù)裝置包括磁性開關(guān)和磁鐵；所述磁鐵固定在所述左橫梁外側(cè)，所述磁性開關(guān)按照設(shè)計(jì)距離正對于所述磁鐵固定在所述左橫梁左邊的底板上。