CN101042322A - 一种恒载荷拉压试验机 - Google Patents

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一种恒载荷拉压试验机，属于金属材料拉伸试验技术领域。包括机架、传动部分和测力部分。机架由底座(13)、立柱(12)、横梁(3)和支脚(14)组成，立柱下端固定连接在底座上，顶端与横梁固定连接，构成一个框架，用于安装和固定传动和测力部分；传动部分穿过横梁，通过传动螺母(2)或传动螺杆(1)固定在机架横梁上；测力部分安装在传动部分的下端，实现拉伸和压缩过程中的数据测量。优点在于，由螺杆和螺母螺旋副传动，手动加载，由拉压传感器测量和记录数据，用于对材料进行恒载荷拉伸或压缩测试，坚固耐用，结构紧凑。

Description

一种恒载荷拉压试验机
技术领域
本发明属于金属材料拉伸试验技术领域，特别是提供了一种恒载荷拉压试验机。
技术背景
恒载荷拉伸试验设备是测试材料拉伸机械性能和拉应力条件下耐蚀性的最常用设备[GB 4157-84金属抗硫化物应力腐蚀开列恒负荷拉伸试验方法][NACE TM0177-96在H2S环境中抗特殊形式的环境致开裂金属的实验室试验]。目前，这类设备主要是砝码式恒载荷拉伸试验机(或微机控制材料拉伸试验机或万能试验机)和测力环(或弹簧装置)。前者测试精确，但设备比较昂贵且占地大，搬运和安放不方便；后者结构简单、价格低、适合批量试验，但装置的精度低，且需要大型加载设备辅助加载，不能自动记录数据、操作不方便。因此，如果设计一套装置，能克服上述装备的缺点而又能结合二者的优点，不仅具有一定技术进步，还具有很大的实用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种恒载荷拉压试验机，解决了以往设备使用过程中费用昂贵占地面积大或装置精度低、不能自动记录数据的问题，实现一种手动加载、结构简单、轻巧方便、自动采集和记录数据的恒载荷拉伸试验设备。
本发明包括机架、传动部分和测力部分。机架由底座13、立柱12、横梁3、支脚14组成，立柱下端固定连接在底座上，顶端与横梁固定连接，构成一个框架，用于安装和固定传动和测力部分。传动部分穿过横梁，通过传动螺母2或传动螺杆1固定在机架横梁上。测力部分安装在传动部分的下端，实现拉伸和压缩过程中的数据测量。
机架部分由横梁、立柱、底座和四个支脚构成。机架的底座支脚14固定于底座13下端以保证整套装置安放稳定；两根金属立柱固定在底座上，用来固定和支撑横梁，并在加载过程中作为主要承力构件；横梁安装在立柱顶端，用于固定传动螺母，并在加载过程中作为承力构件。
传动部分由传动螺杆1、传动螺母2、连接器6、止推轴承机构7和水平限位器8构成。传动螺母固定在横梁上，传动螺母上安装传动螺杆。止推轴承机构通过连接器与传动螺杆连接。可以通过通用活动扳手、扭矩扳手或特定加载机构在传动螺杆顶端进行加载。水平限位器与止推轴承机构壳体固定连接，两端有两个圆弧形结构，与立柱组成滑动连接，将立柱和止推轴承机构限制在同一个平面内。
测力部分安装在螺杆底端，由拉压传感器9、拉压传感器数据导线5、拉压传感器显示屏4、缓冲弹簧10和夹头11组成。拉压传感器连接螺杆和缓冲弹簧及夹头，实现拉伸和压缩过程中的数据测量，拉压传感器数据导线与拉压传感器连接将测得数据传给与之另一端连接的拉压传感器的显示屏，进行数据的周期采集和记录。
优点或积极效果
本发明是一种材料恒载荷拉伸或压缩的专用设备，能够替代现有试验设备，达到国家标准(GB)、NACE标准和ISO标准中的金属恒载荷拉伸试验测试标准要求。与大型材料拉伸机相比具有结构简单、小巧、造价低、能耗低等优点；与简易恒载荷试验机构(测力环、弹簧机构)相比，不用配备大型拉压试验机进行加载、测量精度高、量程大(载荷可达10吨)、手动加载、能全程自动记录数据等优点。所以本发明集成了这两类传统设备的优点。
附图说明
图1是本发明具体构成总图及部分部件透视图。其中，传动螺杆1、传动螺母2、横梁3、拉压传感器的显示屏4、拉压传感器的数据导线5、连接器6、止推轴承机构7、水平限位器8、拉压传感器9、缓冲弹簧10、夹头11、立柱12、底座13、支脚14。
具体实施方式
图1为本发明的一种实施方式。
机架包括横梁3、两根立柱12、底座13和四个支脚14。这四种构件组成坚固框架，用以安装和支撑整个装置。支脚固定在底座13下面的四个角上，可以通过螺纹调节高度，调平底座。底座13上面安装有两根立柱，用于支撑横梁3并承受工作时的附加载荷。横梁3安装在横梁顶端，其两端与立柱12紧固连接。
传动部分是由传动螺杆1、传动螺母2、连接器6、止推轴承机构7、水平限位器8组成。在首选实例中，螺母2固定在横梁3上，传动部分通过螺母2与机架连接，通过旋转螺杆1带动传动部件的升降，控制设备加载，并能保证螺杆加载后保持自锁状态。螺杆1下端通过连接器6与止推轴承机构7连接。连接器6主要是为了实现螺杆1和止推轴承机构7的安装，在其它实例中，可以采用其它形式的止推机构，在保证方便安装的前提下可以省略连接器6。止推轴承机构7外部是一个壳体结构，具有较高的机械强度，内部有一个空腔，顶端开孔，空腔内安装止推轴承及轴承连杆。轴承连杆通过顶端的孔与连接器6连接。止推轴承机构7用来保证螺杆1加载时水平方向具有足够的润滑。水平限位器8与止推轴承机构7的壳体固定连接，水平方向为一矩形截面杆件，杆件两端分别有一个圆弧形结构，与立柱组成滑动连接，从而将立柱和止推轴承构件限制在同一平面内，防止止推轴承机构7以下的部分在螺杆1旋转时发生转动。
测力部分包括拉压传感器9、拉压传感器的数据导线5、拉压传感器的显示屏4、缓冲弹簧10和夹头11。拉压传感器9与止推轴承机构7的壳体固定连接，能够时时采集机器加载时的工作拉力，采集的数据通过数据导线5传给拉压传感器的显示屏4，进行数据的周期采集和记录。拉压传感器的显示屏4根据需要可以是独立的机构，装配在本发明的试验机上，也可以是电脑软件，安装在微机内，实现设备的微机控制。缓冲弹簧10顶端与拉压传感器9下端螺纹连接，下端与上夹头11螺纹连接，可以拆卸。该部分用来缓冲拉伸过程中测试试样变形或发生裂纹引起的应力下降，降低系统误差。拆下缓冲弹簧10，本试验机可以用做压缩试验机，因为缓冲弹簧10在压缩时容易失稳倾斜。
测试样品通过上、下夹头11安装在试验机上，开通拉压传感器的显示屏4的电源，旋转螺杆的加载手柄，将试样加载至测试条件下，即可对被测材料进行恒载荷拉伸试验或压缩试验。
同时，这里尽力提醒注意的是上述说明中涉及的实例中的各个零件只是首选实例的一种设计，设计主要考虑了便于加工和降低成本。本试验机的特点是由螺杆和螺母螺旋副传动，手动加载，由拉压传感器测量和记录数据，能对材料进行压缩测试或恒载荷拉伸试验。在保证这些特点的前提下，可以有其实施例。在另外一种首选实施例中，可以采用旋转螺母的方式进行加载。具体是将横梁3上加装一个带手轮加载的蜗杆减速机构，将螺母2外部加工成涡轮结构，止推轴承7安装到螺母与横梁3之间，将螺杆1轴向开定位槽，通过安装在横梁3上的定位销限制螺杆1转动。这样可以通过旋转手轮转动螺母2使螺杆1升降，实现试验机的拉伸和压缩。这款实例可以省略首选实例中的连接器6、止推轴承机构7和水平限位器8，能够进一步简化设备、方便安装，但由于增加了手轮加载的蜗杆减速机构，会提高设备的成本。
上述叙述就是关于本发明——一种手动加载恒载荷材料拉伸/压缩试验机的的描述。它可以替代传统的金属材料恒载荷拉伸测试设备或装置。该设备基本上是立式结构，坚固耐用，结构紧凑，使用方便，可以制造应用到相应场合。
在不超出本发明范围的前提下，可以对本设备进行各种改进。同时，这里尽力提醒注意的是上述说明中涉及的各个零件，它们对于本发明至关重要。《权利要求书》中涉及的上文中的所有能获得专利的零件或零件组合应被理解为上文提到和/或附图中画出的各种元件，不论是否经过特殊强调过的。

Claims (4)

1、一种恒载荷拉压试验机，包括机架、传动部分和测力部分；其特征在于，机架由底座(13)、立柱(12)、横梁(3)和支脚(14)组成，立柱下端固定连接在底座上，顶端与横梁固定连接，构成一个框架，用于安装和固定传动和测力部分；传动部分穿过横梁，通过传动螺母(2)或传动螺杆(1)固定在机架横梁上；测力部分安装在传动部分的下端，实现拉伸和压缩过程中的数据测量。
2、按照权利要求1所述的恒载荷拉压试验机，其特征在于，机架的底座支脚(14)固定于底座(13)下端以保证整套装置安放稳定；两根金属立柱固定在底座上，用来固定和支撑横梁，并在加载过程中作为主要承力构件；横梁安装在立柱顶端，用于固定传动螺母，并在加载过程中作为承力构件。
3、按照权利要求1所述的恒载荷拉压试验机，其特征在于，传动部分由传动螺杆(1)、传动螺母(2)、连接器(6)、止推轴承机构(7)和水平限位器(8)构成；传动螺母固定在横梁上，传动螺母上安装传动螺杆；止推轴承机构通过连接器与传动螺杆连接；通过活动扳手、扭矩扳手或特定加载机构在传动螺杆顶端进行加载；水平限位器与止推轴承机构壳体固定连接，两端有两个圆弧形结构，与立柱组成滑动连接，将立柱和止推轴承机构限制在同一个平面内。
4、按照权利要求1所述的恒载荷拉压试验机，其特征在于，测力部分安装在螺杆底端，由拉压传感器(9)、拉压传感器数据导线5、拉压传感器显示屏(4)、缓冲弹簧(10)和夹头(11)组成；拉压传感器连接螺杆和缓冲弹簧及夹头，实现拉伸和压缩过程中的数据测量，拉压传感器数据导线与拉压传感器连接将测得数据传给与之另一端连接的拉压传感器的显示屏，进行数据的周期采集和记录。
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