CN102320127A - 双轴同步拉伸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双轴同步拉伸装置，包括固定架、拉伸架和拉伸组件，纵向夹具I固定设置于拉伸架，横向夹具I、横向夹具II和纵向夹具II均由拉伸架驱动实现拉伸运动，本发明采用固定支架、拉伸支架结合转向轮结构，通过一个拉伸驱动装置驱动拉伸架实现双轴四夹具的同时拉伸运动，也就是通过单轴拉伸，实现双轴同步拉伸的效果，以获得较为准确的拉伸数据和结果，并且设备结构简单，可在单轴拉伸试验机械上实现双轴拉伸，避免现有技术中双向同步拉伸的复杂机构和高成本的问题，本发明成本极低，适用于橡胶等材料的双轴拉伸试验。

Description

双轴同步拉伸装置

技术领域

本发明涉及一种材料拉伸装置，特别涉及一种用于橡胶材料的双轴拉伸装置，适用于试验应用和生产应用。

背景技术

拉伸是在试验或者生产条件下对材料或试样平面上受到拉力而产生伸长的过程，以获得所需试验参数和产品。一般根据需要分为单轴、双轴和多轴拉伸。

双轴拉伸是指在法向和切向均进行拉伸的施工过程。

现有技术中，双轴拉伸装置采用沿切向和法向两个方向的夹具组合，采用相对独立的驱动装置，或采用同一驱动装置用不同的传动机构实现驱动，能够实现双轴拉伸。传动机构多采用齿轮齿条或者丝杠机构，具有较好的效果。实践中，有时需要两个方向同步拉伸，以期得到所需的实验数据和产品形状。而上述结构由于传动机构存在的的误差，会导致同步拉伸难以实现。而对于上述结构，实现对材料从切向和法向同步拉伸，对传动机构的精度要求较高，使得整个装置结构较为复杂，体积也较大；由于切向和法向分别采用不同的驱动结构，一般需通过检测装置(传感结构)测得信号并传至相应的控制系统，并且要求交较高。不但增加了系统的复杂程度，还大大增加了整个装置的成本。而对于一般的材料拉伸(包括试验或生产)，会增加工艺成本，经济性较差。

因此，需要一种用于材料双轴同步拉伸的设备，能够实现双轴同步拉伸，以获得较为准确的拉伸数据和结果，并且设备结构简单，成本极低，适用于橡胶等材料的双轴拉伸试验及生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的提供一种双轴同步拉伸装置，能够实现双轴同步拉伸，以获得较为准确的拉伸数据和结果，并且设备结构简单，成本极低，适用于橡胶等材料的双轴拉伸试验及生产。

本发明的双轴同步拉伸装置，包括固定架、拉伸架和拉伸组件，所述拉伸组件包括纵向夹具组件和横向夹具组件，纵向夹具组件包括相对设置的纵向夹具I和纵向夹具II，所述横向夹具组件包括相对设置的横向夹具I和横向夹具II；

所述纵向夹具I固定设置于拉伸架，所述固定架上设有横向导轨和纵向导轨，所述横向夹具I和横向夹具II以可沿横向滑动的方式单自由度设置于横向导轨，所述纵向夹具II以可沿纵向滑动的方式单自由度设置于纵向导轨；

所述横向夹具I、横向夹具II和纵向夹具II均由拉伸架驱动实现拉伸运动。

进一步，所述固定架上与横向夹具I、横向夹具II和纵向夹具II分别对应设有转向滚轮，所述横向夹具I、横向夹具II和纵向夹具II分别由绕过与其对应的转向滚轮的拉索连接于拉伸架；

进一步，所述转向滚轮包括转向滚轮I、转向滚轮II、转向滚轮III和转向滚轮IV，所述拉索包括拉索I、拉索II和拉索III，所述固定架为直角槽形结构，所述横向导轨两端对应固定于固定架的两侧板，且横向夹具I和横向夹具II共用同一横向导轨；所述转向滚轮I设置于直角槽形结构的一侧板，拉索I一端连接横向夹具I尾部，另一端沿横向绕过转向滚轮I并连接于拉伸架；所述转向滚轮II设置于直角槽形结构的另一侧板，拉索II一端连接横向夹具II尾部，另一端沿横向绕过转向滚轮II并连接于拉伸架；所述转向滚轮III和转向滚轮IV分别为两个且沿横向对称于纵向夹具II设置，两个转向滚轮III位于直角槽形结构底部，两个转向滚轮IV对应设置于直角槽形结构的两个侧板，所述拉索III为两根，一端均连接纵向夹具II尾部，两根拉索III的另一端分别对应绕过纵向夹具II同侧的转向滚轮III和转向滚轮IV并连接于拉伸架；

进一步，所述横向导轨和纵向导轨均由两根导向杆并列设置形成，所述横向夹具I、横向夹具II和纵向夹具II分别位于相对应的两根导向杆之间与其滑动配合；

进一步，所述拉索I、拉索II和拉索III均为钢丝绳；

进一步，所述转向滚轮I、转向滚轮II、转向滚轮III和转向滚轮IV均通过对应的滚轮座设置于固定架，并以绕过的拉索I、拉索II和拉索III互不干扰的方式设置；

进一步，所述纵向夹具I、纵向夹具II、横向夹具I和横向夹具II均包括夹具体和夹具头，所述夹具头包括与夹具体一体成型的夹持座，所述夹持座上可拆卸式连接设置夹板形成夹持结构，所述夹持座和夹板相对的面为夹持面且夹持面分布有用于加大摩擦力的凸起或波纹；

进一步，所述拉伸架上设有用于固定连接拉索I、拉索II和拉索III的连接件，该连接件与拉索I、拉索II和拉索III相对应分布于拉伸架的横向两端。

本发明的有益效果：本发明的双轴同步拉伸装置，采用固定支架、拉伸支架结合转向轮结构，通过一个拉伸驱动装置驱动拉伸架实现双轴四夹具的同时拉伸运动，也就是通过单轴拉伸，实现双轴同步拉伸的效果，以获得较为准确的拉伸数据和结果，并且设备结构简单，可在单轴拉伸试验机械上实现双轴拉伸，避免现有技术中双向同步拉伸的复杂机构和高成本的问题，本发明成本极低，适用于橡胶等材料的双轴拉伸试验。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构立体示意图；

图3为本发明夹具结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明结构示意图，图2为本发明结构立体示意图，图3为本发明夹具结构示意图，如图所示：本实施例的双轴同步拉伸装置，包括固定架2、拉伸架1和拉伸组件，所述拉伸组件包括纵向夹具组件和横向夹具组件，纵向夹具组件包括相对设置的纵向夹具I3和纵向夹具II6，所述横向夹具组件包括相对设置的横向夹具I4和横向夹具II5；相对设置是指纵向夹具I3和纵向夹具II6之间以及横向夹具I4和横向夹具II5之间用于夹持工件的夹头相对，以实现对称拉伸，属于双轴拉伸的技术，在此不再赘述；其中纵向对应于双轴拉伸的法向，横向对应于双轴拉伸的切向；

所述纵向夹具I3固定设置于拉伸架1，所述固定架2上设有横向导轨7和纵向导轨8，所述横向夹具I4和横向夹具II5以可沿横向滑动的方式单自由度设置于横向导轨，设置方式可以采用导向孔或者导向槽结构，均能实现发明目的；所述纵向夹具II6以可沿纵向滑动的方式单自由度设置于纵向导轨；横向夹具I、横向夹具II和纵向夹具II除了沿各自的导轨滑动，不具有其他自由度，利于实现拉伸；

所述横向夹具I4、横向夹具II5和纵向夹具II6均由拉伸架1驱动实现拉伸运动。

本发明在使用时，拉伸架1在驱动装置的作用下向上运动，图中箭头方向，同时带动纵向夹具I3、横向夹具I4、横向夹具II5和纵向夹具II6向外运动，实现同步拉伸。

本实施例中，所述固定架2上与横向夹具I4、横向夹具II5和纵向夹具II6分别对应设有转向滚轮，所述横向夹具I4、横向夹具II5和纵向夹具II6分别由绕过与其对应的转向滚轮的拉索连接于拉伸架1；各自配置独立的转向滚轮，使各个夹具的运动互不干扰，保证其运动的同步性。

本实施例中，所述转向滚轮包括转向滚轮I12、转向滚轮II13、转向滚轮III14和转向滚轮IV15，所述拉索包括拉索I9、拉索II10和拉索III11，所述固定架2为直角槽形结构，直角槽形结构的开口正对拉伸架1；所述横向导轨7两端对应固定于固定架2的两侧板，且横向夹具I4和横向夹具II5共用同一横向导轨7，利于保证横向拉伸的同轴性；所述转向滚轮I12设置于直角槽形结构的一侧板，拉索I9一端连接横向夹具I4尾部，另一端沿横向绕过转向滚轮I12并连接于拉伸架1；所述转向滚轮II13设置于直角槽形结构的另一侧板，拉索II10一端连接横向夹具II5尾部，另一端沿横向绕过转向滚轮II13并连接于拉伸架1；该结构决定了转向滚轮I12和转向滚轮II13的设置位置，分别对应设于两侧板并与横向夹具I4和横向夹具II5尾部相对且保持拉索I9和拉索II10的严格横向并对横向夹具I4和横向夹具II5施加横向拉力，避免横向夹具I4和横向夹具II5在横向导轨7上产生除拉伸力以外的干扰力，利于各个夹具的同步拉伸，减小摩擦，节约驱动能源，并使设备布置规则。

所述转向滚轮III14和转向滚轮IV15分别为两个且沿横向对称于纵向夹具II6设置，两个转向滚轮III14位于直角槽形结构底部，两个转向滚轮IV15对应设置于直角槽形结构的两个侧板，所述拉索III11为两根，一端均连接纵向夹具II6尾部，如图所示，对称于纵向夹具II6连接于其尾部；两根拉索III11的另一端分别对应绕过纵向夹具II6同侧的转向滚轮III14和转向滚轮IV15并连接于拉伸架1；采用对称的两组转向滚轮(转向滚轮III14和转向滚轮IV15)以及拉索III11，利于拉伸架1的平衡施力，两根拉索III11对称设置，使得合力预拉伸方向相同，整个拉伸过程中不会产生其它分力，避免对同步拉伸造成不利影响。

本实施例中，所述横向导轨7和纵向导轨8均由两根导向杆并列设置形成，所述横向夹具I4、横向夹具II5和纵向夹具II6分别位于相对应的两根导向杆之间与其滑动配合；采用两根导杆并列设置形成导轨，利于保证夹具的平衡移动，且利于布置各个转向滚轮，使本装置的结构更为简单。

本实施例中，所述拉索I9、拉索II10和拉索III11均为钢丝绳；钢丝绳具有较大的弹性模量，保证拉伸力的正常传递，利于保证同步拉伸。

本实施例中，所述转向滚轮I 12、转向滚轮II13、转向滚轮III14和转向滚轮IV15均通过对应的滚轮座设置于固定架2，并以绕过的拉索I9、拉索II10和拉索III11互不干扰的方式设置；互不干扰设置是指通过各个转向滚轮(转向滚轮I12、转向滚轮II13和两个转向滚轮IV15)在拉伸平面内错位设置，保证拉索I9和拉索II10与对应的拉索III11错开，互不干扰。

本实施例中，所述纵向夹具I3、纵向夹具II4、横向夹具I5和横向夹具II6均包括夹具体和夹具头，以纵向夹具I3为例，所述夹具头包括与夹具体一体成型的夹持座，所述夹持座上可拆卸式连接设置夹板31形成夹持结构，所述夹持座和夹板相对的面为夹持面且夹持面分布有用于加大摩擦力的凸起或波纹，利于对材料均匀施力，保证拉伸效果；图3以纵向夹具I3为例说明各个夹具的夹持结构，纵向夹具II4、横向夹具I5和横向夹具II6的夹持处与其相同。

本实施例中，所述拉伸架1上设有用于固定连接拉索I9、拉索II10和拉索III11的连接件，该连接件与拉索I9、拉索II10和拉索III11相对应分布于拉伸架1的横向两端，如图所示，连接件16和连接件17分列于拉伸架1两端部；使拉伸架的运行保持平衡，提高拉伸精度；连接件可采用连接座设置顶丝的结构等等，均能实现发明目的。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种双轴同步拉伸装置，其特征在于：包括固定架、拉伸架和拉伸组件，所述拉伸架由拉伸驱动装置驱动可拉伸移动，所述拉伸组件包括纵向夹具组件和横向夹具组件，纵向夹具组件包括相对设置的纵向夹具I和纵向夹具II，所述横向夹具组件包括相对设置的横向夹具I和横向夹具II；

所述纵向夹具I固定设置于拉伸架，所述固定架上设有横向导轨和纵向导轨，所述横向夹具I和横向夹具II以可沿横向滑动的方式单自由度设置于横向导轨，所述纵向夹具II以可沿纵向滑动的方式单自由度设置于纵向导轨；

所述横向夹具I、横向夹具II和纵向夹具II均由拉伸架驱动实现拉伸运动。

2.根据权利要求1所述的双轴同步拉伸装置，其特征在于：所述固定架上与横向夹具I、横向夹具II和纵向夹具II分别对应设有转向滚轮，所述横向夹具I、横向夹具II和纵向夹具II分别由绕过与其对应的转向滚轮的拉索连接于拉伸架。

3.根据权利要求2所述的双轴同步拉伸装置，其特征在于：所述转向滚轮包括转向滚轮I、转向滚轮II、转向滚轮III和转向滚轮IV，所述拉索包括拉索I、拉索II和拉索III，所述固定架为直角槽形结构，所述横向导轨两端对应固定于固定架的两侧板，且横向夹具I和横向夹具II共用同一横向导轨；所述转向滚轮I设置于直角槽形结构的一侧板，拉索I一端连接横向夹具I尾部，另一端沿横向绕过转向滚轮I并连接于拉伸架；所述转向滚轮II设置于直角槽形结构的另一侧板，拉索II一端连接横向夹具II尾部，另一端沿横向绕过转向滚轮II并连接于拉伸架；所述转向滚轮III和转向滚轮IV分别为两个且沿横向对称于纵向夹具II设置，两个转向滚轮III位于直角槽形结构底部，两个转向滚轮IV对应设置于直角槽形结构的两个侧板，所述拉索III为两根，一端均连接纵向夹具II尾部，两根拉索III的另一端分别对应绕过纵向夹具II同侧的转向滚轮III和转向滚轮IV并连接于拉伸架。

4.根据权利要求3所述的双轴同步拉伸装置，其特征在于：所述横向导轨和纵向导轨均由两根导向杆并列设置形成，所述横向夹具I、横向夹具II和纵向夹具II分别位于相对应的两根导向杆之间与其滑动配合。

5.根据权利要求4所述的双轴同步拉伸装置，其特征在于：所述拉索I、拉索II和拉索III均为钢丝绳。

6.根据权利要求5所述的双轴同步拉伸装置，其特征在于：所述转向滚轮I、转向滚轮II、转向滚轮III和转向滚轮IV均通过对应的滚轮座设置于固定架，并以绕过的拉索I、拉索II和拉索III互不干扰的方式设置。

7.根据权利要求6所述的双轴同步拉伸装置，其特征在于：所述纵向夹具I、纵向夹具II、横向夹具I和横向夹具II均包括夹具体和夹具头，所述夹具头包括与夹具体一体成型的夹持座，所述夹持座上可拆卸式连接设置夹板形成夹持结构，所述夹持座和夹板相对的面为夹持面且夹持面分布有用于加大摩擦力的凸起或波纹。

8.根据权利要求7所述的双轴同步拉伸装置，其特征在于：所述拉伸架上设有用于固定连接拉索I、拉索II和拉索III的连接件，该连接件与拉索I、拉索II和拉索III相对应分布于拉伸架的横向两端。

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