CN102435511A - 秸秆测扭装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种秸秆测扭装置，主要用来检测秸秆物料的力学特性；它包括机架、上夹紧装置和下夹紧装置；机架从上至下依次设置有顶端平台架、上平台架和下平台架；顶端平台架上设置有万能试验机，万能试验机的正下方设置有丝杆螺母装置；丝杆螺母装置包括丝杆与丝杆螺母；丝杆通过联轴器与万能试验机的传动轴固定连接；上平台架上设置有上夹紧装置和横向传动装置；丝杆螺母与横向传动装置一端固定相连，上夹紧装置与横向传动装置的另一端相固定连接，上夹紧装置穿过上平台架露在上平台架下端；下平台架上设置有下夹紧装置；下夹紧装置在上夹紧装置的正下方。
Description
技术领域
本发明涉及一种农业机械设备，具体的说是一种秸秆测扭装置。
背景技术
由于秸秆物料的力学性质与工程材料相比存在较大差异，受力变形较大且尺寸形状不规则，不容易加工成合适的试样，所以秸秆物料力学特性的测定很难实现；目前在这方面普遍使用的仪器设备和测试手段还不成熟，多采用简易手动试验装置；一方面测量精度和研究效率较低，另一方面，试验研究局限于静态或准静态状况下进行，不符合加工机具的实际工况；更重要的问题是在实际生产中，由于工况复杂，环境恶劣等原因，往往难以获得有关的测试参数。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作方便的秸秆测扭装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种秸秆测扭装置，包括机架、上夹紧装置和下夹紧装置；所述机架从上至下依次设置有顶端平台架、上平台架和下平台架；所述的顶端平台架上设置有万能试验机，万能试验机的正下方设置有丝杆螺母装置；所述丝杆螺母装置包括丝杆与丝杆螺母；所述丝杆通过联轴器与万能试验机的传动轴固定连接；所述的上平台架上设置有上夹紧装置和横向传动装置；所述丝杆螺母与横向传动装置一端固定相连，上夹紧装置与横向传动装置的另一端相固定连接，上夹紧装置穿过上平台架露在上平台架下端；下平台架上设置有下夹紧装置；下夹紧装置在上夹紧装置的正下方。
作为本发明秸秆测扭装置的改进：所述的横向传动装置包括小齿轮、小齿轮轴心和能与小齿轮相啮合的大齿轮；所述小齿轮轴心套装在丝杆螺母上并固定，小齿轮套装在小齿轮轴心上并固定。
作为本发明秸秆测扭装置的进一步改进：所述的下夹紧装置包括虎钳式夹具与夹具凹槽；所述下平台架上设置有夹具凹槽，虎钳式夹具设置在夹具凹槽内；所述虎钳式夹具包括左柄、右柄和夹具轴；左柄通过夹具轴与右柄转动连接；所述的左柄和右柄下方设置有夹具托台，所述夹具托台下方设置有圆柱形弹簧，所述圆柱形弹簧一端设置在夹具凹槽上， 另一端设置在夹具托台的底面；在虎钳式夹具的夹具轴的两端固定有夹具轴套，夹具轴套下端设置有螺纹杆，所述螺纹杆下端穿过夹具凹槽下方设置有配套的旋转把手。
作为本发明秸秆测扭装置的进一步改进：所述的上夹紧装置包括圆柱形轴和设置在圆柱形轴下方的圆锥夹具；所述的圆锥夹具穿过上平台架露在下方；在所述的圆锥夹具的下端设置有夹具槽；在所述的夹具槽外围设置有滑动圆环，滑动圆环上设置有扣紧把手。
作为本发明秸秆测扭装置的进一步改进：所述圆柱形轴下端设置有环形凸台，通过环形凸台将圆柱形轴卡在上平台架上端。
作为本发明秸秆测扭装置的进一步改进：所述圆柱形轴上套装有轴套，所述轴套上套装有大齿轮并固定。
作为本发明秸秆测扭装置的进一步改进：所述丝杆螺母装置为滚珠丝杠。
作为本发明秸秆测扭装置的进一步改进：所述联轴器为刚性联轴器。
本发明秸秆测扭装置上方设置有带有滑动环的弹性圆锥夹具，下方设置有虎钳式夹具，可以针对不同横截面积的秸秆物料进行锁紧，具有扭矩可调，秸秆长度可控的特点；秸秆测扭装置上方设置有刚性联轴器，可以和万能试验机对接，并且通过滚珠丝杆将万能试验机的上下直线运动转化成回转运动，再通过传动系统，使夹紧装置进行回转运动，从而实现了秸秆物料的扭转；再通过万能试验机，就能直接得出扭矩-变形曲线，检测稳定可靠快速，且省去了搭试验架添加传感器的繁琐过程。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1是本发明秸秆测扭装置的主结构示意图；
具体实施方式
本发明给出一种秸秆测扭装置，包括机架14，下夹紧装置和上夹紧装置；机架14从上到下依次设有顶端平台架16、上平台架20和下平台架15。
顶端平台架16上固定有万能试验机1；万能试验机1的正下方设置有丝杆螺母装置，丝杆螺母装置为滚珠丝杠3，滚珠丝杠3由丝杆18和配套的丝杆螺母19组成；丝杆18的上端与万能试验机1的传动轴17通过联轴器(即刚性联轴器2)固定连接，丝杆18的下端穿过上平台架20，露在上平台架20下端；
在上平台架20上方设有横向传动装置，横向传动装置包括小齿轮4、小齿轮轴心21和大齿轮5；小齿轮4套装在小齿轮轴心21上，并通过固定螺栓固定，小齿轮轴心21套装在丝杆螺母19上，并通过另外的固定螺栓固定；小齿轮4与大齿轮5相啮合；上夹紧装置包括圆 锥夹具7和设置在圆锥夹具7上端的圆柱形轴29；圆柱形轴29的下方设有环形凸台27，通过环形凸台27将圆柱形轴29卡在上平台架20的上表面；轴套6套装在圆柱形轴29上，大齿轮5套装在轴套6上并与轴套6相固定；
圆锥夹具7为上小下大的倒圆锥形，下端开有夹具槽28，夹具槽28的外围套有滑动圆环9，该滑动圆环9可以沿着圆锥夹具7上下滑动，滑动圆环9为大小不能变的金属环，滑动圆环9上设有扣紧把手。
相对于上夹紧装置，下平台架15上设有下夹紧装置；下夹紧装置包括虎钳式夹具10与夹具凹槽23；在下平台架15上开有夹具凹槽23，夹具凹槽23为上大下小的倒圆锥形构造，虎钳式夹具10在夹具凹槽23内；虎钳式夹具10由左柄24、右柄25和夹具轴26组成，左柄24通过夹具轴26与右柄25转动连接；左柄24和右柄25下方设有夹具托台22，夹具托台22下方设置有圆柱形弹簧11；圆柱形弹簧11的上端抵在夹具托台22的下方，圆柱形弹簧11的下端抵在夹具凹槽23底面；在虎钳式夹具10的夹具轴26的两端固定有夹具轴套27，夹具轴套27的下端固定有螺纹杆13，螺纹杆13的下端穿过夹具凹槽23露在夹具凹槽23下方，螺纹杆13露在夹具凹槽23下方的部分设有螺纹相连的旋转把手12。
上述提到的万能试验机1为深圳新三思公司的CNT4204微型机控制电子万能材料试验机；如果要变换试验机，需改变刚性联轴器2及检测装置与试验机连接的滚珠丝杠3的丝杠尺寸。
本发明的秸秆测扭装置实际工作时，步骤如下：
1、取一定长度的秸秆物料，一端夹持在圆锥夹具7的夹具槽28内，一端夹持在虎钳式夹具10上：
1.1、将秸秆物料的下端放置在虎钳式夹具10内：
1.1.1、顺时针转动旋转把手12；
1.1.2、虎钳式夹具10由螺纹杆13带动，向下运动；
1.1.3、夹具托台22受到虎钳式夹具10的左柄24下端和右柄25下端向下的压力，圆柱形弹簧11被夹具托台22压缩，虎钳式夹具10的左柄24上端和右柄25上端紧贴着夹具凹槽23的倒圆锥面向下运动，由于倒圆锥形凹槽通道越来越狭小，所以沿着夹具凹槽23内侧表面向下运动的虎钳式夹具10的左柄24和右柄25就开始夹紧；
1.1.4、当将秸秆料下端夹得足够紧时，就可以停止顺时针转动旋转把手12；
1.1.5、保持秸秆物料下端的夹紧状态。
1.2、将秸秆物料的上端放置在圆锥夹具7的夹具槽28内：
1.2.1、将滑动圆环9在圆锥夹具7的倒圆锥外表面上向下移动；
1.2.2、圆锥夹具7开始夹紧(由于倒圆锥外表面上小下大，且由于滑动圆环9外形不会随着倒圆锥外表面的变大而变大，所以在滑动圆环9不变的情况下，圆锥夹具7的夹具槽28就将开始夹紧)；
1.2.3、当夹得足够紧时，通过扣紧把手8，将滑动圆环9扣紧；
1.2.4、保持秸秆物料上端的夹紧状态。
2、连接万能试验机1的外接电控系统。
3、启动万能试验机1；
3.1、万能试验机1的传动轴17开始向下运动；
3.2、传动轴17带动用刚性联轴器2固定的丝杆18开始向下运动；
3.3、丝杆18带动丝杆螺母19转动；
3.4、丝杆螺母19通过小齿轮轴心21带动小齿轮4转动；
3.5、小齿轮4带动大齿轮5转动；
3.6、大齿轮5通过轴套6与圆柱形轴29带动圆锥夹具7转动；
4、万能试验机1的外接电控系统将自动检测出完成秸秆扭转变形所需要的扭矩等各项数据。
5、将完成测试的秸秆物料取下：
5.1、拨开扣紧把手8，将滑动圆环9向上移动，倒圆锥外表面上小下大，滑动圆环9向上运动时，圆锥夹具7的夹具槽28就将由于弹性开始松开，再将秸秆物料取出；
5.2、逆时针转动旋转把手12，虎钳式夹具10由螺纹杆13带动，向上运动，圆柱形弹簧11伸长，夹具托台22受到弹簧力的作用向上运动，虎钳式夹具10的左柄24和右柄25下端受到夹具托台22向上的力向左右两侧打开，取出下端的秸秆物料。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (8)
1.秸秆测扭装置，包括机架(14)、上夹紧装置和下夹紧装置；其特征是：所述机架(14)从上至下依次设置有顶端平台架(16)、上平台架(20)和下平台架(15)；
所述的顶端平台架(16)上设置有万能试验机(1)，万能试验机(1)的正下方设置有丝杆螺母装置；所述丝杆螺母装置包括丝杆(18)与丝杆螺母(19)；所述丝杆(18)通过联轴器与万能试验机(1)的传动轴(17)固定连接；
所述的上平台架(20)上设置有上夹紧装置和横向传动装置；所述丝杆螺母(19)与横向传动装置一端固定相连，上夹紧装置与横向传动装置的另一端相固定连接，上夹紧装置穿过上平台架(20)露在上平台架(20)下端；
下平台架(15)上设置有下夹紧装置；下夹紧装置在上夹紧装置的正下方。
2.根据权利要求1所述的秸秆测扭装置，其特征是：所述的横向传动装置包括小齿轮(4)、小齿轮轴心(21)和能与小齿轮(4)相啮合的大齿轮(5)；所述小齿轮轴心(21)套装在丝杆螺母(19)上并固定，小齿轮(4)套装在小齿轮轴心(21)上并固定。
3.根据权利要求2所述的秸秆测扭装置，其特征是：所述的下夹紧装置包括虎钳式夹具(10)与夹具凹槽(23)；所述下平台架(15)上设置有夹具凹槽(23)，虎钳式夹具(10)设置在夹具凹槽(23)内；
所述虎钳式夹具(10)包括左柄(24)、右柄(25)和夹具轴(26)；左柄(24)通过夹具轴(26)与右柄(25)转动连接；
所述的左柄(24)和右柄(25)下方设置有夹具托台(22)，所述夹具托台(22)下方设置有圆柱形弹簧(11)，所述圆柱形弹簧(11)一端设置在夹具凹槽(23)上，另一端设置在夹具托台(22)的底面；
在虎钳式夹具(10)的夹具轴(26)的两端固定有夹具轴套(27)，夹具轴套(27)下端设置有螺纹杆(13)，所述螺纹杆(13)下端穿过夹具凹槽(23)下方设置有配套的旋转把手(12)。
4.根据权利要求3所述的秸秆测扭装置，其特征是：所述的上夹紧装置包括圆柱形轴(29)和设置在圆柱形轴(29)下方的圆锥夹具(7)；所述的圆锥夹具(7)穿过上平台架(20)露在下方；在所述的圆锥夹具(7)的下端设置有夹具槽(28)；在所述的夹具槽(28)外围设置有滑动圆环(9)，滑动圆环(9)上设置有扣紧把手(8)。
5.根据权利要求4所述的秸秆测扭装置，其特征是：所述圆柱形轴(29)下端设置有环形凸台(27)，通过环形凸台(27)将圆柱形轴(29)卡在上平台架(20)上端。
6.根据权利要求5所述的秸秆测扭装置，其特征是：所述圆柱形轴(29)上套装有轴套(6)，所述轴套(6)上套装有大齿轮(5)并固定。
7.根据权利要求6所述的秸秆测扭装置，其特征是：所述丝杆螺母装置为滚珠丝杠(3)。
8.根据权利要求7所述的秸秆测扭装置，其特征是：所述联轴器为刚性联轴器(2)。
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