CN103267690B - 一种双摆杆冲击试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双摆杆冲击试验机，通过对上摆杆、下摆杆的设计，实现下摆杆摆锤在冲击试板时处于自由状态的目的，从而实现试板的双向冲击与检测。在该双摆杆冲击试验机正常使用时，可用连接装置将上摆杆、下摆杆固定好，在下摆杆冲击试板时，上摆杆、下摆杆处于自由状态，达到正常使用的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种双摆杆冲击试验机，具体地说是涉及一种可以双向测量试板表面
在瞬态冲击作用下抗破坏能力的双摆杆冲击试验机。
背景技术
双摆杆冲击试验机是针对在瞬间载荷作用下，试板表面的双向性能测试而专门研制开发的新设备。该装置的主要作用是测量试板在瞬态高速冲击作用下的抗破坏强度，能有效判断试板是否合格，以及进行测试板合格后的性能强化试验，专利号ZL200410021245.9提供了一种双摆试验机及试验方法，只是将测试板以一定的角度倾斜于落锤的方向，但是这种试验方法虽然能够获得测试板在水平和垂直两个方向所吸收的能量值，但却不能将试验材料实时瞬间能量的变化情况显示出来。
发明内容
本发明的目的是提供一种双摆杆冲击试验机。为了克服现有技术中试验机的不足，本发明提供一种双摆杆冲击试验机，利用试验机的双摆杆结构实现了摆锤冲击测试板角度的无级可调和瞬间双向性能测试。
本发明的技术方案是：一种双摆杆摆锤式冲击试验机，主要包括主机机架、双摆杆系统、提升、制动系统、角度调节装置、缓冲装置、测量系统；提升、制动系统由电机、减速机、离合器、轴承座、摆轴、制动器、制动盘、轴承组成，所述制动盘与轴承安装在主机机架的顶端，且电机、减速机、离合器、轴承座、制动器顺次安装于所述摆轴上；摆轴中间悬挂上摆杆，安装在主机机架上方，实现双摆杆系统的提升和制动；双摆杆系统包括上摆杆、下摆杆、摆锤，上摆杆、下摆杆铰接，下摆杆与摆锤相连；上摆杆、下摆杆铰接处设有角度调节装置，其作用是保证两摆杆在下落过程中保持角度不发生变化，但在摆锤与试板接触瞬间使两摆杆处于自由状态；上摆杆、下摆杆中间还设有缓冲装置，将下摆杆跳起的高度控制在能够准确测量的很小的尺寸范围之内；测试系统安装在主机机架的底座上，采用高速传感器及高速数据采集装置，将冲击过程中水平和垂直两个方向的力值随时间变化曲线、变性特征点随时间的变化通过计算机显示出来。
本发明双摆杆冲击试验机的主机机架机身由钢管制作而成，底座采用实心钢板加工制作，保证机架顶端轴承的同轴度及轴心到测试系统基板的距离。主机机架上方安装提升、制动系统，主机机架下方安装测试系统，主机机架与牢固的地基基础相连，保证安装精度和试验安全。
本发明双摆杆冲击试验机的双摆杆系统由高强度钢制作而成，通过摆轴与主机机架连接；双摆杆系统的上方为上摆杆，上摆杆设有吊环装置，用于缓冲装置的连接；双摆杆系统的下方为下摆杆和摆锤，通过销轴与上摆杆连接，下摆杆的顶端装有角度调节装置，用于调节双摆杆连接的角度，下摆杆的下端与摆锤连接，用于冲击试板。这样的结构可以保证双摆杆下落过程中保持角度不变，摆锤与试板撞击时双摆杆瞬间又保持自由。
本发明双摆杆冲击试验机的角度调节装置由高强度钢制作而成，通过销轴与上摆杆和下摆杆连接；角度调节装置设有不同的角度，使双摆杆无级可调。
本发明双摆杆冲击试验机的缓冲装置由弹簧钢支撑，安装在上摆杆、下摆杆中间；缓冲装置将下摆杆跳起的高度控制在能够准确测量的很小的尺寸范围之内，此处缓冲器选用下摆杆下转力矩的3到4倍。
本发明双摆杆冲击试验机的测量系统安装在主机机架的底座上，采用高速传感器及高速数据采集装置，通过高速采集卡、存储器和变形传感器将冲击过程中水平和垂直两个方向的力值随时间变化曲线、变性特征点随时间的变化通过计算机显示出来。
本发明双摆杆冲击试验机的试验方法是：首先将测试板固定在测力系统上；在双摆处于铅垂位置时，制动器松开；电机带动减速机、离合器运动，将双摆杆系统提升至预置的角度；制动器抱闸，提升、制动系统断电后，制动器松开，双摆杆系统自由下落；在撞击瞬间，角度调节装置使双摆杆瞬间处于自由状态，摆锤冲击试板；将在双摆杆系统冲击试板回升到最高点时，通过制动器再制动；测量系统采用高速传感器和高速数据采集卡，对试验的全过程进行精确高速测量和记录；然后离合器吸和，制动器断开，双摆杆系统回到原始位置。
本发明的优点及有益效果如下：
1.双摆杆冲击试验机采用双摆杆结构，运用摆锤式重力加速冲击方法，瞬间同时获得试样水平和垂直两个方向所承受的最大冲击速度、最大冲击载荷、最大冲击能量。
2.增加了机构的自由度，提高了测量精度，克服了传统的单摆试验机单向测量、冲击时间过长、冲击角度不可调、不能抓取瞬间冲击载荷只能抓取冲击能量等缺点。
3.设备操作简单、测量精确、可靠性高、安全稳定，便于维护，特别适用于试板表面承受瞬态双向冲击载荷的试验。
附图说明
图1：本发明双摆杆冲击试验机主视图
图2：本发明双摆杆冲击试验机左视图
图中：1-主机机架，2-上摆杆，3-下摆杆，4-摆锤，5-缓冲装置，6-角度调节装置，7-电机，8-减速机，9-离合器，10-轴承座，11-摆轴，12-制动器，13-测量系统，14-试板，15-双摆杆系统，16-提升、制动系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1、2所示，双摆杆冲击试验机，包括主机机架1，双摆杆系统15，缓冲装置5，角度调节装置6，提升、制动系统16，测量系统13；主机机架1和双摆杆系统15由摆轴11连接，通过轴承座10固定在主机机架上1；上摆杆2与下摆杆3连接处设有角度调节装置6；上摆杆2与下摆杆3的顶端设有缓冲装置5；提升、制动系统中的电机7与减速机8连接，减速机8与离合器9连接，离合器9与摆轴11连接；提升、制动系统中的制动器12固定在主机机架1上，与摆轴11连接；测量系统13固定安装在主机机架1的底座上，测量系统13的上方固定安装试板14。
如图1、2所示，本发明双摆杆冲击试验机的试验方法是：双摆杆冲击试验机在初始位置时，电机7带动减速机8、离合器9、摆轴11旋转，将双摆杆系统15提升到预置位置，制动器12制动；离合器9断开，制动器12释放，双摆杆系统15做自由落体运动；在摆锤4接触试板14时，上摆杆2和下摆杆3瞬间处于自由状态，摆锤4撞击测试板14；同时测试系统13将冲击过程中水平和垂直两个方向的力值随时间变化曲线、变性特征点随时间的变化显示到计算机上；在双摆杆系统15运动到最高点(即速度为零时)，制动器12制动；试验人员可对试板14进行观察记录或更换；然后离合器9吸和，电机7带动减速机8、离合器9、摆轴11旋转到初始位置。
Claims (6)
1.一种双摆杆冲击试验机，包括主机机架(1)、双摆杆系统(15)、提升、制动系统(16)、角度调节装置(6)、缓冲装置(5)、测量系统(13)；其特征在于：提升、制动系统(16)由电机(7)、减速机(8)、离合器(9)、轴承座(10)、摆轴(11)、制动器(12)、制动盘、轴承组成，所述制动盘与轴承安装在主机机架(1)的顶端，且电机(7)、减速机(8)、离合器(9)、轴承座(10)、制动器(12)顺次安装于所述摆轴(11)上；摆轴(11)中间悬挂上摆杆(2)，安装在主机机架(1)上方，实现双摆杆系统的提升和制动；双摆杆系统(15)包括上摆杆(2)、下摆杆(3)、摆锤(4)，上摆杆(2)和下摆杆(3)铰接，下摆杆(3)与摆锤(4)相连；上摆杆(2)、下摆杆(3)铰接处设有角度调节装置(6)；上摆杆(2)、下摆杆(3)中间还设有缓冲装置(5)；测量系统(13)安装在主机机架(1)的底座上，采用高速传感器及高速数据采集装置，将冲击过程中水平和垂直两个方向的力值随时间变化曲线、变性特征点随时间的变化通过计算机显示出来。
2.根据权利要求1所述的试验机，其主机机架机身由钢管制作而成，主机机架(1)上方安装提升、制动系统(16)，主机机架(1)下方安装测试系统(13)，主机机架(1)与牢固的地基基础相连。
3.根据权利要求1所述的试验机，其双摆杆系统(15)由高强度钢制作而成，通过摆轴(11)与主机机架(1)连接；双摆杆系统(15)的上方为上摆杆(2)，上摆杆(2)设有吊环装置，用于缓冲装置(5)的连接；双摆杆系统(15)的下方为下摆杆(3)和摆锤(4)，通过销轴与上摆杆(2)连接，下摆杆(3)的顶端装有角度调节装置(6)。
4.根据权利要求1所述的试验机，其角度调节装置(6)由高强度钢制作而成，通过销轴与上摆杆(2)和下摆杆(3)连接。
5.根据权利要求1所述的试验机，其缓冲装置(5)由弹簧钢支撑，安装在上摆杆(2)、下摆杆(3)中间。
6.根据权利要求1所述的试验机，其测量系统(13)安装在主机机架(1)的底座上，采用高速传感器及高速数据采集装置，通过高速采集卡、存储器和变形传感器将冲击过程中水平和垂直两个方向的力值随时间变化曲线、变性特征点随时间的变化通过计算机显示出来。
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