CN103645099A

CN103645099A - 一种钢丝蠕变性能测试机

Info

Publication number: CN103645099A
Application number: CN201310736718.2A
Authority: CN
Inventors: 单忠德; 陈海波; 李乃亮; 刘丰; 王素洁; 聂军刚
Original assignee: Advanced Manufacture Technology Center China Academy of Machinery Science and Technology
Current assignee: Advanced Manufacture Technology Center China Academy of Machinery Science and Technology
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-03-19

Abstract

本发明提供了一种钢丝蠕变性能测试机，主要包括：测试机底座；固丝装置，包括上钢丝固定器及下钢丝固定器，上固丝器可沿着导向装置上下移动，适应测试不同长度的钢丝；拉力传感器安装在上固丝器上方，用于检测载荷大小并反馈给控制终端，通过加载系统控制钢丝所受的力保持恒定。安装在移动螺座上的加载横梁可通过伺服电机的驱动而移动，并给钢丝实加一定载荷；位移测量传感器的测试头可随着上固丝器上下移动，实时测试钢丝的蠕变；加热装置，对钢丝加热并保持温度实验恒定；恒温箱，可维持实验时温度环境稳定。本发明提供的蠕变性能测试可连续任意载荷加载，保持实验力保持恒定，并智能调节钢丝的温度，易于采集钢丝的载荷、温度、位移，有利于进行钢丝蠕变实验研究。

Description

一种钢丝蠕变性能测试机

技术领域

本发明涉及材料测试领域，具体涉及一种钢丝蠕变性能测试机。

背景技术

测试钢丝的蠕变性能，主要测试材料在一定的环境温度和恒定的外力作用下，其变形随着时间变化的关系。现有材料的拉伸或者压缩蠕变实验装置大都采用简单的杠杆式或者液压千斤顶式加载架，其实验装置使用起来方便灵活，但存在难以实现任意载荷的连续加载，实验力不稳定，距离不可调整，数据采集采用刻度表进行人工进行记录，极容易造成误差等缺点，此外，常用的材料力学测试试验机可以用于钢丝的蠕变实验，其实验力加载和数据方面性能优越，但是在材料温度控制方面难以实现钢丝温度恒定和测试实验环境稳定。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种钢丝蠕变实验机，主要包括：测试机底座；固丝装置，包括上钢丝固定器及下钢丝固定器，上固丝器可沿着导向装置上下移动，适应测试不同长度的钢丝；拉力传感器安装在上固丝器上方，用于检测载荷大小并反馈给控制终端，通过加载系统控制钢丝所受的的力保持恒定；安装在移动螺座上的加载横梁可通过伺服电机的驱动而移动，并给钢丝实加一定载荷；位移测量传感器的测试头可随着上固丝器上下移动，实时测试钢丝的蠕变；加热装置，对钢丝加热并保持温度实验恒定；恒温箱，可维持实验时温度环境稳定。

通过由伺服电机、减速电机、丝杠、导轨、电机座、轴承座、移动螺座组成加载及运动系统；所述加载及运动系统安装在驱动系统支架上；在测试机架的对称两侧各有一个驱动系统支架，每一个驱动系统支架上都安装一套加载及运动系统；所述驱动系统支架安装在底座上；所述加载横梁两侧分别安装在两侧移动螺座上，两台伺服电机由一个运动指令控制。

加热装置由加热管、电电加热带、保温棉、缠绕带、温度传感器组成；温度传感器实时检测加热管中的温度，并通过温度控制器控制电加热带使得加热管中的温度保持恒定，对钢丝温度实时控制。钢丝穿过加热管，通过加热管钢丝加热并保持恒定温度；加热管为导热系数较好的紫铜管、黄铜管等，加热管的长度根据测试钢丝的长度选取；缠绕在加热管外层的电加热带需保证上部和下部紧密，中部稀疏。

两个位移传感器分布在上固丝器左右两侧，其安装在测试机架上的位移传感器座上；位移传感器的测试头安装在上固丝器上；所述上固丝器与滑块连接在一起，都可沿着导向装置上下移动；下固定器安装在底座上，不能移动；所述导向装置固定在测试机架上。

所述恒温箱安装在底座上，将钢丝、加热装置、位移传感器，拉力传感器等都位于其内部；位移传感器测试的钢丝的蠕变量，钢丝的实时温度、拉力传感器的载荷，可通过数据采集卡实时采集，并传送到显示终端里进行显示。

本实验机可连续任意载荷加载，并保持实验力保持恒定，并智能调节钢丝的温度，并可保持钢丝温度恒定和测试实验环境的稳定，实时采集钢丝的载荷、温度、位移，有利于进行钢丝蠕变实验研究。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本钢丝蠕变性能测试机示意图；

图2加热装置示意图；

附图标记

1-伺服电机，2-减速电机，3-电机座，4-驱动系统支架，5-轴承座，6-导轨，7-丝杠，8-底座，9-恒温箱，10-移动螺座，11-加载横梁，12-拉力传感器，13-导轨b，14-滑块，15-上固定器，16-测试机架，17-位移传感器，18-位移传感器座，19-加热装置，20-钢丝，21-下固定器，22-温度控制器；23-电加热带，24-加热管，25-保温棉，26-缠绕带，27-温度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

钢丝蠕变性能测试流程：首先根据准备待测试钢丝，将钢丝20先安装在下固丝器上；选取紫铜管作为加热管24，将电加热带23缠绕紫铜管上，保证电加热带在加热管上部和下部紧密，中部稀疏；然后再加热带外层缠绕保温棉25；再用缠绕带26将保温棉缠紧；然后将钢丝穿入加热管中，把温度传感器27放入加热管的中部；将电加热带、温度传感器与温度控制器22连接，加热管的两端口处用保温棉封死。

所述上固丝器15与滑块14连接，然后将通过控制终端控制伺服电机1的转动，通过传动装置，控制与移动螺座10相连接的加载横梁移动，使得上固丝器15和拉力传感器18移动到合适位置，然后将钢丝的另一端固定在上固丝器15上。

设定温度控制器的温度，将恒温箱15密封，保证长期测试的温度环境稳定，避免造成干扰，提高测试的准确性；然后对钢丝进行加热，温度控制器智能控制电加热带的加热量，从而保证钢丝的温度恒定。

位移传感器测试的钢丝的蠕变量，钢丝的实时温度、拉力传感器的载荷，可通过数据采集卡实时采集，并传送到显示终端里进行显示。将钢丝加热到实验温度后，开始记录实时钢丝的蠕变；移动加载横梁，将钢丝缓慢绷直后，开始改变电机的输出转矩，达到实验所需的载荷；在整个蠕变实验的过程中，实时采集拉力值，通过反馈给控制终端后控制加载力的恒定。

Claims

1.一种钢丝蠕变试验机，包括：测试机底座8；固丝装置，包括上固定器15及下固定器21，上固丝器15可沿着1导向装置 13上下移动，适应测试不同长度的钢丝；拉力传感器17安装在上固丝器15上方，用于检测并反馈给控制终端拉力；安装在移动螺座10上的加载横梁11可通过伺服电机1的驱动而移动，可给钢丝20实加一定载荷；加热装置19，对钢丝加热并保持测试时温度恒定；恒温箱9，可维持实验时周围温度环境稳定；位移传感器18的测试头可随着上固丝器17上下移动，实时监测钢丝的蠕变。

2.根据权利要求1所述内容，通过由伺服电机1、减速电机2、电机座3、轴承座5、导轨6、丝杠7、移动螺座10组成加载及运动系统；所述加载及运动系统安装在驱动系统支架4上；在测试机架的对称两侧各有一个驱动系统支架，每一个驱动系统支架上都安装一套加载及运动系统；所述驱动系统支架4安装在底座8上；所述加载横梁11两侧分别安装在两侧移动螺座10上，两台伺服电机由一个运动指令控制。

3.根据权利要求1所述内容，加热装置由电加热带23、加热管24、保温棉25、缠绕带26、温度传感器27组成；温度传感器27实时检测加热管24中的温度，并通过温度控制器22控制电加热带23使得加热管24中的温度保持恒定，对钢丝温度实时控制；所述钢丝20穿过加热管，通过加热管24给钢丝加热并保持恒定温度。

4.根据权利要求1所述内容，加热管24为导热系数较好的紫铜管、黄铜管等，根据测试钢丝的长度选取等长的加热管。

5. 根据权利要求1所述内容，两个位移传感器17（a）、17（b）分布在上固丝器左右两侧，其安装在测试机架16上的位移传感器座18（a）、18（b）上；位移传感器17的测试头安装在上固丝器上15；所述上固丝器15与滑块14连接在一起，都可沿着导向装置13上下移动；下固定器21安装在底座8上，不能移动；所述导向装置 13固定在测试机架16上。

6.根据权利要求1所述内容，所述恒温箱9安装在底座8上，将钢丝、加热装置、位移传感器，拉力传感器等都位于其内部。

7.根据权利要求1所述内容，缠绕在加热管24外层的电加热带23需保证上部和下部紧密，中部稀疏，以保证加热的均匀性。

8.根据权利要求1所述内容，位移传感器测试的钢丝的蠕变量、钢丝的实时温度、拉力传感器的载荷，可通过数据采集卡实时采集，并传送到显示终端里进行显示。