CN104460689B - 电子拉伸计检测探针自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种电子拉伸计检测探针自动调节装置，其包括：压力控制机构、伸缩机构、高度调节机构和固定机构；定位片安装在电子引伸计刀刃部位，永磁铁安装于支架底部四角，旋转块与支架杆螺纹连接，旋转块上下各有一螺母将旋转块锁定，伸缩机构安装于旋转块中，并由调节杆与压力控制机构相连，压力控制机构活塞杆与电子引伸计螺纹连接，定位片安装在电子引伸计刀刃处。本发明实现电子引伸计的快速装卡，卸位操作，减少操作时间，简化操作步骤，能够较准确的控制引伸计刃口与线型材料间压力大小，有利于保护材料表面，确保刀刃与线型材料间的摩擦力，保证测试数据的准确性，采用本发明所提供的装置，只需不到10秒钟的时间，作业效率极为提高。

Description

电子拉伸计检测探针自动调节装置

技术领域

本发明涉及机械工程领域，提出一种新型装置，用于线型材料拉伸试验时电子引伸计检测探针的快速自动调节。

背景技术

引伸计是测量构件及其他物体两点之间线变形的一种仪器，通常由传感器、放大器和记录器三部分组成。传感器直接和被测构件接触，构件上被测的两点之间的距离为标距，标距的变化为线变形。构件变形，传感器随之变形，并把这种变形转换为机械、光、电、声等信息，放大器将传感器输出的微小信号放大。记录器(或读数器)将放大后的信号直接显示或自动记录下来。引伸计按测量对象，可分为轴向引伸计、横向引伸计、夹式引伸计。

本发明主要讨论的是轴向电子引伸计。轴向电子引伸计主要由应变片、变形传递杆、弹性元件、限位标距杆、刀刃和夹紧弹簧等组成。测量变形时,将引伸计装卡于试件上,刀刃与试件接触而感受两刀刃间距内的伸长,通过变形杆使弹性元件产生应变,应变片将其转换为电阻变化量,再用适当的测量放大电路转换为电压信号，从而输出数据。

目前的轴向电子引伸计的装卡操作，自动化程度较低。每次使用时，操作人员必须先从摆放处取得电子引伸计，然后将引伸计的刀刃中点与被测线型材料准确接触，单手扶持电子引伸计，保证刀刃位置准确，单手使用橡皮筋通过刀刃附近的卡板将刀刃固定在线型材料上。测试完毕后，需将橡皮筋解除，取下引伸计，放回摆放处。其操作过程较为繁琐，工作效率低下：以现有的作业过程计算，完成一次全周期的引伸计装卡、拆卸的过程需要约1分钟的时间，而采用本发明所提供的装置，则只需不到10秒钟的时间，作业效率极为提高。同时，目前使用的引伸计的装卡方法，通过橡皮筋的松紧程度来改变引伸计刀刃与线型材料间的压力，从而改变刀刃与线型材料间的摩擦力，保证刀刃对线型材料的压力既能使得刀刃随线型材料的变形移动，又不割伤线型材料。但是使用橡皮筋控制力的大小，存在主观的判断性，不能准确的控制。而采用本发明提供的装置，则能较准确的控制刀刃对线型材料的压力，保证引伸计测量的准确性。

发明内容

本发明的提供了一种对电子拉伸计检测探针的自动调节装置，有利于线型材料拉伸性能测试线的快速精确作业。

1.总体结构描述

一种用于电子拉伸计检测探针的自动调节装置。该装置主要由电子引伸计，压力控制机构，伸缩机构，高度调节机构，固定机构组成。所述的压力控制机构包括活塞杆3，圆形盖板5，套管6，弹簧7，调节杆8。所述的伸缩机构包括调节杆8，旋转块10，半圆形盖板12，旋钮13，端帽14，弹簧15。所述的调节杆8与端帽14使用螺纹组合，方便拆卸安装弹簧15。所述的高度调节机构包括螺母9，旋转块10，支架16。所述的固定机构包括支架16与永磁铁17。

2.进一步结构特点描述

上述电子引伸计，在刀刃部位加装了线型材料的定位片1，定位片1为八字形设计，利用两个斜面保证线型材料与刀刃的接触，同时能有效的防止测试时线型材料滑脱刀刃。

上述压力控制机构，将活塞杆3与弹簧7放置于套管6中，圆形盖板5通过螺钉固定在套管6的一端，用于卡装活塞杆3，调节杆8通过螺纹与套管6连接，压缩弹簧7，推动活塞杆3，给予活塞杆3向前的预紧力。电子引伸计2与线型材料接触时，刀刃与线型材料间产生压力，活塞杆3受到一个与压力相等的向后的推力。开始时，推力小于预紧力，活塞杆3相对套管6保持静止，当压力逐渐增加，推力略大于预紧力时，活塞杆3压缩弹簧，相对套管6向后移动，此时停止施加压力。卡装操作结束。这样的结构布置，有利于操作人员控制刀刃对线型材料的压力，对不同的线型材料采用具有针对性的压力指标，防止刀刃割伤材料，保证刃口与材料间的摩擦力。

本发明的压力控制机构，套管6中螺纹段的长度为L₁，活塞杆3活塞端到套管6螺纹端的距离为L₂，设安装的弹簧7长度为L，弹性系数为k，则可设置的最小预紧力F₁为：

F₁＝k(L-L₂)...........................................................................(1)

可设置的最大预紧力F₂为：

F₂＝k(L-L₂+L₁)........................................................................(2)

预紧力的可调节范围为：

F₃＝kL₁...............................................................................(3)

上述伸缩机构，通过两个半圆形盖板12将调节杆8无螺纹端与弹簧14锁在旋转块10的孔中。旋钮13通过螺纹与旋转块10连接，螺纹端与调节杆8接触，当旋钮13向内旋紧时，旋钮螺纹端推动调节杆8向前运动，压缩弹簧14，使得电子引伸计2刀刃靠近被测线型材料。当旋钮13外旋时，旋钮螺纹端后退，调节杆8在处于压缩状态的弹簧15的弹力作用下跟随旋钮13后退。使得电子引伸计2刀刃远离被测线型材料。

本发明的伸缩机构，旋钮13的螺纹长度为L₄，旋转块10中，安装旋钮的孔的深度为L₆，旋转块10中安装调节杆的孔的深度为L₅，端帽的宽度为L₃，则电子拉伸计检测探针的前后可移动距离为：

L＝L₄-L₆...........................................................(4)

同时为了保证此可移动距离，应满足：

L₅-L₃＞L₄-L₆.......................................................(5)

上述高度调节机构，使用一个带螺纹杆的支架16，旋转块10与支架16通过螺纹连接，在旋转块的上下方各安装一个螺母9，装置在使用状态下上下螺母9将旋转块10夹紧。当电子引伸计2需要上调时，调节上螺母使其上升，然后调节旋转块10到合适位置，之后调节上下螺母9靠近旋转块10，使旋转块10固定；当电子引伸计需要下调是，调节下螺母使其下降，然后调节旋转块10到合适位置，之后调节上下螺母9靠近旋转块10，使旋转块10固定。

上述固定机构，在支架16底部安装四个永磁铁，使得支架16的摆放位置可以自由调节，并利用永磁铁17的吸引力将支架固定在所需位置。

3.工作原理

本发明装置在用于线型材料拉伸测试时，利用永磁铁17对铁制材料工作台的吸引力，将装置固定在工作平台合适位置。然后根据被测线型材料的种类，确定电子引伸计2装卡所需的压力，根据所需压力大小转动调节杆8，使调节杆8压缩套管中的弹簧7，使套管6中的弹簧7产生与所需压力相等的预紧力。然后根据被测线型材料的高度与方向，调节电子引伸计2的高度与方向。当电子引伸计2需要上调时，调节上螺母9使其上升，然后调节旋转块10到合适位置，之后调节上下螺母9靠近旋转块，使旋转块10固定；当电子引伸计2需要下调时，调节下螺母9使其下降，然后调节旋转块10到合适位置，之后调节上下螺母9靠近旋转块，使旋转块10固定。电子引伸计2的高度与方向调节完毕后，只需旋紧旋钮13，推动电子引伸计2刀刃接触被测线型材料，当活塞杆3相对于套管6发生缩进运动时，停止旋紧旋钮13。此时，电子引伸计刃口对线型材料的压力即为设置的预紧力，电子引伸计2的装卡操作完毕，可以开始测量。测量结束后，只需旋松旋钮13，使电子引伸计2刀刃远离被测线型材料，即可进行下次测量。因为此时该装置高度，方向，位置，预紧力大小已经调节完毕，后续同种材料的测量只需旋紧旋钮13，就能保证装卡正确，立即进行测试。

本发明具有以下特点：

优化了操作过程，使操作简便，快捷。电子拉伸计检测探针自动调节装置的设计，相比于先前使用橡皮筋固定的方法，在同种材料多次测试的情况下，将从引伸计摆放处取得电子引伸计，将引伸计刀刃中点对准被测线型材料，使用橡皮筋固定引伸计于线型材料上，以及测试结束后取下引伸计的操作，简化为使用旋钮装卡，卸下引伸计。本发明简化了电子引伸计装卡，卸下的整个操作过程，减少了操作时间。

有利于保护被测线型材料。传统的使用橡皮筋固定的引伸计的方法，在测量材质较软的线型材料时，由于橡皮筋箍紧力不能调节，容易使刀刃对线型材料压力过大，刀刃易割伤材料表面造成测试结果不准确。使用本发明的装置后，可以根据不同的材料调节合适的预紧力，保护材料，保证测试结果的准确性。

规范了电子引伸计的装卡操作。传统的使用橡皮筋固定引伸计的方法，由操作人员根据工作经验，主观的判断电子引伸计刃口与材料间所需的压力，来调节橡皮筋的箍紧程度。这种依靠主观判断的方法，易造成压力过大，刀刃割伤材料表面，或压力过小，刀刃在材料拉伸过程中不能跟随材料移动。这均会造成测量数据的不准确。使用本发明的装置后，预紧力的大小是可以通过调节确定的，根据被测材料的类型，通过调节选取合适的预紧力，既能保证刀刃不割伤材料，又能保证有足够大的压力使得引伸计刀刃跟随被测线型材料的拉伸移动，从而确保测试结果的准确性。

附图及说明

图1为本发明电子拉伸计检测探针自动调节装置的结构示意图

图2为本发明支架示意图

图3为本发明旋钮示意图

图4为本发明转动块示意图

图5为本发明调节杆端帽结构示意图

图6为本发明套管示意图

图7为本发明活塞杆示意图

图8为本发明压力控制装置尺寸示意图

图9为本发明伸缩机构尺寸示意图

图1中标号所示：1、定位片，2、电子引伸计，3、活塞杆，4、螺钉，5、圆形盖板，6、套管，7、弹簧，8、调节杆，9、螺母，10、旋转块，11、沉头螺钉，12、半圆形盖板，13、旋钮，14、端帽，15、弹簧，16、支架，17、永磁铁。

图5中所示：调节杆8与端帽14使用螺纹连接，便于在中间杆部位安装弹簧，杆部分切割有两个平面，便于使用工具旋转调节杆。

图8中标注所示：L₁为套管6中螺纹段的长度，L₂为活塞杆3活塞端到套管6螺纹端的距离。

图9中标注所示：L₄为旋钮13的螺纹长度，L₆为旋转块10中安装旋钮的孔的深度，L₅为旋转块10中安装调节杆的孔的深度，L₃为端帽的宽度。

实施例：

本发明的自动夹紧式光缆固定装置，主要由活塞杆3，圆形盖板5，套管6，弹簧7，调节杆8组成了压力控制机构；由调节杆8，旋转块10，半圆形盖板12，旋钮13，端帽14，弹簧15组成了伸缩机构。由螺母9，旋转块10，支架16组成了高度调节机构。由支架16与永磁铁17组成了固定机构。

本发明装置在用于线型材料拉伸测试时，首先确认旋钮13处于旋松的状态，将装置安装于电子万能试验机工作平台的合适位置，使电子引伸计2的刀刃靠近被测线型材料，利用永磁铁17对铁制材料工作台的吸引力，将装置固定在工作平台上。然后根据被测线型材料的种类，确定电子引伸计2装卡所需的压力，根据所需压力大小转动调节杆8，使套管6中的弹簧7预紧力与所需压力相等。然后根据被测线型材料的高度与方向，调节电子引伸计2的高度与方向。当电子引伸计2需要上调时，调节上螺母9使其上升，然后调节旋转块10到合适位置，之后调节上下螺母9靠近旋转块，使旋转块10固定；当电子引伸计2需要下调时，调节下螺母9使其下降，然后调节旋转块10到合适位置，之后调节上下螺母9靠近旋转块，使旋转块10固定。电子引伸计2的高度与方向调节完毕后，只需旋紧旋钮13，推动电子引伸计2刀刃靠近被测线型材料，接近接触时边缓慢旋紧旋钮13，边观察活塞杆3，当活塞杆3相对于套6管发生缩进运动时，停止旋紧旋钮13。此时，电子引伸计2的装卡操作完毕，可以开始测量。测量结束后，只需旋松旋钮13，使电子引伸计2刀刃远离被测线型材料，即可进行下次测量。因为此时该装置高度，方向，位置，预紧力大小已经调节完毕，后续同种材料的测量只需旋紧旋钮13，就能保证装卡正确，立即进行测试。

Claims (8)

1.一种电子拉伸计检测探针自动调节装置，包括定位片(1)，电子引伸计(2)，活塞杆(3)，螺钉(4)，圆形盖板(5)，套管(6)，弹簧(7)，调节杆(8)，螺母(9)，旋转块(10)，沉头螺钉(11)，半圆形盖板(12)，旋钮(13)，端帽(14)，弹簧(15)，支架(16)，永磁铁(17)；

活塞杆(3)与弹簧(7)放置于套管(6)中，圆形盖板(5)通过螺钉(4)固定在套管(6)的一端；调节杆(8)通过螺纹与套管(6)连接；

通过两个半圆形盖板(12)将调节杆(8)无螺纹端与弹簧(15)锁在旋转块(10)的孔中，旋钮(13)通过螺纹与旋转块(10)连接，螺纹端与调节杆(8)接触；

旋转块(10)与支架(16)通过螺纹连接；

所述的套管(6)一端开有螺纹，一端使用螺母(9)固定圆形盖板(5)，将活塞杆(3)活塞端封盖于套筒中，套筒中安装有圆形盖板(5)，活塞杆(3)，弹簧(7)，调节杆(8)；

所述圆形盖板通过螺钉固定在套管的一端，用于卡装活塞杆，调节杆通过螺纹与套管连接，压缩所述弹簧推动活塞杆给予活塞杆向前的预紧力。

2.根据权利要求1所述的电子拉伸计检测探针自动调节装置，其特征在于：所述的定位片(1)为八字形，并安装在所述的电子引伸计(2)的刀刃处。

3.根据权利要求1所述的电子拉伸计检测探针自动调节装置，其特征在于：所述的活塞杆(3)杆端有螺纹，使用螺纹与电子引伸计(2)尾端螺纹孔连接，活塞端安装于套管(6)中。

4.根据权利要求1所述的电子拉伸计检测探针自动调节装置，其特征在于：所述的端帽(14)为圆形，中间开有带螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的电子拉伸计检测探针自动调节装置，其特征在于：所述的调节杆(8)一端为带螺纹活塞状，圆杆靠近活塞端部分具有两个平面，杆端带有螺纹，用于与端帽(14)组合。

6.根据权利要求1所述的电子拉伸计检测探针自动调节装置，其特征在于：所述的旋钮(13)为螺钉状，杆端带有螺纹，帽端带有方便旋转的花纹。

7.根据权利要求1所述的电子拉伸计检测探针自动调节装置，其特征在于：所述的旋转块(10)开有竖直方向的带螺纹孔，在此孔旁开有一水平方向的沉孔，沉孔的螺纹部分用于安装旋钮(13)，不带螺纹部分使用半圆形盖板(12)将调节杆(8)安装端帽(14)部分，端帽(14)，弹簧(15)组合封盖于其中。

8.根据权利要求1所述的电子拉伸计检测探针自动调节装置，其特征在于：所述的支架(16)在底部开有4个安装永磁铁(17)的凹槽，杆上部带有螺纹，用于安装旋转块(10)与螺母(9)。