CN105890973A - 拉力试验机上的弹性保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拉力试验机用弹性保护装置，包含弹性部件和限制弹性部件的长度的限位装置，弹性部件以受力状态与限位装置装配在一起，弹性部件的缩短和伸长两种变化方式中的其中一种被限制，弹性部件在受到被限制的方向的作用力时长度不发生变化，在受到未被限制的方向的作用力时，如果力值未超过设定数值，弹性部件的长度也不发生变化，如果力值超过设定数值，弹性部件的长度发生变化。从而避免力值的急剧上升，呈现平缓上升状态，为设备和操作人员赢得了反应时间，从而可以采取各种有效措施，保护力学传感器，避免超过破坏极限而损毁。

Description

拉力试验机上的弹性保护装置

技术领域

本发明涉及一种拉力试验机上的弹性保护装置，具体为一种避免力值急剧上升导致力学传感器破坏的弹性保护装置。

背景技术

拉力试验机是一种常见的测试设备，典型的结构如图1，包括底部的平台和门字形的框架，安装在框架上的移动梁作为移动端，台面或顶端的固定梁作为固定端，固定端直接连夹具，移动端通过力学传感器连接夹具。试样的两端固定在两个夹具上，移动端以一定的速度运动，试样被拉伸或压缩，记录力学传感器上的力值和对应的移动端位移，给出受力曲线。

力学传感器属于拉力试验机上的精密部件，也是易损部件，当力学传感器上所受到的力达到或超过破坏极限，就会造成损坏。为了避免力学传感器的破坏，现有的拉力试验机上也有多种保护措施，比如降低传感器的量程，假设力学传感器的破坏极限为1500N，而出厂的量程标注为1000N，另外500N作为保险系数；再比如拉力试验机上设置报警或停机力值，当力学传感器所受力值达到设定值时设备会发出报警，并且停止运行。作为最终极的保护手段，拉力试验机上都设有急停按钮，检测时操作人员一直关注力值变化，当发觉力值马上就要超过量程时，可以手动启动急停按钮。不过，多数情况下，操作人员如果不提前判断的话，反应速度还不如拉力试验机自身的停机保护更快些。

然而事实上，即使在这多重保护措施之下，力学传感器受力超过破坏极限而损坏的情况仍然时有发生。一是测试模量比较高的材料时超量程，无论是拉伸还是压缩，力值都会急剧上升，如果移动端的运行速度又较快，这种情况下监测力学传感器所受力值达到报警力值再采取措施往往为时已晚，因为力值上升太快，在保护机制执行的过程中，力值已经超过力学传感器的破坏极限。其次是在压缩测试过程中，即使模量再低的材料，压缩到一定程度之后，力值也会急剧上升，很容易超过破坏极限造成力学传感器的损坏。

所以说，上述几种保护措施并非万无一失，拉力试验机上的力学传感器还需要更加有效的保护方案。

发明内容

本发明的目的就是提供一种拉力试验机上的弹性保护装置，当力值急剧上升到一定程度时，弹性保护装置发挥作用，从而给设备或操作人员留出更多的反应时间，避免力学传感器被压坏或拉坏。

本发明的技术方案如下：

一种拉力试验机上的弹性保护装置，其特征在于包含弹性部件和限制弹性部件的长度的限位装置，弹性部件以受力状态与限位装置装配在一起，弹性部件的缩短和伸长两种变化方式中的其中一种被限制，弹性部件在受到被限制的方向的作用力时长度不发生变化，在受到未被限制的方向的作用力时，如果力值未超过设定数值，弹性部件的长度也不发生变化，如果力值超过设定数值，弹性部件的长度发生变化。

作为一种优选方案，弹性部件为压缩弹性部件，限位装置把弹性部件压缩到一定长度，在受到拉伸力时不能伸长，在所受到的压缩力未超过设定数值时，弹性部件也不会缩短，在所受到的压缩力超过设定数值时，弹性部件会被继续压缩而变短。

作为一种优选方案，弹性部件为拉伸弹性部件，限位装置把弹性部件拉伸到一定长度，在受到压缩力时不能缩短，在所受到的拉伸力未超过设定数值时，弹性部件也不会伸长，在所受到的拉伸力超过设定数值时，弹性部件会被继续拉伸而变长。

作为优选方案，限位装置为一个壳体，弹性部件装配在壳体内，壳体具有一个向内或向外仅可单向移动的端盖。

作为优选方案，弹性保护装置，同时包含压缩保护装置和拉伸保护装置。

一种拉力试验机用的力学传感器，连接有前述的弹性保护装置。

作为优选方案，所述的设定数值为力学传感器的量程。

一种拉力试验机，装配有前述的弹性保护装置。

拉力试验机采用前述的弹性保护装置，所测力值在量程范围内时，弹性保护装置对测量结果没有影响，当所测力值超过量程时，弹性保护装置发挥作用，产生受力变形，使本该急剧上升的力值变得平缓上升，给设备和操作人员留出了宝贵的反应时间，可以使用其他保护措施，避免力学传感器超过破坏极限而受损。

力学传感器选择与其量程相对应的保护装置后，可以确保在其量程范围内检测结果的准确性，同时在超过量程后得到及时有效的保护。特别适合于因为测量对象的不同而需要经常更换力学传感器的情况。

弹性保护装置可以设计成压缩保护装置，也可以设计成拉伸保护装置，还可以把拉伸保护装置和压缩保护装置配合使用，使得力学传感器在拉伸和压缩时都能够得到保护。

拉力试验机上装配弹性保护装置，也有有利的一面，因为拉力试验机体积较大，便于把弹性保护装置隐藏起来，使设备更加美观。

附图说明

图1 现有技术的拉力试验机结构示意图；

图2 本申请的弹性保护装置的第一种实施方案示意图；

图3 本申请的弹性保护装置的第二种实施方案示意图；

图4 本申请的弹性保护装置的第三种实施方案示意图；

图5 本申请的弹性保护装置的第四种实施方案示意图；

图6 本申请的弹性保护装置的第五种实施方案示意图；

图7 本申请的弹性保护装置的第六种实施方案示意图；

图8 本申请的压缩保护装置的原始状态示意图；

图9 本申请的压缩保护装置的保护状态示意图；

图10 本申请的拉伸保护装置的原始状态示意图；

图11 本申请的拉伸保护装置的保护状态示意图。

具体实施方式

实施例1

如图2至图3所示，起压缩保护作用的弹性保护装置可以安装在力学传感器上，也可以隐藏在拉力试验机的台面里。如图8、9所示，弹性保护装置包括壳体和弹性部件，弹性部件装配在壳体之内，壳体的一端具有可以向内压缩而不能向外拉伸的端盖，弹性部件在壳体内受到的压缩力，最好等于力学传感器的量程。当压缩力小于量程时，弹性部件不发生变形，检测结果不受影响，当压缩力超过量程后，弹性部件发生压缩变形，避免了压缩力的急剧上升，呈现弹性部件被压缩而产生的平缓上升的趋势，为设备和操作人员赢得了宝贵的反应时间，可以使设备的保护机制发挥作用，甚至给操作者进行人工急停的机会，避免力学传感器被压缩超过破坏极限而损毁。当进行拉伸测试时，端盖受到限制不能拉伸，从而也不影响拉伸测试的准确性。

如图4所示，起拉伸保护作用的弹性保护装置可以安装在力学传感器上。如图10、11所示，弹性保护装置包括壳体和弹性部件，弹性部件装配在壳体之内，壳体的一端具有可以向外拉伸而不能向内压缩的端盖，弹性部件在壳体内受到的拉伸力，最好等于力学传感器的量程。当拉伸力小于量程时，弹性部件不发生变形，检测结果不受影响。当拉伸力超过量程后，弹性部件发生拉伸变形，避免了拉伸力的急剧上升，呈现弹性部件被拉伸而产生的平缓上升的趋势，为设备和操作人员赢得了宝贵的反应时间，可以使设备的保护机制发挥作用，甚至给操作者进行人工急停的机会，避免力学传感器被拉伸超过破坏极限而损毁。当进行压缩测试时，端盖受到限制不能压缩，从而也不影响压缩测试的准确性。

实施例2

如图5所示，压缩保护装置和拉伸保护装置可以组合使用，装配在力学传感器上或直接装配在拉力试验机上，在拉伸力或压缩力超过量程后都能起到保护作用，实现了更全面的保护。

实施例3

如图6所示，压缩保护装置也可以不是壳体加弹性部件的结构，而采用开放式的结构。弹性部件被放置在台面上，弹性部件上设置挡板，挡板的中心安装夹具，边缘设有导向孔。两根或更多根立柱安装在台面上，并通过挡板上的导向孔限制挡板的平面运动，在立柱的顶端设置弹性部件反弹的限位，把弹性部件压缩，使压缩力达到力学传感器的量程。

实施例4

如图7所示，压缩保护装置也可以采用拉伸弹性部件。

Claims (8)

1.一种拉力试验机上的弹性保护装置，其特征在于包含弹性部件和限制弹性部件的长度的限位装置，弹性部件以受力状态与限位装置装配在一起，弹性部件的缩短和伸长两种变化方式中的其中一种被限制，弹性部件在受到被限制的方向的作用力时长度不发生变化，在受到未被限制的方向的作用力时，如果力值未超过设定数值，弹性部件的长度也不发生变化，如果力值超过设定数值，弹性部件的长度发生变化。

2.如权利要求1所述的拉力试验机上的弹性保护装置，其特征在于弹性部件为压缩弹性部件，限位装置把弹性部件压缩到一定长度，在受到拉伸力时不能伸长，在所受到的压缩力未超过设定数值时，弹性部件也不会缩短，在所受到的压缩力超过设定数值时，弹性部件会被继续压缩而变短。

3.如权利要求1所述的拉力试验机上的弹性保护装置，其特征在于弹性部件为拉伸弹性部件，限位装置把弹性部件拉伸到一定长度，在受到压缩力时不能缩短，在所受到的拉伸力未超过设定数值时，弹性部件也不会伸长，在所受到的拉伸力超过设定数值时，弹性部件会被继续拉伸而变长。

4.如权利要求1所述的拉力试验机上的弹性保护装置，其特征在于限位装置为一个壳体，弹性部件以受力状态装配在壳体内，壳体具有一个向内或向外仅可单向移动的端盖。

5.一种拉力试验机上的弹性保护装置，其特征在于包含压缩保护装置和拉伸保护装置，压缩保护装置和拉伸保护装置分别具有权利要求1所述的弹性保护装置的技术特征。

6.一种拉力试验机用的力学传感器，其特征在于连接有如权利要求1至5所述的弹性保护装置。

7.如权利要求6所述的拉力试验机用的力学传感器，其特征在于所述的设定数值为力学传感器的量程。

8.一种拉力试验机，其特征在于装配有如权利要求1至5所述的弹性保护装置。