CN106353184B - 材料试验机 - Google Patents

Abstract

本发明的材料试验机容易进行对试验片的压缩方向的试验力的校正。伴随十字头(13)的上升，连杆构件(33)与支轴(32)一起上升，配设于连杆构件(33)的下表面的重锤(35)远离支架(14)的上表面。借助于此，重锤(35)从由支架(14)支承的状态，变成由连杆构件(33)悬挂的状态。因此，在连杆构件(33)上产生由于重锤(35)的载荷造成的旋转力矩，卡合构件(21)被一对连杆构件(33)的卡合部(34)赋予向上的力。

Description

材料试验机

技术领域

本发明涉及一种通过使十字头升降以对试验片施加拉伸载荷或压缩载荷，且利用配设于十字头上的负载传感器测定对试验片施加的载荷的大小的材料试验机。

背景技术

在通过使十字头升降对试验片施加拉伸载荷或压缩载荷，实施材料特性评价用的材料试验的材料试验机上，配设作为力的检测器的负载传感器。这样的材料试验机反复进行试验时，负载传感器所测定的试验力会产生测量误差。为了不受这样的测量误差的影响地正确进行材料试验，在材料试验实施之前实施对负载传感器的误差进行检查的、也称为检量的工作即负载传感器的校正。

作为这样的校正方法，已知有使用载荷校正用的重锤(砝码)的方法。使用重锤进行校正时，要进行将夹具等试验夹具从试验机上取下的工作、在配设于十字头上的负载传感器上吊挂重锤以施加载荷的工作、在负载传感器上施加的载荷的方向为重力的相反方向的情况下安装滑轮的工作等各种工作。材料试验机的额定负载大的情况下，这些校正所使用的设备的质量也有变大的倾向，不但进行试验前使用者的工作负担大，而且需要进行由工作中重锤落下等导致的危险性较高的工作。

以减轻这样的使用者的工作负担和避免工作中的危险为目的，专利文献1提出了在十字头的上方所架设的上部支承体上载置载荷校正用的重锤，形成在校正时校正负荷作用于负载传感器的结构的，带校正装置的材料试验机(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特公平7－21445号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1所记载的材料试验机形成借助于重锤的质量，对负载传感器施加向下的力的结构，因此能够进行对试验片施加的拉伸方向的试验力的校正，但是不能够进行对负载传感器施加向上的力的试验片所承受的压缩方向的试验力的校正。

另外，作为对试验片的压缩方向的校正方法，可以采用在十字头上设置的压盘与基座之间，设置循环测力器、主负载传感器等力的基准器，将由负载传感器测定的试验力的数值与力的基准器测定的试验力的数值加以比较的方法。但是，这些力的基准器本身价格高，而且在试验机上设置力的基准器这样的工作落在使用者一方。而且要将力的基准器与载荷轴一致地配置于试验机，对使用者一方有熟练程度的要求，因此也会发生校正精度因设置力的基准器的人而异，发生偏差的问题。

本发明是为解决上述课题而作出的，其目的在于，提供能够容易地进行对试验片的压缩方向上承受的试验力的校正的材料试验机。

用于解决课题的手段

技术方案1记载的发明是一种材料试验机，其通过使十字头升降，对试验片施加载荷，且利用配设于所述十字头上的负载传感器测定施加于试验片的载荷的大小，所述材料试验机的特征在于，具备：与所述负载传感器连结的卡合构件；以及连杆机构，其具有连杆构件，所述连杆构件由于支轴随所述十字头的上升而上升，发生摇动，一端部与所述卡合构件卡合，且借助于在另一端部配设的重锤的载荷作用，对所述卡合构件赋予向上的力。

技术方案2记载的发明是一种材料试验机，其通过使十字头升降，对试验片施加载荷，且利用配设于所述十字头上的负载传感器测定施加于试验片的载荷的大小，所述材料试验机的特征在于，具备：与所述负载传感器连结的卡合构件；配设于所述十字头的上方的支架；能够相对于所述支架升降的升降构件；以及连杆构件，其能够以配设于所述升降构件上的支轴为中心摇动，相对于该摇动中心的一端部配设有重锤，且在另一端部形成能够与所述卡合构件卡合的卡合部，所述升降构件与所述十字头抵接并与所述十字头一起上升时，伴随着所述升降构件的上升，所述连杆构件摇动到所述卡合部与所述卡合构件卡合的位置，且伴随着所述升降构件的上升，所述重锤从由所述支架支承的位置移动到远离所述支架的位置，由此通过所述连杆构件对所述卡合构件赋予向上的力。

技术方案3记载的发明在技术方案1或2记载的材料试验机中，具备：与所述卡合构件连结的突起部；以及在所述突起部上方由支承构件支承的第2重锤，伴随着所述十字头的上升，所述卡合构件自被赋予向上的力的状态进一步上升，由此所述突起部与所述第2重锤抵接，使该第2重锤自被所述支承构件支承的状态向上方移动，由此对所述卡合构件赋予向下的力。

技术方案4记载的发明在技术方案3记载的材料试验机中，赋予所述卡合构件的向下的力比赋予所述卡合构件的向上的力大。

发明的效果

如果采用技术方案1和技术方案2所记载的发明，通过连杆构件及卡合构件，能够将重锤的重力形成的向上的力赋予负载传感器。因此，能够容易执行对试验片的压缩方向的试验力的校正。

如果采用技术方案3所记载的发明，则能够根据十字头的高度位置，改变赋予负载传感器的力。

如果采用技术方案4所记载的发明，则能够根据十字头的高度位置，将向上的力与向下的力赋予负载传感器。因此，能够执行对试验片的压缩方向的试验力的校正和拉伸方向的试验力的校正。

附图说明

图1是本发明第1实施形态所涉及的材料试验机的正面概略图。

图2是本发明第1实施形态所涉及的材料试验机的正面概略图。

图3是示出本发明所涉及的材料试验机的主要控制系统的框图。

图4是本发明第2实施形态所涉及的材料试验机的正面概略图。

图5是本发明第2实施形态所涉及的材料试验机的正面概略图。

图6是本发明第2实施形态所涉及的材料试验机的正面概略图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的实施形态进行说明。图1和图2是本发明第1实施形态所涉及的材料试验机的正面概略图。另外，图1示出进行材料试验的状态，图2示出对压缩方向的试验力进行校正的状态。

本发明的材料试验机具备基座11、相对于该基座11竖立设置的一对框架(frame)12、在这些框架12的上部架设的支架(yoke)14、以及沿一对框架12升降的十字头13。在支架14上形成下述卡合构件21通过用的孔部25。框架12内配设利用下述马达52的驱动同步旋转的一对螺杆。在十字头13两端内设的螺帽与这对螺杆拧合，利用螺杆的旋转使十字头13升降。该十字头13的升降动作由下述控制部50控制。

在十字头13配设负载传感器15。该负载传感器15与通过固定件28配设于十字头13的下方的压盘17连结，测定赋予压盘17的向上的力。又，在负载传感器15上部配设形成凹部22(参照图1)的卡合构件21。

另外，在该实施形态中，通过固定件28将压盘17安装于十字头13的下部，通过固定件29将支承台16安装于基座11的上部。这样，对于支承台16上所载置的试验片，利用支承台16与压盘17赋予压缩力，由此实施压缩试验。另外，对试验片进行拉伸试验时，如下所述，使用上夹具18和下夹具19，取代压盘17和支承台16。

在支架14上配设门形升降构件31，使其能够相对于支架14升降。该升降构件31上配设一对支轴32，在该支轴32上，以支轴32为中心能够摇动地分别配设大致呈L字形的连杆构件33。在相对于该连杆构件33的摇动中心的一端部，形成能够与卡合构件21的凹部22卡合的卡合部34。又，在相对于连杆构件33的摇动中心的另一端部配设重锤35。在该重锤35的远离连杆构件33的摇动中心的一侧的端部的下表面，形成凸部36。

图3是示出本发明所涉及的材料试验机的主要控制系统的框图。

该材料试验机具备对整个装置进行控制的控制部50。该控制部50与上述负载传感器15连接。另外，该控制部50与进行材料试验时测定试验片的位移的位移计51连接。另外，该控制部50与对配设于框架12内的一对螺杆进行旋转驱动用的马达52连接。而且该控制部50也与进行数据输入和各种操作用的输入部53连接。另外，该控制部50通过对马达52进行旋转驱动以改变十字头13的高度位置，且根据其转速识别十字头13的高度位置。

具有以上所述结构的材料试验机在进行通常的材料试验时，如图1所示，重锤35由支架14支承。这时，如上所述，在该重锤35上，远离连杆构件33的摇动中心的一侧的端部的下表面上形成凸部36。因此，配设有该重锤35的连杆构件33在往相对于支轴32与重锤35相反的一侧即卡合部34一侧向下的方向(在图1及图2的左侧的连杆构件33为顺时针旋转方向，在图1及图2的右侧的连杆构件33为逆时针旋转的方向)摇动的状态下静止。在这样的状态下，借助于十字头13的上下移动，实施材料试验。

在这种材料试验机中，对试验片赋予压缩方向的试验力的情况下进行试验力校正时，十字头13自图1所示的状态上升。借助于此，十字头13的上表面与形成门形的升降构件31的左右成对的下端部抵接。然后，十字头13进一步上升，由此配设于升降构件31上的左右成对的支轴32也上升。伴随该支轴32的上升，由于重锤35的作用，连杆构件33开始往相对于支轴32与重锤35相反侧即卡合部34一侧向上侧移动的方向(在图1及图2的左侧的连杆构件33为逆时针旋转方向，在图1及图2的右侧的连杆构件33为顺时针旋转方向)摇动。

十字头13如果自这种状态进一步继续上升，则负载传感器15与卡合构件21一起上升，且各连杆构件33进一步继续摇动，各连杆构件33的前端部的卡合部34开始与形成于卡合构件21的凹部22卡合。

如果十字头13进一步继续上升，则各连杆构件33进一步继续摇动，且这些连杆构件33与支轴32一起上升，因此如图2所示，在连杆构件33的下表面配设的重锤35远离支架14的上表面。由此，重锤35从由支架14支承的状态，变成由连杆构件33悬挂的状态。由于变成这样的状态，连杆构件33产生由重锤35的载荷引起的旋转力矩，卡合构件21被一对连杆构件33的卡合部34被赋予向上的力。其结果，对负载传感器15赋予向上的力。

对试验片赋予压缩方向的试验力的情况下，从压盘17对负载传感器15赋予向上的力。因此，对卡合构件21赋予向上的力再现了与对试验片赋予压缩方向的试验力的情况相同的状态。

利用重锤35的载荷赋予卡合构件21的向上的力的大小被预先进行计算或测定。图3所示的控制部50以该向上的力的大小为基准，将该力的大小与由负载传感器15测定的力的大小继续比较。借助于此，对赋予试验片以压缩方向的试验力的情况下的试验力进行校正。然后，将该校正结果反映于此后的材料试验结果中。

另外，在反复进行通常的材料试验与校正的情况下，各连杆构件33在图1所示的姿势与图2所示的姿势之间摇动。这时，重锤35的凸部36相对于支架14的上表面反复滑动。因此，支架14的与重锤35抵接的部分最好是采用具有耐久性且摩擦系数小的构件。也可以在该抵接部分附设具有耐久性且摩擦系数小的构件构成的板。

下面对本发明的另一实施形态进行说明。图4～图6是本发明第2实施形态所涉及的材料试验机的正面概略图。在这里，图4示出进行材料试验的状态，图5示出对压缩方向的试验力进行校正的状态，图6示出对拉伸方向的试验力进行校正的状态。另外，对与上述第1实施形态相同的构件，标以相同的符号并且省略其详细说明。

上述第1实施形态所涉及的材料试验机能够进行压缩方向的试验力的校正，与此相对地，该第2实施形态所涉及的材料试验机不仅能够进行压缩方向的试验力的校正，而且也能够进行拉伸方向的试验力的校正。另外，下述压缩方向的试验力的校正与拉伸方向的试验力的校正借助于图3所示的控制部50的控制得以连续实施。

该第2实施形态所涉及的材料试验机在卡合构件21的上部配设断面大致为T字形的突起部37。而且在该突起部37上方配设第2重锤41。在门形的升降构件31形成该突起部37通过用的孔部26。第2重锤41由与支架14连结的支承构件42支承。但是，也可以将该支承构件42与支架14以外的构件连结加以支承。例如也可以将支承构件42悬挂于天花板等。

该第2重锤41的重量如下所述，设定为使通过卡合构件21及突起部37赋予负载传感器15的向下的力相比于利用重锤35的重量通过一对连杆构件33及卡合构件21赋予负载传感器15的向上的力大。

另外，在上述第1实施形态中，在十字头13下方安装有通过固定件28连结于负载传感器15的压盘17，在基座11的上部，通过固定件29安装支承台16。相对于此，在该第2实施形态中，示出安装有通过固定件28与负载传感器15连结的上夹具18，在基座11的上部，通过固定件29安装下夹具19的状态。对试验片进行压缩试验时，如上所述，使用支承台16和压盘17。相对于此，对试验片进行拉伸试验时，如该图所示，取代支承台16和压盘17，使用上夹具18和下夹具19，利用该上夹具18和下夹具19夹住试验片的两端，对试验片赋予拉伸力。

在该第2实施形态所涉及的材料试验机实施通常的材料试验时，与第1实施形态所涉及的材料试验机的情况相同，如图4所示，重锤35由支架14支承，连杆构件33在往相对于支轴32处于重锤35的相反侧的卡合部34一侧向下的方向摇动的状态下静止。在这样的状态下，借助于十字头1的上下移动，实施材料试验。

在这种材料试验机对试验力进行校正的情况下，十字头13自图4所示的状态上升。这样，与上述第1实施形态的情况一样，十字头13的上表面与升降构件31的左右成对的下端部抵接，十字头13进一步上升，由此配设于升降构件31的左右成对的支轴32也上升。而且，伴随着该支轴32的上升，由于重锤35的作用，连杆构件33开始往相对于支轴32处于重锤35的相反侧的卡合部34一侧向上侧移动的方向摇动。如果十字头13自该状态进一步继续上升，则负载传感器15与卡合构件21一起上升，且各连杆构件33的前端部的卡合部34开始与卡合构件21上形成的凹部22卡合。

如果十字头13进一步继续上升，则各连杆构件33进一步继续摇动，且这些连杆构件33与支轴32一起上升，因此如图5所示，配设于连杆构件33的下表面的重锤35远离支架14的上表面。由此，重锤35从由支架14支承的状态变成由连杆构件33悬挂的状态。由于变成这样的状态，连杆构件33上产生由于重锤35的载荷造成的旋转力矩，卡合构件21被成对的连杆构件33的卡合部34被赋予向上的力。

与第1实施形态的情况相同，由于重锤35的载荷而赋予卡合构件21的向上的力的大小预先得以计算或测定。图3所示的控制部50以该向上的力的大小为基准，将该力的大小与由负载传感器15测定的力的大小加以比较。以此校正对试验片赋予压缩方向的试验力的情况下的试验力。

接着，十字头13自图5所示的状态进一步上升。这时也是通过卡合构件21，利用重锤35的作用对负载传感器15赋予向上的力。然后，如果十字头13进一步上升，则配设于卡合构件21上部的突起部37与第2重锤41的下表面抵接。在这样的状态下，如果十字头13进一步上升，则如图6所示，第2重锤41的下表面远离支承构件42。借助于此，由第2重锤41引起的载荷通过突起部37及卡合构件21被赋予负载传感器15。

在这里，如上所述，通过卡合构件21及突起部37赋予负载传感器15的向下的力，被设定为相比于利用重锤35的重量通过成对的连杆构件33及卡合构件21赋予负载传感器15的向上的力大。因此，在图6所示的状态下，卡合构件21被赋予向下的力。其结果，负载传感器15被赋予向下的力。

对试验片赋予拉伸方向的试验力的情况下，从上夹具18对负载传感器15赋予向下的力。对卡合构件21赋予向下的力再现了与对试验片赋予拉伸方向的试验力的情况相同的状态。

利用第2重锤41的载荷通过突起部37赋予卡合构件21的向下的力的大小预先得以计算或测定。图3所示的控制部50以该向下的力的大小为基准，将该力的大小与由负载传感器15测定的力的大小加以比较。借助于此，对赋予试验片以拉伸方向的试验力的情况下的试验力进行校正。

另外，在上述第2实施形态中，通过卡合构件21及突起部37赋予负载传感器15的向下的力，被设定得比利用重锤35的重量通过成对的连杆构件33及卡合构件21赋予负载传感器15的向上的力大。因此，压缩方向的试验力的校正与拉伸方向的试验力的校正两者可以连续进行。但是，也可以使通过卡合构件21及突起部37赋予负载传感器15的向下的力比利用重锤35的重量通过成对的连杆构件33及卡合构件21赋予负载传感器15的向上的力小。在这种情况下，对赋予负载传感器15的向上的力，可以利用不同的两种载荷进行校正。

又，在上述实施形态中，在重锤35的连杆构件33的远离摇动中心的一侧的端部的下表面上，形成凸部36。借助于该凸部36的作用，可以使连杆构件33在相对于支轴32处于重锤36的相反侧的卡合部34一侧经常往向下的方向摇动的状态下静止，而且能够使重锤35相对于支架14经常在凸部36的位置滑动。但是，在升降构件31的重量相比重锤35的重量大得足够多等情况下，也可以省略重锤36下表面的凸部36。

符号说明

11 基座

12 框架

13 十字头

14 支架

15 负载传感器

16 支承台

17 压盘

18 上夹具

19 下夹具

21 卡合构件

22 凹部

31 升降构件

32 支轴

33 连杆构件

34 卡合部

35 重锤

36 凸部

37 突起部

41 第2重锤

42 支承构件

50 控制部

52 马达。

Claims (6)

1.一种材料试验机，其通过使十字头升降，对试验片施加载荷，且利用配设于所述十字头上的负载传感器测定施加于试验片的载荷的大小，所述材料试验机的特征在于，具备：

与所述负载传感器连结的卡合构件；

配设在所述十字头的上方的升降构件；以及

能够以支轴为中心摇动的连杆构件，

所述连杆构件在一端部配设有重锤，并通过所述支轴将由所述重锤的载荷产生的向下的力在另一端部作为向上的力进行赋予，

所述连杆构件的支轴以如下方式被安装到所述升降构件上，即，由于所述升降构件随所述十字头的上升而上升，从而所述连杆构件的另一端部与所述卡合构件卡合。

2.根据权利要求1所述的材料试验机，其特征在于，具备：

与所述卡合构件连结的突起部；以及

在所述突起部上方由支承构件支承的第2重锤，

伴随着所述十字头的上升，所述卡合构件自被赋予向上的力的状态进一步上升，由此所述突起部与所述第2重锤抵接，使该第2重锤自被所述支承构件支承的状态向上方移动，由此对所述卡合构件赋予向下的力。

3.根据权利要求2所述的材料试验机，其特征在于，

赋予所述卡合构件的向下的力比赋予所述卡合构件的向上的力大。

4.一种材料试验机，其通过使十字头升降，对试验片施加载荷，且利用配设于所述十字头上的负载传感器测定施加于试验片的载荷的大小，所述材料试验机的特征在于，具备：

与所述负载传感器连结的卡合构件；

配设于所述十字头的上方的支架；

能够相对于所述支架升降的升降构件；以及

连杆构件，其能够以配设于所述升降构件上的支轴为中心摇动，相对于该摇动中心的一端部配设有重锤，且在另一端部形成能够与所述卡合构件卡合的卡合部，

所述升降构件与所述十字头抵接并与所述十字头一起上升时，伴随着所述升降构件的上升，所述连杆构件摇动到所述卡合部与所述卡合构件卡合的位置，且伴随着所述升降构件的上升，所述重锤从由所述支架支承的位置移动到远离所述支架并由所述连杆构件悬挂的位置，由此通过所述连杆构件对所述卡合构件赋予向上的力。

5.根据权利要求4所述的材料试验机，其特征在于，具备：

与所述卡合构件连结的突起部；以及

在所述突起部上方由支承构件支承的第2重锤，

伴随着所述十字头的上升，所述卡合构件自被赋予向上的力的状态进一步上升，由此所述突起部与所述第2重锤抵接，使该第2重锤自被所述支承构件支承的状态向上方移动，由此对所述卡合构件赋予向下的力。

6.根据权利要求5所述的材料试验机，其特征在于，

赋予所述卡合构件的向下的力比赋予所述卡合构件的向上的力大。