CN107063996A - 一种用于测量粘接强度的测量设备及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械部件连接强度测量检测技术领域，具体涉及一种用于测量粘接强度的测量设备及测量方法。本发明所述的测量设备包括拉伸装置和数据处理装置，所述拉伸装置包括顶板、底板、立柱、上夹头、下夹头和丝杠，所述顶板和所述底板相互平行设置，所述立柱固定设于所述顶板和所述底板之间，所述上夹头的顶部通过力传感器与所述顶板的下表面固定连接，所述立柱的一个侧面上设有相互平行间隔设置的两条导轨，所述丝杠设于两条所述导轨之间，所述下夹头设于所述导轨上且与所述丝杠相连接。通过使用本发明所述的用于测量粘接强度的测量设备及测量方法，能够有效的测量粘接试样的剪切强度，且结构简单，易于操作，提高了测量时的工作效率。

Description

一种用于测量粘接强度的测量设备及测量方法

技术领域

本发明属于机械部件连接强度测量检测技术领域，具体涉及一种用于测量粘接强度的测量设备及测量方法。

背景技术

在工程实践中经常需要测量拉伸力，现存的拉力试验机按照自动化程度高低可分为指针式拉力试验机、数显式拉力试验机、电脑系统拉力试验机。其中，电脑系统拉力试验机是最常用的拉力试验机，由于测试数据通过电脑采集，再经过软件程序的计算处理得出用户想要的最终数据，而且可以通过报表的方式打印出来。常用于科研单位、检测机构、新产品开发等。

以上拉力试验机量程大、灵敏度高，可以测量各种形式的拉伸力，但是它们体型大且笨重，不易操作并且不易搬运，实际运用时不灵活。针对一些小量程的拉伸实验，现有的力学拉伸实验测试装置在操作时不方便，并且在使用时不便于实现，效率低且浪费时间。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种用于测量粘接强度的测量设备及测量方法，通过使用本发明所述的用于测量粘接强度的测量设备及测量方法，能够有效的测量粘接试样的剪切强度，且结构简单，易于操作，提高了测量时的工作效率。

本发明所述的用于测量粘接强度的测量设备，其中包括：

拉伸装置，所述拉伸装置包括顶板、底板、立柱、上夹头、下夹头和丝杠，所述顶板和所述底板相互平行设置，所述立柱固定设于所述顶板和所述底板之间，所述上夹头的顶部通过力传感器与所述顶板的下表面固定连接，所述立柱的一个侧面上设有相互平行间隔设置的两条导轨，所述丝杠设于两条所述导轨之间，且所述丝杠的上端能够转动地设于所述顶板上，所述丝杠的下端能够转动地设于所述底板上，所述下夹头设于所述导轨上且与所述丝杠相连接，所述下夹头能够通过所述丝杠的转动而沿所述导轨延伸的方向进行平移运动；

数据处理装置，所述数据处理装置能够通过数据线与所述力传感器的输出端相连，用于对所述力传感器采集到的信息进行显示和分析。

进一步地，所述上夹头包括上支撑架和上压板，所述上支撑架的顶部通过螺栓与所述力传感器固定连接，所述上压板能够通过螺栓与所述上支撑架的底部侧面连接，用于夹紧粘接试样的上半部分。

进一步地，所述下夹头包括下支撑架和下压板，所述下压板通过螺栓与所述下支撑架的顶部侧面相连接，用于夹紧粘结试样的下半部分，所述下支撑架的两侧靠近边缘的位置设有滑块，且所述滑块能够形状匹配地配合于所述导轨上，所述下支撑架能够通过所述滑块的运动沿所述导轨延伸的方向进行平移运动。

进一步地，所述丝杠上设有安装螺母，所述安装螺母的外侧面设有用于与所述下支撑架的表面连接用的螺纹孔，所述下支撑架与所述安装螺母通过螺栓连接，与所述下支撑架连接后的安装螺母能够随所述丝杠的转动而沿所述丝杠的轴向方向进行平移运动。

进一步地，所述顶板和所述底板上均设有转动轴承，所述丝杠的上、下端分别形状匹配地设于所述顶板和所述底板上的转动轴承内。

进一步地，还包括手轮，所述丝杠的顶端穿过所述顶板并与所述手轮相连接，通过转动手轮能够带动所述丝杠进行转动。

进一步地，所述导轨上还设有限位模块。

进一步地，所述数据处理装置包括计算机和数据采集卡，所述数据采集卡通过数据线与所述力传感器的输出端相连，并将采集到的信息通过数据线输送至所述计算机，进行显示和分析。

本发明所述的用于测量粘接强度的测量方法，包括以下步骤：

将粘结好的试样的上半部分、下半部分别固定于所述上夹头和所述下夹头内；

转动所述丝杠，所述丝杠带动所述下夹头向下运动，直至试样断裂；

所述数据处理装置记录所述力传感器在拉伸过程中采集到的数据，并进行显示和分析。

进一步地，通过转动手轮，带动所述丝杠进行转动。

通过使用本发明所述的用于测量粘接强度的测量设备及测量方法，将粘接试样固定于所述上夹头和所述下夹头之间，利用转动所述丝杠带动所述下夹头进行下移，直至粘接试样断裂，并通过所述力传感器将采集到的数据输入到所述数据处理装置中，进行显示和分析，能够有效的测量粘接试样的剪切强度，且结构简单，易于操作，提高了测量时的工作效率。

通过采用螺纹连接，将所述下夹头与所述丝杠上的螺母进行连接，方便进行调整，便于安装。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例中拉伸装置的轴测图；

图2为本发明实施例中拉伸装置的另一轴测图；

图3为图1实施例中拉伸装置的正面结构示意图；

图4为图1中实施例的整体结构示意图。

附图中各标记表示如下：

100：拉伸装置；

10：底板；

20：顶板；

30：立柱、31：导轨、32：限位模块、33：滑块；

40：上夹头、41：上支撑架、42：上压板；

50：下夹头、51：下支撑板、52：下压板；

60：丝杠、61：安装螺母；

70：手轮；

80：力传感器；

200：数据处理装置、210：计算机、220：数据采集卡。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为本发明实施例中拉伸装置的轴测图。图2为本发明实施例中拉伸装置的另一轴测图。图3为图1实施例中拉伸装置的正面结构示意图。图4为图1中实施例的整体结构示意图。如图所示，所述用于测量粘接强度的测量设备，尤其是用于测量胶接强度的测量，其中包括拉伸装置100和数据处理装置200。拉伸装置100包括顶板20、底板10、立柱30、上夹头40、下夹头50和丝杠60，顶板20和底板10相互平行设置，立柱30固定设于顶板20和底板10之间，上夹头40的顶部通过力传感器80与顶板20的下表面固定连接，立柱30的一个侧面上设有相互平行间隔设置的两条导轨31，丝杠60设于两条导轨31之间，且丝杠60的上端能够转动地设于顶板20上，丝杠60的下端能够转动地设于底板10上，下夹头50设于导轨31上且与丝杠60相连接，下夹头50能够通过丝杠60的转动而沿导轨31延伸的方向进行平移运动。数据处理装置200能够通过数据线与力传感器80的输出端相连，用于对力传感器80采集到的信息进行显示和分析。

其中，本实施例中的底板10为十字形板，立柱30设于十字形板的中间位置。立柱30可采用由三个竖直梁构成，三个竖直梁的上下端分别通过螺纹连接固定于底板10和顶板20上。三个竖直梁的下端分别通过螺钉与三个连接块固连，连接块再通过螺钉固定在底板10上进而实现三个竖直梁在底板10上的固定。或者，立柱30采用一体结构，其顶部和底部分别通过螺纹连接固定于顶板20和底板10上。两条导轨31分别通过螺钉连接设于立柱30的表面。

底板10和顶板20的中心位置均设有凹槽，凹槽内设有转动轴承，丝杠60的上、下端分别形状匹配设于顶板20和底板10上的转动轴承内，并可以自由转动。

本发明装置是根据国标GB/T7124-2008与国标GB-T2790-1995提出的拉伸试验而设计的拉力测量装置，在实际操作中针对性更强。且本发明中总体零件数目少，便于拆卸与安装，方便携带与搬运，机动性强，总体尺寸小为350*300*816mm，占用空间小，方便操作，适用性广。

通过使用本发明所述的用于测量粘接强度的测量设备及测量方法，将粘接试样固定于上夹头40和下夹头50之间，利用转动丝杠60带动下夹头50进行下移，直至粘接试样断裂，并通过力传感器80将采集到的数据输入到数据处理装置200中，可实时获取拉力曲线，进行动态显示与分析，能够有效的测量粘接试样的剪切强度，且结构简单，易于操作，提高了测量时的工作效率。

进一步地，上夹头40包括上支撑架41和上压板42。上支撑架41的顶部通过螺栓与力传感器80固定连接，上压板42通过螺栓与上支撑架41的底部侧面连接，用于夹紧粘接试样的上半部分。

下夹头50包括下支撑架51和下压板52，下压板52通过螺栓与下支撑架51的顶部侧面相连接，用于夹紧粘接试样的下半部分，下支撑架51的两侧靠近边缘的位置设有滑块33，且滑块33能够形状匹配的配合于导轨31上，下支撑架51能够通过滑块33的运动沿导轨31方向进行平移运动。

其中，上压板42是方形薄板，通过螺栓连接和上支撑架41的下端贴合在一起。上支撑架41为T型结构，其上端上设有螺纹孔，可以通过螺栓和力传感器80相连。上支撑架41的下端为方形板，且板面上设有螺纹孔，上压板42与上支撑架41的下端形状类似且相同位置同样开有螺纹孔，用螺栓将上压板42和上支撑架41的下端连接，使上压板42和上支撑架41贴合在一起，用来夹紧粘接试样。夹持过程中将粘结试样放在上支撑架41下端和上压板42之间，然后拧紧螺栓进而实现对粘接试样的夹紧。

下支撑架51通过螺钉固定安装在滑块33上，和上夹头40结构类似，下支撑架51的上端和下压板52用来夹紧粘接试样。在下夹头50的下支撑架51和下压板52之间可以放置垫片调整粘接试样中两部件间的相对位置，进而保证拉力在一条直线上，以便于进行拉伸。在对试样进行拉伸过程中，上夹头40固定不动，转动丝杠60。下夹头50随丝杠60转动而沿丝杠60的轴向方向向下运动，继而带动下夹头50向下运动，直到粘接试样被拉断。力传感器80可以采集到拉伸过程中的拉力，并通过数据线传送至数据处理装置200，并通过数据处理装置200对采集到的数据进行处理和分析。

本发明中可以配备多种形式的上夹头与下夹头，进而能够用于拉伸不同形状的粘接试件。

进一步地，丝杠60上设有安装螺母61，安装螺母61的外侧面设有用于与下支撑架51表面连接用的螺纹孔，下支撑架51与安装螺母61通过螺纹连接，与下支撑架51连接后的安装螺母61能够随丝杠60的转动而沿丝杠60的轴向方向进行平移运动。

将能够与丝杠60相配合的安装螺母61安装于丝杠60上，根据下夹头50的位置调整安装螺母61在丝杠60上的高度。安装螺母61的外侧面设有用于与下支撑架51表面连接用的螺纹孔，下支撑架61的下端外侧面上设有用于螺栓通过的通孔，利用螺栓将下支撑架51和安装螺母61连接固定，并锁紧。由于安装螺母61固定连接于下支撑架51上，当转动丝杠60时，安装螺母61不会随丝杠60的转动而转动，而是沿丝杠60轴向方向进行平移运动，同时带动下夹头50沿丝杠60的轴线方向进行平移运动。

进一步地，所述拉伸装置100还包括手轮70。丝杠60的顶端穿过顶板20并与手轮70相连接，通过转动手轮70能够带动丝杠60进行转动。

将手轮70与丝杠60的顶端相连，可以通过转动手轮70完成丝杠60的转动，操作更加省力。同时，可根据预估的剪切强度大小，适当的调整手轮70的扭矩，提高作业效率。

进一步地，导轨31上还设有限位模块32。限位模块32通过螺钉固定于导轨31的顶端，且距顶板20有一定的安全距离。防止下夹头50在上升过程中超出行程，并与上夹头40相撞，造成设备的损坏。

进一步地，数据处理装置200包括计算机210和数据采集卡220。数据采集卡220通过数据线与力传感器80的输出端相连，并将采集到的信息通过数据线输送至计算机210，进行显示和分析。

本实施例中，通过力传感器80采集拉力数据，力传感器80通过数据线与数据采集卡210相连，数据采集卡210将信号进行放大处理后传输到计算机210中。在计算机210中进行拉力数据显示，并且对拉力进行实时测量，可以显示出拉伸过程中的平均拉力、最大拉力与最小拉力。

本发明所述的测量方法，包括以下步骤：

将粘接好的试样的上半部分、下半部分别固定于上夹头40和下夹头50内。

首先，根据粘接试样的形状调整上夹头40和下夹头50的位置，保证粘接试样中待拉伸的试样受力处于同一条直线上。将粘接试样的上端置于上夹头40内，粘接试样的下端置于下夹头50内，并拧紧上夹头40上的螺栓，使上支撑架41和上压板42夹紧粘接试样的上端，拧紧下夹头50上的螺栓，使下支撑架51和下压板52夹紧粘接试样的下端。

转动丝杠60，丝杠60带动下夹头50向下运动，直至试样断裂。

丝杠60的顶端连接有手轮70，通过转动手轮70，丝杠60进行转动。丝杠60上设有能够随丝杆60转动而进行轴向移动的安装螺母61，安装螺母61与下夹头50固定连接，当丝杆60转动时，下夹头50能够沿导轨31随安装螺母61的轴向移动而向下运动。当拉伸强度大于粘接强度时，粘接试样断裂。

数据处理装置200记录力传感器80在拉伸过程中采集到的数据，并进行显示和分析。

在试样拉伸过程中，力传感器80时刻采集拉伸强度信号。并通过数据线传送至数据采集卡220上。数据采集卡220将信号进行放大处理后传输到计算机210中。在计算机210中进行拉力数据显示，并且对拉力进行实时测量，可以显示出拉伸过程中的平均拉力、最大拉力与最小拉力。

通过使用本发明所述的用于测量粘接强度的测量设备及测量方法，将粘接试样固定于上夹头40和下夹头50之间，利用转动丝杠60带动下夹头50进行下移，直至粘接试样断裂，并通过力传感器80将采集到的数据输入到所述数据处理装置200中，进行显示和分析，能够有效的测量粘接试样的剪切强度，且结构简单，易于操作，提高了测量时的工作效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于测量粘接强度的测量设备，其特征在于，包括：

拉伸装置，所述拉伸装置包括顶板、底板、立柱、上夹头、下夹头和丝杠，所述顶板和所述底板相互平行设置，所述立柱固定设于所述顶板和所述底板之间，所述上夹头的顶部通过力传感器与所述顶板的下表面固定连接，所述立柱的一个侧面上设有相互平行间隔设置的两条导轨，所述丝杠设于两条所述导轨之间，且所述丝杠的上端能够转动地设于所述顶板上，所述丝杠的下端能够转动地设于所述底板上，所述下夹头设于所述导轨上且与所述丝杠相连接，所述下夹头能够通过所述丝杠的转动而沿所述导轨延伸的方向进行平移运动；

数据处理装置，所述数据处理装置能够通过数据线与所述力传感器的输出端相连，用于对所述力传感器采集到的信息进行显示和分析。

2.根据权利要求1所述的用于测量粘接强度的测量设备，其特征在于，所述上夹头包括上支撑架和上压板，所述上支撑架的顶部通过螺栓与所述力传感器固定连接，所述上压板能够通过螺栓与所述上支撑架的底部侧面连接，用于夹紧粘接试样的上半部分。

3.根据权利要求2所述的用于测量粘接强度的测量设备，其特征在于，所述下夹头包括下支撑架和下压板，所述下压板通过螺栓与所述下支撑架的顶部侧面相连接，用于夹紧粘结试样的下半部分，所述下支撑架的两侧靠近边缘的位置设有滑块，且所述滑块能够形状匹配地配合于所述导轨上，所述下支撑架能够通过所述滑块的运动沿所述导轨延伸的方向进行平移运动。

4.根据权利要求3所述的用于测量粘接强度的测量设备，其特征在于，所述丝杠上设有安装螺母，所述安装螺母的外侧面设有用于与所述下支撑架的表面连接用的螺纹孔，所述下支撑架与所述安装螺母通过螺栓连接，与所述下支撑架连接后的安装螺母能够随所述丝杠的转动而沿所述丝杠的轴向方向进行平移运动。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于测量粘接强度的测量设备，其特征在于，所述顶板和所述底板上均设有转动轴承，所述丝杠的上、下端分别形状匹配地设于所述顶板和所述底板上的转动轴承内。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的用于测量粘接强度的测量设备，其特征在于，还包括手轮，所述丝杠的顶端穿过所述顶板并与所述手轮相连接，通过转动手轮能够带动所述丝杠进行转动。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的用于测量粘接强度的测量设备，其特征在于，所述导轨上还设有限位模块。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的用于测量粘接强度的测量设备，其特征在于，所述数据处理装置包括计算机和数据采集卡，所述数据采集卡通过数据线与所述力传感器的输出端相连，并将采集到的信息通过数据线输送至所述计算机，进行显示和分析。

9.一种用于测量粘接强度的测量方法，所述测量方法是利用权利要求1-8中任一项所述的用于测量粘接强度的测量设备实施的，所述测量方法包括以下步骤：

将粘结好的试样的上半部分、下半部分别固定于所述上夹头和所述下夹头内；

转动所述丝杠，所述丝杠带动所述下夹头向下运动，直至试样断裂；

所述数据处理装置记录所述力传感器在拉伸过程中采集到的数据，并进行显示和分析。

10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，通过转动手轮，带动所述丝杠进行转动。