CN107884267A - 一种转动支撑机构、夹具以及陶瓷试件弯曲性能测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转动支撑机构，包括基座和支撑部，其特征在于，所述基座中安装有驱动机构，所述驱动机构可沿基座上的固定轴转动，所述支撑部安装于所述驱动机构上。本发明还公开了包含上述转动支撑机构的陶瓷试件夹具，其特征还包括支撑杆和底座，具有两个所述转动支撑机构，支撑杆安装于转动支撑机构上。本发明还公开了利用夹具组合构成的陶瓷试件弯曲性能测量装置，夹具有2个，其中一个夹具正立形成下夹具，下部安装有固定头；另一个夹具倒立形成加载机构，顶部安装有固定头。该测量装置可保证陶瓷试件连续旋转测量，并支持大弯曲度试件，减小试件摩擦并可随时调整测试跨距。
Description
技术领域
本发明涉及试件测量领域，尤其涉及一种转动支撑机构、夹具以及陶瓷试件弯曲性能测量装置。
背景技术
陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。陶瓷材料在作为上述用途时，经常需要对陶瓷试件进行测试，测量其弯曲性能，以保证其抗弯强度在规定范围内。
但是，陶瓷材料的缺点也显而易见：脆性大，耐冲击能力低、易碎，表面不平整等；而且，在陶瓷试件的测试中，所用试件往往不能保证是直条状，常需要对大弯曲度的试件进行测试。而在陶瓷试件的测试中，夹具起到固定陶瓷试件，并对其施加压力载荷，使试件弯曲从而进行强度测量的作用，一套夹具的好坏，往往影响到测量数据的准确性。因为，对于易碎的陶瓷来说，夹具若摩擦阻力过大，极容易造成陶瓷试件在应力载荷作用下提前断裂，从而导致测试所得的弯曲强度过小。同时，陶瓷试件在不同方向上的轴向弯曲强度存在差异，需要多向测量得到平均数据，并且不同的跨距情况下，陶瓷试件的挠度和弯曲强度也存在差异。
现有技术中，陶瓷材料弯曲性能的测试夹具往往采用铰支和固定支座支撑试样，这种固定方式造成试样在动态测试过程中支座稳定性较差和不能水平连续可调；同时，支座多采用固定结构，不可对试件进行旋转测试不同方向的弯曲性能，或者在测试一个方向的弯曲性能后，需要取下试件转换方向重新测试，操作繁琐且准确性较差；对大弯曲度试件的支持也不够好，在夹持大弯曲度试件时，试件极容易碰触夹具本体，造成测量数据极不准确。支撑面没有相应的减小摩擦的装置，导致摩擦力过大，试件易提前断裂。
发明内容
根据以上所述的陶瓷试件夹具的技术缺陷，本发明提供一种转动支撑机构，其具有驱动机构，所述支撑部固定于驱动机构上，可保证支撑部的转动，且可选取不同高度的支撑部。
本发明还提供一种包含上述转动支撑机构的夹具，所述夹具可保证陶瓷试件连续旋转测量，并支持大弯曲度试件，减小试件摩擦并可随时调整测试跨距。
本发明还提供一种对上述夹具进行组合使用的陶瓷试件弯曲性能测量装置，在解决上述技术问题的基础上，可测量陶瓷试件的挠度和弯曲强度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种转动支撑机构，包括基座和支撑部，所述基座中安装有用于驱动所述支撑部绕一固定轴转动的驱动机构，还包括一结合于该驱动机构的操纵部件，通过操纵该操纵部件，使得驱动机构驱动该支撑部转动。
在一种优选的实施方式中，所述驱动机构包括齿轮和齿条，所述齿轮和齿条相互配合工作，所述支撑部安装于齿轮上，所述齿条通过所述操纵部件操纵而水平移动，带动所述齿轮以及安装于其上的支撑部转动。
在一种优选的实施方式中，所述操纵部件为安装于基座上的内六角圆柱头螺钉。
在一种优选的实施方式中，所述齿轮一侧安装有夹头，所述夹头为2个通过轨道连接于所述齿轮上的L形部件。
本发明还提供一种夹具，包含底座，所述底座上相对安装有2个如上述任一项所述的转动支撑机构，在每个转动支撑机构的支撑部的顶部转动设置有支撑杆，每个转动支撑机构的基座安装于底座上，所述基座可在所述底座上水平滑动并通过固定装置固定。
在一种优选的实施方式中，所述支撑杆为辊子。
在一种优选的实施方式中，所述底座上具有安装千分表的孔位。
在一种优选的实施方式中，所述基座和所述底座之间通过滑轨连接，所述固定装置为紧固螺母。
本发明还提供一种陶瓷试件弯曲性能测量装置，包含上述任一项所述的夹具，所述夹具有2个，其中一个所述夹具正立形成下夹具，且所述底座底部安装有固定头，所述底座上安装千分表，所述千分表上安装有探杆；另一个夹具倒立形成加载机构，且所述底座顶部安装有固定头，加载机构的支撑杆上安装有应力测量装置。
本发明还提供另外一种陶瓷试件弯曲性能测量装置，包含上述任一项所述的夹具，一个所述夹具正立形成下夹具，且所述底座底部安装有固定头，所述底座上安装千分表，所述千分表上安装有探杆；固定头、转动支撑机构和支撑杆构成一个加载机构，所述固定头安装于所述转动支撑机构的基座上，支撑杆安装于支撑部上，所述支撑杆上安装有应力测量装置，倒置形成加载机构。
本发明的有益效果是：
(1)所述夹具具有驱动机构，在测量过程中，可转动陶瓷试件，对其不同方向进行弯曲强度的测量，无需停止施加载荷再转动试件，保证了测量的连续性和准确性。
(2)所述转动支撑机构包括支撑部，支撑部起到加高作用，可根据陶瓷试件的弯曲度大小，选择不同高度的支撑部，防止陶瓷试件触碰夹具本体，造成测量误差。
(3)所述支撑杆通过转轴安装于所述支撑部上，并可沿轴向转动，在支撑陶瓷试件时，可根据陶瓷试件形状和受力方向转动，有效的减小对试件的摩擦力，避免陶瓷试件在测量过程中提前断裂影响精确度。
(4)所述转动支撑机构可在所述底座上水平滑动并可固定，在测量过程中可实现任意调节跨距，实现更广的测量范围。
附图说明
图1为本发明一个实施例的转动支撑机构的立体图；
图2为图1中实施例的转动支撑机构侧视图；
图3为本发明一个实施例的夹具的正视图；
图4a为图3中实施例所述夹具的侧视图，
图4b为图4a中实施例的夹具上部的局部放大图；
图5为本发明一个实施例的测量陶瓷弯曲性能的装置图；
图6为本发明又一实施例测量陶瓷弯曲性能的装置图。
具体实施方式
参考图1和图2，,图1所示为本发明一个实施例的转动支撑机构的立体图；图2为该转动支撑机构的正视图，所述转动支撑机构包括基座1和支撑部2，基座1中安装有驱动机构，驱动机构优选的为齿轮3和齿条4实现的齿轮传动机构。其中，齿轮3通过转动轴6固定于基座1上，通过调节内六角圆柱头螺钉5实现对齿条4的水平位移调节，从而带动齿轮3沿转动轴6的轴向转动。支撑部2固定于齿轮3上，且支撑部2的高度可为10‐100mm。此转动支撑机构的作用主要为支撑陶瓷试件，但不限于上述应用。
参考图3，图3所示为本发明一个实施例的夹具的正视图，其包含上述的两个转动支撑机构，还包括底座20和安装于转动支撑机构上的支撑杆60，底座20由一整快切有滑轨50的钢块制成，其下方安装有固定头30，固定头30可通过其上方的冲孔安装于试验机或工作台上。转动支撑机构的基座11下部具有与滑轨50纵截面形状相似且配合使用的滑动块，当基座11安装于底座20上时，基座11可沿底座20水平移动。基座11水平面冲孔，当两个基座11之间的跨距满足测试要求时，用紧固螺母40固定基座11和底座20。基座11上部为一凹槽，用于安装驱动机构，所述驱动机构优选的使用齿条14和齿轮13相互配合，齿轮13通过转动轴16固定于基座11上，齿条14与安装于基座11上的内六角圆柱头螺钉15通过机械结构配合，当内六角圆柱头螺钉15转动时，带动齿条14前后水平移动，通过齿传动带动齿轮13沿转动轴16做轴向圆周转动。在齿轮13上安装支撑部12，支撑杆60安装于支撑部12上。支撑部12通过内六角螺钉安装于齿轮13上，高度为10mm；夹头17为两个L形夹持部件，通过轨道安装于齿轮13上，夹持宽度通过轨道可调，并可通过螺钉固定；支撑杆60通过其内部的轴固定于支撑部12上，优选的，支撑杆60为棍子，支撑杆60可沿转轴任意滚动适应不同规格的试件及应力情况。陶瓷试件70可置于支撑杆60上，若试件长度过长或纵截面为圆形，可通过夹头17夹持。当在进行弯曲性能测试时，可通过调节内六角圆柱头螺钉15调节陶瓷试件70的轴向转动，从而实现连续可调测试不同方向的挠度和弯曲强度。
另外，为了实现夹具夹持陶瓷试件后的测量过程，所述夹具设计有相应的测量工具安装位。如图1所示，底座20上的孔位21可用于安装固定具有探杆的千分表，用以测量陶瓷试件70的挠度。
对陶瓷试件的弯曲性能的测量主要包括四点和三点弯曲测量，对应不同的夹具组合，以下分为两个实施例进行说明。
实施例1
图5所示为陶瓷试件四点弯曲性能测量装置，将一个所述夹具正立形成下夹具101。下夹具101通过固定头131固定于试验机工作台上，将两个基座滑动至需要的距离，并转动紧固螺母将两个基座固定。调节内六角圆柱头螺钉来控制齿条滑动，保证支撑部倾斜角度至需要的角度并锁紧。选择高度为10mm的支撑部112，支撑杆为辊子。以同样的步骤和组合形式安装加载机构102，支撑部112高度为80mm，并倒置固定于试验机上。将千分表安装于底座上的孔位上，千分表上安装有探杆，用于读取陶瓷试件170的挠度值。加载机构102的辊子上安装应力测量装置，用以测量陶瓷试件170弯曲时的弯曲强度值。将需要测试的陶瓷试件170放置于下夹具101的辊子上，若为圆柱形试件，需要在齿轮上安装夹头用以夹持防止滚动。开启试验机，加载机构102缓慢下压至陶瓷试件170上，此时可从千分表上读取挠度值，从应力测量装置上读取弯曲强度值。需要在加载时对陶瓷试件170不同方向的弯曲进行连续测量时，可调节下夹具上的内六角圆柱头螺钉来转动陶瓷试件170，从而读取不同的应力方向下的挠度值和弯曲强度。
实施例2
图6所示为陶瓷试件三点弯曲性能测量装置，将一个所述夹具正立形成下夹具201。下夹具201通过固定头231固定于试验机工作台上，将两个基座滑动至需要的距离，并转动紧固螺母将两个基座固定。调节内六角圆柱头螺钉来控制齿条滑动，保证支撑部倾斜角度至需要的角度并锁紧。选择高度为10mm的支撑部212，支撑杆为辊子。加载机构由固定头232、转动支撑机构210和支撑杆260构成，固定头232安装于所述转动支撑机构210上部，并倒置固定于试验机上。将千分表安装于底座上的孔位上，千分表上安装有探杆，用于读取陶瓷试件270的挠度值。加载机构202的辊子上安装应力测量装置，用以测量陶瓷试件270弯曲时的弯曲强度值。将需要测试的陶瓷试件270放置于下夹具201的辊子上，若为圆柱形试件，需要在齿轮上安装夹头用以夹持防止滚动。开启试验机，加载机构202缓慢下压至陶瓷试件270上，此时可从千分表上读取挠度值，从应力测量装置上读取弯曲强度值。需要在加载时对陶瓷试件270不同方向的弯曲进行连续测量时，可调节下夹具上的内六角圆柱头螺钉来转动陶瓷试件270，从而读取不同的应力方向下的挠度值和弯曲强度。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种转动支撑机构，其特征在于，包括基座和支撑部，所述基座中安装有用于驱动所述支撑部绕一固定轴转动的驱动机构，还包括一结合于该驱动机构的操纵部件，通过操纵该操纵部件，使得驱动机构驱动该支撑部转动。
2.如权利要求1所述的转动支撑机构，其特征在于，所述驱动机构包括齿轮和齿条，所述齿轮和齿条相互配合工作，所述支撑部安装于齿轮上，所述齿条通过所述操纵部件操纵而水平移动，带动所述齿轮以及安装于其上的支撑部转动。
3.如权利要求2所述的转动支撑机构，其特征在于，所述操纵部件为安装于基座上的内六角圆柱头螺钉。
4.如权利要求2所述的转动支撑机构，其特征在于，所述齿轮一侧安装有夹头，所述夹头为2个通过轨道连接于所述齿轮上的L形部件。
5.一种夹具，其特征在于，包含底座，所述底座上相对安装有2个如权利要求1‐5任一项所述的转动支撑机构，在每个转动支撑机构的支撑部的顶部转动设置有支撑杆，每个转动支撑机构的基座安装于底座上，所述基座可在所述底座上水平滑动并通过固定装置固定。
6.如权利要求5所述的夹具，其特征在于，所述支撑杆为辊子。
7.如权利要求5所述的夹具，其特征在于，所述底座上具有安装千分表的孔位。
8.如权利要求5所述的夹具，其特征在于，所述基座和所述底座之间通过滑轨连接，所述固定装置为紧固螺母。
9.一种陶瓷试件弯曲性能测量装置，其特征在于，包含权利要求5‐8任一项所述的夹具，所述夹具有2个，其中一个所述夹具正立形成下夹具，且所述底座底部安装有固定头，所述底座上安装千分表，所述千分表上安装有探杆；另一个夹具倒立形成加载机构，且所述底座顶部安装有固定头，加载机构的支撑杆上安装有应力测量装置。
10.一种陶瓷试件弯曲性能测量装置，其特征在于，包含权利要求5‐8任一项所述的夹具，一个所述夹具正立形成下夹具，且所述底座底部安装有固定头，所述底座上安装千分表，所述千分表上安装有探杆；固定头、转动支撑机构和支撑杆构成一个加载机构，所述固定头安装于所述转动支撑机构的基座上，支撑杆安装于支撑部上，所述支撑杆上安装有应力测量装置，倒置形成加载机构。
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| CN107884267B (zh) | 2024-07-23 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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