CN108760500B - 一种用于同步辐射光源ct成像的拉伸台 - Google Patents
一种用于同步辐射光源ct成像的拉伸台 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台,本发明涉及一种拉伸台,本发明为解决结构材料在外力作用下裂纹的萌生和扩展过程采用传统的分析手段无法实现原位实时观察研究,同步辐射X光CT成像以其高的穿透能力可以对毫米级试样的内部缺陷进行观察和分析,在同步辐射CT成像线站上完成断裂过程的原位观察,现有技术还没有此类装置,它包括第一正反扣丝杠、下夹具轴承座、X位移调整机构、Y位移调整机构、上夹具转轴、上连接夹具、力传感器、第二正反扣丝杠、驱动电机、蜗杆、两个蜗轮、两个滑块固定板、两个带有电机传动机构的旋转体、两个旋转体连接轴、两个挠性联轴器、两个夹具和四个导轨滑块。本发明光源成像拉伸领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种拉伸台,具体涉及一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台。
背景技术
同步辐射X光以其高亮度、高能量、高相干性、高准直性的优点成为现代科学的重要探测工具,欧美、日本和我国都建设了自己的同步辐射大科学装置。其中CT成像是同步辐射技术的一个重要应用。利用该方法可以对材料、生物体、矿物等样本内部结构实现无损检测,广泛应用于材料、生物、考古和地质等研究领域。
结构材料在外力作用下的失效行为一直是材料科学领域的重要基础问题,其过程可以分为裂纹萌生、扩展和断裂三个阶段。但是由于裂纹的萌生和扩展过程一般发源构件内部,采用传统的分析手段无法实现原位实时观察研究。早期的研究一般都是对已经断裂的构件的断口进行观察和然后推测断裂发生的过程,缺乏实证支持。同步辐射X光CT成像以其高的穿透能力可以对毫米级试样的内部缺陷进行观察和分析,是一种研究材料断裂过程的有利工具。要在同步辐射CT成像线站上完成断裂过程的原位观察,现有技术还没有在扫描过程中对试样样品的加载拉伸台。
发明内容
本发明为解决结构材料在外力作用下裂纹的萌生和扩展过程采用传统的分析手段无法实现原位实时观察研究,同步辐射X光CT成像以其高的穿透能力可以对毫米级试样的内部缺陷进行观察和分析,在同步辐射CT成像线站上完成断裂过程的原位观察,现有技术还没有此类装置,进而需要提供一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是:它包括拉伸台框架基座、第一正反扣丝杠、下夹具轴承座、第一下夹具转轴、第二下夹具转轴、第二上夹具转轴、调心位移机构连接块、X位移调整机构、Y位移调整机构、上夹具转轴、上连接夹具、力传感器、第二正反扣丝杠、驱动电机、蜗杆、两个蜗轮、两个滑块固定板、两个连接夹具凹形框、两个带有电机传动机构的旋转体、两个旋转体连接轴、两个挠性联轴器、两个丝杠右旋螺母、两个丝杠左旋螺母、两个夹具和四个导轨滑块;
第一正反扣丝杠和第二正反扣丝杠竖直设置在拉伸台框架基座上,且第一正反扣丝杠的两端与拉伸台框架基座转动连接,第二正反扣丝杠的两端与拉伸台框架基座转动连接,靠近第一正反扣丝杠的底部固定套装有一个蜗轮,靠近第二正反扣丝杠的底部固定套装有一个蜗轮,蜗杆水平设置在拉伸台框架基座上,蜗杆两端分别与拉伸台框架基座的两个竖直边框转动连接,蜗杆与两个蜗轮配合设置,蜗杆伸出端和驱动电机相连接,两个滑块固定板水平设置在拉伸台框架基座内,且每个滑块固定板的两端分别安装有两个导轨滑块,且两个导轨滑块分别滑动设置在拉伸台框架基座的两个竖直边框上,两个连接夹具凹形框相对设置在两个滑块固定板上,一个连接夹具凹形框轴向活动安装在位于上方滑块固定板的下端面上,另一个连接夹具凹形框固定安装在位于下方滑块固定板的上端面上,每个连接夹具凹形框上分别安装有一个带有电机传动机构的旋转体,每个带有电机传动机构的旋转体的输出端与一个旋转体连接轴的一端固定连接,每个旋转体连接轴的另一端与一个挠性联轴器的一端固定连接,位于下方的连接夹具凹形框顶端安装有下夹具轴承座,位于下方挠性联轴器的另一端与第一下夹具转轴的一端固定连接,第一下夹具转轴的另一端与第二下夹具转轴的一端固定连接,且第二下夹具转轴的另一端穿过下夹具轴承座与一个夹具连接,试件的下端卡装在夹具上,位于上方的连接夹具凹形框底端安装有上连接夹具,位于上方挠性联轴器的另一端与上夹具转轴的一端固定连接,Y位移调整机构的顶端与上连接夹具固定连接,X位移调整机构的顶端与Y位移调整机构的底端固定连接,且X位移调整机构的一端套装在第一正反扣丝杠上,第一正反扣丝杠与X位移调整机构螺纹连接,调心位移机构连接块固定安装在X位移调整机构底端,上夹具转轴的另一端依次穿过上连接夹具、Y位移调整机构、X位移调整机构和调心位移机构连接块并与第二上夹具转轴的一端固定连接,第二上夹具转轴的另一端与另一个夹具固定连接,且试件的顶端卡装在两个夹具上,力传感器上端通过力传感器连接器安装在位于顶端的滑块固定板上,力传感器下端与连接夹具凹形框相连,力传感器安装在位于顶端的滑块固定板上,靠近上方滑块固定板的两端固定安装有两个丝杠右旋螺母,两个丝杠右旋螺母分别螺纹连接安装在第一正反扣丝杠和第二正反扣丝杠上,靠近下方滑块固定板的两端固定安装有两个丝杠左旋螺母,两个丝杠左旋螺母分别螺纹连接安装在第一正反扣丝杠和第二正反扣丝杠上。
本发明的有益效果是:
1、本发明使用时通过驱动电机带动蜗杆35转动,通过蜗杆35带动第一正反扣丝杠4和第二正反扣丝杠31转动,通过第一正反扣丝杠4和第二正反扣丝杠31带动两个滑块固定板6反方向运动,两个滑块固定板6分别带动连接夹具凹形框7以及夹具15对试件16进行拉伸。
2、通过两个带有电机传动机构的旋转体8带动挠性联轴器10以及夹具15对试件16传递扭矩,不传递轴向载荷,本发明的传力框架产生的轴向拉伸载荷不会对精密转台产生影响。
3、本发明的上滑块固定板6和连接夹具凹形框7是轴向可移动连接,可以实现拉伸过程中的拉伸载荷被力传感器检测到。
4、本申请的X位移调整机构20和Y位移调整机构21对第二上夹具转轴17在水平方向进行位移调整,X位移调整机构20调整方向和Y位移调整机构21调整方向垂直设置。
5、本发明可以实现高分辨率、大载荷、试样连续旋转无遮挡的同步辐射CT扫描。
6、本发明试验过程中试件16承受拉伸载荷同时自身旋转,同步辐射光穿透试件后投影被探测器检测到,通过专用的再构软件对180°内拍摄的投影进行解析,从而获得试样内部缺陷的三维结构。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图,
图2是图1中A-A向视图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1-图2说明本实施方式,本实施方式所述一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台,它包括拉伸台框架基座1、第一正反扣丝杠4、下夹具轴承座11、第一下夹具转轴13、第二下夹具转轴14、第二上夹具转轴17、调心位移机构连接块19、X位移调整机构20、Y位移调整机构21、上夹具转轴22、上连接夹具23、力传感器26、第二正反扣丝杠31、驱动电机33、蜗杆35、两个蜗轮3、两个滑块固定板6、两个连接夹具凹形框7、两个带有电机传动机构的旋转体8、两个旋转体连接轴9、两个挠性联轴器10、两个丝杠右旋螺母30、两个丝杠左旋螺母32、两个夹具15和四个导轨滑块5;
第一正反扣丝杠4和第二正反扣丝杠31竖直设置在拉伸台框架基座1上,且第一正反扣丝杠4的两端与拉伸台框架基座1转动连接,第二正反扣丝杠31的两端与拉伸台框架基座1转动连接,靠近第一正反扣丝杠4的底部固定套装有一个蜗轮3,靠近第二正反扣丝杠31的底部固定套装有一个蜗轮3,蜗杆35水平设置在拉伸台框架基座1上,蜗杆35两端分别与拉伸台框架基座1的两个竖直边框转动连接,蜗杆35与两个蜗轮3配合设置,蜗杆35伸出端和驱动电机33相连接,两个滑块固定板6水平设置在拉伸台框架基座1内,且每个滑块固定板6的两端分别安装有两个导轨滑块5,且两个导轨滑块5分别滑动设置在拉伸台框架基座1的两个竖直边框上,两个连接夹具凹形框7相对设置在两个滑块固定板6上,一个连接夹具凹形框7轴向活动安装在位于上方滑块固定板6的下端面上,另一个连接夹具凹形框7固定安装在位于下方滑块固定板6的上端面上,每个连接夹具凹形框7上分别安装有一个带有电机传动机构的旋转体8,每个带有电机传动机构的旋转体8的输出端与一个旋转体连接轴9的一端固定连接,每个旋转体连接轴9的另一端与一个挠性联轴器10的一端固定连接,位于下方的连接夹具凹形框7顶端安装有下夹具轴承座11,位于下方挠性联轴器10的另一端与第一下夹具转轴13的一端固定连接,第一下夹具转轴13的另一端与第二下夹具转轴14的一端固定连接,且第二下夹具转轴14的另一端穿过下夹具轴承座11与一个夹具15连接,试件16的下端卡装在夹具15上,位于上方的连接夹具凹形框7底端安装有上连接夹具23,位于上方挠性联轴器10的另一端与上夹具转轴22的一端固定连接,Y位移调整机构21的顶端与上连接夹具23固定连接,X位移调整机构20的顶端与Y位移调整机构21的底端固定连接,且X位移调整机构20的一端套装在第一正反扣丝杠4上,第一正反扣丝杠4与X位移调整机构20螺纹连接,调心位移机构连接块19固定安装在X位移调整机构20底端,上夹具转轴22的另一端依次穿过上连接夹具23、Y位移调整机构21、X位移调整机构20和调心位移机构连接块19并与第二上夹具转轴17的一端固定连接,第二上夹具转轴17的另一端与另一个夹具15固定连接,且试件16的顶端卡装在两个夹具15上,力传感器26上端通过力传感器连接器25安装在位于顶端的滑块固定板6上,力传感器26下端与连接夹具凹形框7相连,力传感器26安装在位于顶端的滑块固定板6上,靠近上方滑块固定板6的两端固定安装有两个丝杠右旋螺母30,两个丝杠右旋螺母30分别螺纹连接安装在第一正反扣丝杠4和第二正反扣丝杠31上,靠近下方滑块固定板6的两端固定安装有两个丝杠左旋螺母32,两个丝杠左旋螺母32分别螺纹连接安装在第一正反扣丝杠4和第二正反扣丝杠31上。
本实施方式中拉伸台框架基座1安装在组合多维台上,蜗杆35的一端与外部减速电机连接设置,通过减速电机带动蜗杆35和蜗轮3转动实现载荷放大。
具体实施方式二:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台,它还包括两个丝杠底部深沟球轴承2、两个丝杠顶部深沟球轴承27和两个深沟球轴承挡圈28,第一正反扣丝杠4的底端套装有一个丝杠底部深沟球轴承2,第一正反扣丝杠4的顶端套装有一个丝杠顶部深沟球轴承27,且第一正反扣丝杠4的顶端和丝杠顶部深沟球轴承27通过深沟球轴承挡圈28转动连接安装在拉伸台框架基座1上,第二正反扣丝杠31底端套装有一个丝杠底部深沟球轴承2,第二正反扣丝杠31的顶端套装有一个丝杠顶部深沟球轴承27,且第二正反扣丝杠31的顶端和丝杠顶部深沟球轴承27通过深沟球轴承挡圈28转动连接安装在拉伸台框架基座1上,每个丝杠底部深沟球轴承2对应设置在一个蜗轮3下方。其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台,它还包括推力球轴承24、两个下连接角接触轴承12和两个上联接角接触轴承18,两个下连接角接触轴承12安装在下夹具轴承座11上,第一下夹具转轴13插装在两个下连接角接触轴承12上,两个上联接角接触轴承18安装在调心位移机构连接块19上,上夹具转轴22靠近第二上夹具转轴17的一端插装在两个上联接角接触轴承18上,推力球轴承24安装在上连接夹具23上,上夹具转轴22靠近挠性联轴器10连接的一端插装在推力球轴承24上,其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式四:结合图1和图2说明本实施方式,本实施方式所述一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台,它还包括力传感器连接器25,力传感器26通过力传感器连接器25安装在位于顶端的滑块固定板6上。其它方法与具体实施方式二相同。
具体实施方式五:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台,它还包括四个薄螺母29,丝杠右旋螺母30的外侧壁上加工有外螺纹,每个丝杠右旋螺母30与一个薄螺母29螺纹连接,且每个丝杠右旋螺母30通过薄螺母29螺纹连接安装在位于上方的滑块固定板6上,丝杠左旋螺母32的外侧壁上加工有外螺纹,每个丝杠左旋螺母32与一个薄螺母29螺纹连接,且每个丝杠左旋螺母32通过薄螺母29螺纹连接安装在位于下方的滑块固定板6上。其它方法与具体实施方式四相同。
具体实施方式六:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台,它还包括两个蜗杆深沟球轴承34,拉伸台框架基座1的两个竖直边框分别安装有一个蜗杆深沟球轴承34,蜗杆35的每端分别安装在一个蜗杆深沟球轴承34上。其它方法与具体实施方式四相同。
具体实施方式七:结合图1说明本实施方式,本实施方式所述一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台,试件16每端与夹具15通过螺栓连接固定。其它方法与具体实施方式四相同。
Claims (1)
1.一种用于同步辐射光源CT成像的拉伸台,其特征在于:它包括拉伸台框架基座(1)、第一正反扣丝杠(4)、下夹具轴承座(11)、第一下夹具转轴(13)、第二下夹具转轴(14)、第二上夹具转轴(17)、调心位移机构连接块(19)、X位移调整机构(20)、Y位移调整机构(21)、第一上夹具转轴(22)、上连接夹具(23)、力传感器连接器(25)、力传感器(26)、第二正反扣丝杠(31)、驱动电机(33)、蜗杆(35)、两个蜗轮(3)、两个滑块固定板(6)、两个连接夹具凹形框(7)、两个带有电机传动机构的旋转体(8)、两个旋转体连接轴(9)、两个挠性联轴器(10)、两个丝杠右旋螺母(30)、两个丝杠左旋螺母(32)、两个蜗杆深沟球轴承(34)、两个夹具(15)和四个导轨滑块(5);
第一正反扣丝杠(4)和第二正反扣丝杠(31)竖直设置在拉伸台框架基座(1)上,且第一正反扣丝杠(4)的两端与拉伸台框架基座(1)转动连接,第二正反扣丝杠(31)的两端与拉伸台框架基座(1)转动连接,靠近第一正反扣丝杠(4)的底部固定套装有一个蜗轮(3),靠近第二正反扣丝杠(31)的底部固定套装有一个蜗轮(3),蜗杆(35)水平设置在拉伸台框架基座(1)上,蜗杆(35)两端分别与拉伸台框架基座(1)的两个竖直边框转动连接,蜗杆(35)与两个蜗轮(3)配合设置,蜗杆(35)伸出端和驱动电机(33)相连接,两个滑块固定板(6)水平设置在拉伸台框架基座(1)内,且每个滑块固定板(6)的两端分别安装有两个导轨滑块(5),且两个导轨滑块(5)分别滑动设置在拉伸台框架基座(1)的两个竖直边框上,两个连接夹具凹形框(7)相对设置在两个滑块固定板(6)上,一个连接夹具凹形框(7)轴向活动安装在位于上方滑块固定板(6)的下端面上,另一个连接夹具凹形框(7)固定安装在位于下方滑块固定板(6)的上端面上,每个连接夹具凹形框(7)上分别安装有一个带有电机传动机构的旋转体(8),每个带有电机传动机构的旋转体(8)的输出端与一个旋转体连接轴(9)的一端固定连接,每个旋转体连接轴(9)的另一端与一个挠性联轴器(10)的一端固定连接,位于下方的连接夹具凹形框(7)顶端安装有下夹具轴承座(11),位于下方挠性联轴器(10)的另一端与第一下夹具转轴(13)的一端固定连接,第一下夹具转轴(13)的另一端与第二下夹具转轴(14)的一端固定连接,且第二下夹具转轴(14)的另一端穿过下夹具轴承座(11)与一个夹具(15)连接,试件(16)的下端卡装在夹具(15)上,位于上方的连接夹具凹形框(7)底端安装有上连接夹具(23),位于上方挠性联轴器(10)的另一端与第一上夹具转轴(22)的一端固定连接,Y位移调整机构(21)的顶端与上连接夹具(23)固定连接,X位移调整机构(20)的顶端与Y位移调整机构(21)的底端固定连接,且X位移调整机构(20)的一端套装在第一正反扣丝杠(4)上,第一正反扣丝杠(4)与X位移调整机构(20)螺纹连接,调心位移机构连接块(19)固定安装在X位移调整机构(20)底端,第一上夹具转轴(22)的另一端依次穿过上连接夹具(23)、Y位移调整机构(21)、X位移调整机构(20)和调心位移机构连接块(19)并与第二上夹具转轴(17)的一端固定连接,第二上夹具转轴(17)的另一端与另一个夹具(15)固定连接,且试件(16)的顶端卡装在夹具(15)上,力传感器(26)上端通过力传感器连接器(25)安装在位于上方滑块固定板(6)上,力传感器(26)下端与连接夹具凹形框(7)相连,靠近上方滑块固定板(6)的两端固定安装有两个丝杠右旋螺母(30),两个丝杠右旋螺母(30)分别螺纹连接安装在第一正反扣丝杠(4)和第二正反扣丝杠(31)上,靠近下方滑块固定板(6)的两端固定安装有两个丝杠左旋螺母(32),两个丝杠左旋螺母(32)分别螺纹连接安装在第一正反扣丝杠(4)和第二正反扣丝杠(31)上,拉伸台框架基座(1)的两个竖直边框分别安装有一个蜗杆深沟球轴承(34),蜗杆(35)的每端分别安装在一个蜗杆深沟球轴承(34)上,试件(16)每端与夹具(15)通过螺栓连接固定,蜗杆(35)的一端与外部减速电机连接设置,通过减速电机带动蜗杆(35)和蜗轮(3)转动实现载荷放大;
还包括两个丝杠底部深沟球轴承(2)、两个丝杠顶部深沟球轴承(27)和两个深沟球轴承挡圈(28),第一正反扣丝杠(4)的底端套装有一个丝杠底部深沟球轴承(2),第一正反扣丝杠(4)的顶端套装有一个丝杠顶部深沟球轴承(27),且第一正反扣丝杠(4)的顶端和丝杠顶部深沟球轴承(27)通过深沟球轴承挡圈(28)转动连接安装在拉伸台框架基座(1)上,第二正反扣丝杠(31)底端套装有一个丝杠底部深沟球轴承(2),第二正反扣丝杠(31)的顶端套装有一个丝杠顶部深沟球轴承(27),且第二正反扣丝杠(31)的顶端和丝杠顶部深沟球轴承(27)通过深沟球轴承挡圈(28)转动连接安装在拉伸台框架基座(1)上,每个丝杠底部深沟球轴承(2)对应设置在一个蜗轮(3)下方;
还包括推力球轴承(24)、两个下连接角接触轴承(12)和两个上联接角接触轴承(18),两个下连接角接触轴承(12)安装在下夹具轴承座(11)上,第一下夹具转轴(13)插装在两个下连接角接触轴承(12)上,两个上联接角接触轴承(18)安装在调心位移机构连接块(19)上,第一上夹具转轴(22)靠近第二上夹具转轴(17)的一端插装在两个上联接角接触轴承(18)上,推力球轴承(24)安装在上连接夹具(23)上,第一上夹具转轴(22)靠近挠性联轴器(10)连接的一端插装在推力球轴承(24)上;
还包括四个薄螺母(29),丝杠右旋螺母(30)的外侧壁上加工有外螺纹,每个丝杠右旋螺母(30)与一个薄螺母(29)螺纹连接,且每个丝杠右旋螺母(30)通过薄螺母(29)螺纹连接安装在位于上方的滑块固定板(6)上,丝杠左旋螺母(32)的外侧壁上加工有外螺纹,每个丝杠左旋螺母(32)与一个薄螺母(29)螺纹连接,且每个丝杠左旋螺母(32)通过薄螺母(29)螺纹连接安装在位于下方的滑块固定板(6)上。
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