CN109323933B - 单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，包括承力机构；加载执行组件，加载执行组件设置在承力机构上；测试组件，测试组件设置在承力机构上；控制组件，控制组件分别与测试组件及加载执行组件通信；其中测试组件包括：扭矩传感器，扭矩传感器设置在试验件上，控制组件与扭矩传感器通信；测试单元，测试单元与扭矩传感器连接，测试单元与加载执行组件匹配。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：(1)将扭矩加载方式由一对力偶简化为单点力，不仅降低了试验安装难度，减少了工作量，同时有效地提高了试验实施效率，促进了试验的顺利开展。(2)施加的扭矩载荷不受试验件5扭转变形的影响，扭矩载荷施加准确可靠。

Description

单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置
技术领域
本发明涉及试件强度试验技术领域，具体地，涉及一种一种单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置。
背景技术
在静强度试验中，扭矩试验一般是对试验件5施加力偶矩，力偶矩通过指定的力偶臂换算成一对力偶，并利用加载设备分别在两个力偶方向施加力值。加载设备的安装位置是按初始力偶的方向确定的，若试验件5在载荷作用下发生扭转变形，导致加载设备的载荷施加方向与初始力偶方向不能保持一致，不同位置所形成的力偶臂将有变化，从而使得所加的力偶不能满足试验载荷要求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，包括承力机构；
加载执行组件，所述加载执行组件设置在所述承力机构上；
测试组件，所述测试组件设置在所述承力机构上；
控制组件，所述控制组件分别与所述测试组件及所述加载执行组件通信；其中
所述测试组件包括：
扭矩传感器，所述扭矩传感器设置在试验件上，所述控制组件与所述扭矩传感器通信；
测试单元，所述测试单元与所述扭矩传感器连接，所述测试单元与所述加载执行组件匹配。
优选地，所述测试单元包括：
周转圆板，所述周转圆板设置在所述扭矩传感器上，在所述周转圆板上设有周转槽；
定位板，所述定位板与所述周转圆板转动连接，在所述定位板上设有定位槽；
所述周转槽与所述定位槽匹配；
所述加载执行组件卡入所述周转槽及所述定位槽内。
优选地，所述周转槽及所述定位槽的形状为扇形。
优选地，在所述周转圆板上设有限位圆柱台，在所述定位板上设有定位圆孔；
所述周转圆板通过所述限位圆柱台插入所述定位圆孔内实现所述定位板与所述周转圆板的转动连接。
优选地，在所述周转圆板上设有导向槽，在所述定位板上设有导向孔；
所述导向槽与所述导向孔匹配。
优选地，所述导向槽的数量为多个，多个所述导向槽绕所述周转圆板的圆心沿周向设置在所述周转圆板上。
优选地，所述导向槽为圆弧导向槽。
优选地，所述加载执行组件包括：
加载执行设备，所述加载执行设备设置在所述承力机构上，所述控制组件与所述加载执行设备通信；
顶杆，所述顶杆的一端与所述加载执行设备连接；
压块，所述压块设置在所述顶杆的另一端，所述压块卡入所述周转槽及所述定位槽内。
优选地，所述压块的形状为梯形。
优选地，所述承力机构包括第一承力柱和第二承力柱；其中
所述加载执行组件设置在所述第一承力柱上；
所述测试组件设置在所述第二承力柱上。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)将扭矩加载方式由一对力偶简化为单点力，不仅降低了试验安装难度，减少了工作量，同时有效地提高了试验实施效率，促进了试验的顺利开展。
(2)施加的扭矩载荷不受试验件5扭转变形的影响，扭矩载荷施加准确可靠。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置结构示意图一；
图2为本发明单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置结构示意图二；
图3为本发明单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置控制示意图；
图4为本发明单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置定位板结构示意图；
图5为本发明单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置周转圆板结构示意图；
图6为本发明单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置梯形压块结构示意图；
图7为本发明单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置结测试单元构示意图。
图中：
1-第一承力柱 2-定位板 3-周转圆板
4-扭矩传感器 5-试验件 6-固定板
7-压块 8-顶杆 9-加载执行设备
10-加载控制组件 11-第二承力柱 12-周转槽
13-定位槽 14-限位圆柱台 15-定位圆孔
16-导向槽 17-导向孔 18-
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1～图3所示，本发明的一种单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，包括承力机构(第一承力柱1和第二承力柱11)、定位板2、周转圆板3、梯形压块7、球头顶杆8、扭矩传感器4、加载控制组件10、加载执行设备9；承力机构可以装配成试验件5和加载执行设备9的固定基座，可以与试验件5固定端面(经由固定板6)、定位板2及加载执行设备9匹配螺接。定位板2的导向孔17与承力机构(第一承力柱1和第二承力柱11)和周转圆板3的圆弧导向槽16一一匹配螺接，定位板2的中心定位圆孔15与周转圆板3的限位圆柱台14配合，定位板2的扇形定位槽13与周转圆板3的扇形周转槽12匹配装配形成可变角度的扇形通道，周转圆板3的扇形周转槽12的一侧为活动侧，定位板2的扇形定位槽13的一侧为固定侧，扇形通道的角度变化由周转圆板3的扇形周转槽12的一侧控制，随周转圆板3的周转而发生变化，周转圆板3与扭矩传感器4螺接；梯形压块7与周转圆板3与定位板2所组成的扇形通道接触，在径向力作用下挤压扇形通道而对周转圆板3施加周向力，从而对试验件5施加扭矩载荷；球头顶杆8的球头端与梯形压块7点接触，球头顶杆8的螺纹端与加载执行设备9螺接，将轴力载荷传递给梯形压块7；扭矩传感器4与试验件5和周转圆板3螺接，扭矩传感器4的测试信号的端口通过测试线缆与加载控制组件10连接，将扭矩载荷实时反馈给加载控制组件10用于加载控制；加载控制组件10通过测试线缆接收扭矩传感器4测得的载荷值，通过控制线缆将控制信号传递给加载执行设备9用于控制输出力；加载执行设备9与第一承力柱1和球头顶杆8螺接，加载执行设备9的控制信号接收端口通过控制线缆接收控制信号来输出轴力载荷。这样构成单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载方法及装置，通过单点力载实现试验件5扭矩载荷的施加，加载准确且可靠。
本发明利用单点径向力驱动周转运动和闭环控制的原理，通过零件组合装配成单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载方法及装置，该方法新颖，该装置结构简单，安装方便，加载准确，施加的扭矩载荷不受试验件扭转变形的影响，广泛应用于扭矩加载试验。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，包括：
承力机构；
加载执行组件，所述加载执行组件设置在所述承力机构上；
测试组件，所述测试组件设置在所述承力机构上；
控制组件，所述控制组件分别与所述测试组件及所述加载执行组件通信；其中
所述测试组件包括：
扭矩传感器，所述扭矩传感器设置在试验件上，所述控制组件与所述扭矩传感器通信；
测试单元，所述测试单元与所述扭矩传感器连接，所述测试单元与所述加载执行组件匹配；
所述测试单元包括：
周转圆板，所述周转圆板设置在所述扭矩传感器上，在所述周转圆板上设有周转槽；
定位板，所述定位板与所述周转圆板转动连接，在所述定位板上设有定位槽；
所述周转槽与所述定位槽匹配；
所述加载执行组件卡入所述周转槽及所述定位槽内；
所述周转槽及所述定位槽的形状为扇形；
定位板的扇形定位槽与周转圆板的扇形周转槽匹配装配形成可变角度的扇形通道。
2.根据权利要求1所述的单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，其特征在于，在所述周转圆板上设有限位圆柱台，在所述定位板上设有定位圆孔；
所述周转圆板通过所述限位圆柱台插入所述定位圆孔内实现所述定位板与所述周转圆板的转动连接。
3.根据权利要求1或2所述的单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，其特征在于，在所述周转圆板上设有导向槽，在所述定位板上设有导向孔；
所述导向槽与所述导向孔匹配。
4.根据权利要求3所述的单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，其特征在于，所述导向槽的数量为多个，多个所述导向槽绕所述周转圆板的圆心沿周向设置在所述周转圆板上。
5.根据权利要求4所述的单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，其特征在于，所述导向槽为圆弧导向槽。
6.根据权利要求1所述的单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，其特征在于，所述加载执行组件包括：
加载执行设备，所述加载执行设备设置在所述承力机构上，所述控制组件与所述加载执行设备通信；
顶杆，所述顶杆的一端与所述加载执行设备连接；
压块，所述压块设置在所述顶杆的另一端，所述压块卡入所述周转槽及所述定位槽内。
7.根据权利要求6所述的单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，其特征在于，所述压块的形状为梯形。
8.根据权利要求1所述的单点径向力驱动周转运动的扭矩测控加载装置，其特征在于，所述承力机构包括第一承力柱和第二承力柱；其中
所述加载执行组件设置在所述第一承力柱上；
所述测试组件设置在所述第二承力柱上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN201285360Y (zh) * 2008-10-23 2009-08-05 同济大学 复杂应力下胶结颗粒接触力学特性测试装置
CN206270177U (zh) * 2016-11-14 2017-06-20 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种岩石空心圆柱扭剪仪及扭矩施加装置

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