CN110082226A - 扭转试验装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及材料测试技术领域，尤其涉及一种扭转试验装置，用于对待测试件进行扭转试验。该扭转试验装置包括液压驱动组件、转动轴、第一固定座和传感器，其中：液压驱动组件能够固定于一基台；转动轴与液压驱动组件相连接，液压驱动组件用于驱动转动轴转动，且转动轴能够与待测试件的一端固定；第一固定座能够固定于基台，且第一固定座能够与待测试件的另一端固定；传感器设于转动轴，在转动轴带动待测试件扭转时，传感器用于测量待测试件的扭转参数。该扭转试验装置能够提供较大的扭矩，且使用过程可靠稳定。

Description

扭转试验装置

技术领域

本公开涉及材料测试技术领域，尤其涉及一种扭转试验装置。

背景技术

扭转试验装置主要用来对待测试件进行扭转试验，在试验过程中，对待测试件施加一定的扭矩，并实时记录扭矩和待测试件的转角之间的关系曲线，再基于该关系曲线可对待测试件的材料的扭转性能进行分析。随着技术的快速发展，材料性能得到了大幅提高，同时也对扭转试验装置的可靠性、稳定性以及行程等方面提出了新的要求。

现有技术中，扭转试验装置通常采用电机作为驱动组件，不但提供的扭矩较小，使用过程也不够稳定。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种扭转试验装置，能够提供较大的扭矩，且使用过程可靠稳定。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，提供一种扭转试验装置，用于对待测试件进行扭转试验，所述扭转试验装置包括：

液压驱动组件，能够固定于一基台；

转动轴，与所述液压驱动组件相连接，所述液压驱动组件用于驱动所述转动轴转动；所述转动轴能够与所述待测试件的一端固定；

第一固定座，能够固定于所述基台，所述第一固定座能够与所述待测试件的另一端固定；

传感器，设于所述转动轴，在所述转动轴带动所述待测试件扭转时，所述传感器用于测量所述待测试件的扭转参数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述液压驱动组件包括：

液压驱动缸，包括能够固定在所述基台上的缸体及设于所述缸体的活塞杆；

传动结构，包括互相啮合的齿条与齿轮，所述齿条与所述活塞杆连接，所述齿轮与所述转动轴连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述齿条位于所述齿轮靠近所述基台的一侧。

在本公开的一种示例性实施例中，所述齿条的宽度和所述齿轮的宽度相等。

在本公开的一种示例性实施例中，所述扭转试验装置还包括：

第二固定座，能够固定于所述基台，所述第二固定座包括间隔设置的第一限位部和第二限位部，且所述齿轮设置于第一限位部和第二限位部之间。

在本公开的一种示例性实施例中，所述扭转试验装置还包括：

螺纹连接件，所述螺纹连接件的一端与所述活塞杆螺纹连接，另一端与所述齿条螺纹连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述传感器位于所述转动轴靠近所述第一固定座的一端。

在本公开的一种示例性实施例中，所述扭转试验装置还包括：

固定组件，包括相对设置的第一固定部和第二固定部，所述传感器固定在所述第一固定部和所述第二固定部之间，且所述第一固定部与所述转动轴靠近所述第一固定座的一端连接，所述第二固定部能够与所述待测试件的一端连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述转动轴、所述第一固定部、所述传感器及所述第二固定部的固定方式均为花键连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一固定座设有用于固定所述待测试件的花键槽。

本公开实施方式的扭转试验装置，在使用过程中，因为待测试件的一端固定在第一固定座上，另一端固定在转动轴上，且转动轴与液压驱动组件连接，在液压驱动组件驱动转动轴转动时，通过转动轴可将扭矩传递给待测试件；同时，设于转动轴上的传感器能够测量出转动轴在转动过程中的扭矩、扭转方向、扭转次数等参数，进而推导出待测试件的扭矩、扭转方向、扭转次数等参数；最后，通过分析待测试件的扭转参数，可得到待测试件的材料的扭转性能。相较于现有技术中采用电机作为驱动组件的方案，本申请的扭转试验装置中采用液压驱动组件，不但能够提供较大的扭矩，而且易于控制，控制过程也较为稳定可靠。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施方式扭转试验装置的结构示意图。

图中：100、待测试件；1、基台；10、底座；11、支撑座；2、液压驱动组件；20、液压驱动缸；200、缸体；201、活塞杆；21、传动结构；210、齿条；211、齿轮；3、转动轴；4、第一固定座；40、花键槽；5、传感器；6、第二固定座；60、第一限位部；61、第二限位部；7、螺纹连接件；8、固定组件；80、第一固定部；81、第二固定部。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。

当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开实施方式中提供一种扭转试验装置，用于对待测试件100进行扭转试验。

待测试件100可采用合金、纤维或复合材料等新型材料制造而成，此处不作特殊限定。通过扭转试验机使待测试件100发生扭转，进而对待测试件100的扭转性能进行测量。举例而言，该扭转性能可包括强度性能、塑性性能或疲劳性能等，此处不再一一列举。

如图1所示，该扭转试验装置可包括液压驱动组件2、转动轴3、第一固定座4和传感器5，其中：

液压驱动组件2能够固定于一基台1；转动轴3与液压驱动组件2相连接，且液压驱动组件2能够驱动转动轴3转动；转动轴3能够与待测试件100的一端固定，而待测试件100的另一端固定在能够固定于基台1的第一固定座4上；传感器5设于转动轴3，在转动轴3带动待测试件100扭转时，传感器5用于测量待测试件100的扭转参数。

本公开实施方式的扭转试验装置，在使用过程中，因为待测试件100的一端固定在第一固定座4上，另一端固定在转动轴3上，且转动轴3与液压驱动组件2连接，在液压驱动组件2驱动转动轴3转动时，通过转动轴3可将扭矩传递给待测试件100；同时，传感器5能够测量出转动轴3在转动过程中的扭矩、扭转方向、扭转次数等参数，进而推导出待测试件100的扭矩、扭转方向、扭转次数等参数；最后，通过分析待测试件100的扭转参数，可得到待测试件100的材料的扭转性能。相较于现有技术中采用电机作为驱动组件的方案，本申请的扭转试验装置中采用液压驱动组件2，不但能够提供较大的扭矩，而且易于控制，控制过程也较为稳定可靠。

下面结合附图对本公开实施方式提供的扭转试验装置的各部件进行详细说明：

如图1所示，液压驱动组件2能够固定于一基台1。

基台1用来承载和固定本申请的扭转试验装置，可为平面状或台阶状的试验台或地面等，此处不再一一列举。举例而言，基台1可以包括底座10和支撑座11，且支撑座11设于底座10上。当然，基台1也可以为其他构造，此处不作特殊限定。

液压驱动组件2和基台1的固定方式可以为焊接、卡接等，此处不再一一列举。

液压驱动组件2作为本申请的扭转试验装置的原动机，用来实现对待测试件100的扭转。液压驱动组件2可包括液压驱动缸20和设于液压驱动缸20的传动结构21，其中：

液压驱动缸20作为液压驱动组件2的驱动部，用来驱动传动结构21沿直线往复运动，在传动结构21沿直线往复运动时，再通过其他机构即可实现待测试件100的扭转。

举例而言，液压驱动缸20可以为作动筒，该作动筒可包括缸体200和活塞杆201，缸体200可能够固定在基台1上，活塞杆201可设于缸体200，缸体200中的液压油可推动活塞杆201沿直线往复运动，具体的推动过程在此不再详细描述。

传动结构21可包括互相啮合的齿条210与齿轮211，其中：齿条210与活塞杆201连接，在活塞杆201沿直线往复运动时，活塞杆201带动齿条210也沿直线往复运动；齿轮211与齿条210啮合，在齿条210沿直线往复运动时，齿轮211可绕其中轴线往复转动。

需要注意的是，如图1所示，齿条210可位于齿轮211靠近基台1的一侧，也就是说，可以从上往下将润滑油添加到齿条210或齿轮211上，以减小齿条210和齿轮211啮合过程中的摩擦，而且润滑油的添加过程也较为方便。当然，齿条210也可位于齿轮211远离基台1的一侧，此处不作特殊限定。

如图1所示，转动轴3可与液压驱动组件2相连接，液压驱动组件2能够驱动转动轴3转动；待测试件100的一端固定在转动轴3上，另一端固定在第一固定座4上；在液压驱动组件2动作并驱动转动轴3转动时，待测试件100发生扭转。其中：

转动轴3与齿轮211连接，在齿轮211绕其中轴线往复转动时，转动轴3随齿轮211转动。举例而言，齿轮211可套设于转动轴3，并通过键连接或是其他连接方式连接，此处不在一一列举。需要注意的是，齿轮211也可以为设置在转动轴3上的齿轮槽，此时，传动结构21不再包括齿轮211，齿条210可直接与转动轴3上的齿轮槽的啮合，即可带动转动轴3的转动。

第一固定座4可固定于基台1，固定方式可以为焊接、卡接或是螺纹连接，此处不再一一列举。第一固定座4用来固定待测试件100的一端，以使在转动轴3带动待测试件100的另一端转动时，待测试件100能发生扭转。

举例而言，可在第一固定座4开设用于固定待测试件100的花键槽40，此时，待测试件100上与第一固定座4固定的一端也需要开设能够与该花键槽40配合的凸起。当然，也可在第一固定座4上开设带有内螺纹的连接孔，此时，待测试件100上与第一固定座4固定的一端需要加工出外螺纹，该外螺纹与连接孔的内螺纹配合，即可实现第一固定座4和待测试件100的固定。

如图1所示，传感器5可设于转动轴3，在转动轴3带动待测试件100扭转时，传感器5用于测量待测试件100的扭转参数。举例而言，传感器5可位于转动轴3靠近第一固定座4的一端，以使测量的待测试件100的扭矩更加精确，进而保证测得的扭转参数的准确性。

本公开实施方式的扭转试验装置还可包括第二固定座6，第二固定座6能够固定于基台1，而转动轴3可转动连接于第二固定座6，第二固定座6用于支撑转动轴3，以使转动轴3的转动能够平稳进行。所以，可在第二固定座6上开设连接孔，并在该连接孔内设置滚动轴承，再将转动轴3设于该滚动轴承之内，以减小转动轴3在转动过程中的摩擦力。

举例而言，第二固定座6可包括间隔设置的第一限位部60和第二限位部61，齿轮211可设置于第一限位部60和第二限位部61之间。此时，齿条210也位于第一限位部60和第二限位部61之间，则齿条210和齿轮211的宽度可相等，一方面，可以使单位宽度的齿条210和齿轮211受到的作用力相同，进而保证齿条210和齿轮211的寿命基本相当；另一方面，第一限位部60和第二限位部61可对齿条210及齿轮211进行限制，以减小齿条210和齿轮211传动过程中的震动。

需要注意的是，第一限位部60和第二限位部61之间的距离可略大于齿轮211的宽度，以使齿轮211和齿条210在运动时不会与第一限位部60及第二限位部61发生摩擦。

本公开实施方式的扭转试验装置还可包括螺纹连接件7，该螺纹连接件7用来连接活塞杆201和齿条210，以将活塞杆201的运动通过螺纹连接件7传递到齿条210。

举例而言，该螺纹连接件7可以为两个设有螺纹孔的法兰盘，一个法兰盘与活塞杆201螺纹连接，另一个法兰盘与齿条210螺纹连接，再将两个法兰盘用螺栓等方式固定连接，即可实现活塞杆201和齿条210的连接。当然，该螺纹连接件7也可以为联轴器等，能够实现活塞杆201和齿条210的连接即可，此处不作特殊限定。

本公开实施方式的扭转试验装置还可包括固定组件8，该固定组件8用来实现转动轴3、传感器5及待测试件100的连接。

举例而言，该固定组件8可包括相对设置的第一固定部80和第二固定部81，其中：第一固定部80可与转动轴3靠近第一固定座4的一端连接；第二固定部81能够与待测试件100的一端连接；传感器5固定在第一固定部80和第二固定部81之间，即可实现转动轴3、传感器5及待测试件100的连接。

具体而言，第一固定部80可以为两个用螺栓等方式固定连接的法兰盘，一个法兰盘与转动轴3连接，另一个法兰盘与传感器5连接，即可实现转动轴3和传感器5的连接。第二固定部81也可以为两个用螺栓等方式固定连接的法兰盘，一个法兰盘与传感器5连接，另一个法兰盘与待测试件100连接，即可实传感器5和待测试件100的连接。

转动轴3、第一固定部80、传感器5及第二固定部81的固定方式可以为花键连接，当然，也可以为螺纹连接，此处不作特殊限定。

本公开实施方式的扭转试验装置还可包括计算机终端，该计算机终端可与传感器5连接，用于记录并处理传感器5测量到的待测试件100的扭转参数，并基于扭转数据得到待测试件100的材料的扭转性能。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (10)

1.一种扭转试验装置，用于对待测试件进行扭转试验，其特征在于，所述扭转试验装置包括：

液压驱动组件，能够固定于一基台；

转动轴，与所述液压驱动组件相连接，所述液压驱动组件用于驱动所述转动轴转动；所述转动轴能够与所述待测试件的一端固定；

第一固定座，能够固定于所述基台，所述第一固定座能够与所述待测试件的另一端固定；

传感器，设于所述转动轴，在所述转动轴带动所述待测试件扭转时，所述传感器用于测量所述待测试件的扭转参数。

2.根据权利要求1所述的扭转试验装置，其特征在于，所述液压驱动组件包括：

液压驱动缸，包括能够固定在所述基台上的缸体及设于所述缸体的活塞杆；

传动结构，包括互相啮合的齿条与齿轮，所述齿条与所述活塞杆连接，所述齿轮与所述转动轴连接。

3.根据权利要求2所述的扭转试验装置，其特征在于，所述齿条位于所述齿轮靠近所述基台的一侧。

4.根据权利要求2所述的扭转试验装置，其特征在于，所述齿条的宽度和所述齿轮的宽度相等。

5.根据权利要求2所述的扭转试验装置，其特征在于，所述扭转试验装置还包括：

第二固定座，能够固定于所述基台，所述第二固定座包括间隔设置的第一限位部和第二限位部，且所述齿轮设置于第一限位部和第二限位部之间。

6.根据权利要求2所述的扭转试验装置，其特征在于，所述扭转试验装置还包括：

螺纹连接件，所述螺纹连接件的一端与所述活塞杆螺纹连接，另一端与所述齿条螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的扭转试验装置，其特征在于，所述传感器位于所述转动轴靠近所述第一固定座的一端。

8.根据权利要求1所述的扭转试验装置，其特征在于，所述扭转试验装置还包括：

固定组件，包括相对设置的第一固定部和第二固定部，所述传感器固定在所述第一固定部和所述第二固定部之间，且所述第一固定部与所述转动轴靠近所述第一固定座的一端连接，所述第二固定部能够与所述待测试件的一端连接。

9.根据权利要求8所述的扭转试验装置，其特征在于，所述转动轴、所述第一固定部、所述传感器及所述第二固定部的固定方式均为花键连接。

10.根据权利要求1所述的扭转试验装置，其特征在于，所述第一固定座设有用于固定所述待测试件的花键槽。