CN110987625A - 一种超静音电液伺服万能试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超静音电液伺服万能试验机，属于力学试验设备领域，其包括主机结构、测量系统和电液伺服系统，所述主机结构包括底座和竖直滑动连接于底座的呈竖直设置的矩形测试框架，所述测试框架的上端固定连接有上夹具，所述底座固定连接有驱动测试框架竖直滑移的液压缸，所述底座连接有活动横梁，所述活动横梁位于测试框架内，所述活动横梁固定连接有下夹具，所述上夹具和下夹具朝向相向方向，所述测量系统包括检测测试框架与底座之间距离的位移传感器，所述电液伺服系统为液压缸提供液压动力。本发明具有降低生产成本的效果。

Description

一种超静音电液伺服万能试验机

技术领域

本发明涉及力学试验设备技术领域，更具体地说，它涉及一种超静音电液伺服万能试验机。

背景技术

万能试验机，集拉伸、弯曲、压缩、剪切、环刚度等功能于一体的材料试验机，主要用于金属、非金属材料力学性能试验，是工矿企业、科研单位、大专院校、工程质量监督站等部门的理想检测设备。

目前，公开号为CN206583715U的中国发明专利公开了一种微机控制电液伺服万能试验机，包括底座，底座固定连接有丝杠，丝杠上端固定连接有固定横梁，丝杠螺纹连接有活动横梁，底座和活动横梁均固定连接有夹持待测金属线材的夹持端，所述活动横梁固定连接有液压缸，所述液压缸的活塞杆朝上并且固定连接有下压块，所述固定横梁固定连接有上压块。需要施加拉力时，将试样两端被夹持端夹持，转动丝杠带动活动横梁向下移动，对工件时间拉伸。需要施加压力时，将试样放置于下压块上，然后利用液压缸对试样进行挤压。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在压力测试中经常需要测试物体受到的拉力和其形变量之间的关系曲线，所以需要利用位移传感器检测活动横梁的位移量和液压缸的伸缩量，所以上述至少需要两个位移传感器，而高精度的位移传感器价格很高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种超静音电液伺服万能试验机，达到降低生产成本的目的。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种超静音电液伺服万能试验机，包括主机结构、测量系统和电液伺服系统，所述主机结构包括底座和竖直滑动连接于底座的呈竖直设置的矩形测试框架，所述测试框架的上端固定连接有上夹具，所述底座固定连接有驱动测试框架竖直滑移的液压缸，所述底座连接有活动横梁，所述活动横梁位于测试框架内，所述活动横梁固定连接有下夹具，所述上夹具和下夹具朝向相向方向，所述测量系统包括检测测试框架与底座之间距离的位移传感器，所述电液伺服系统为液压缸提供液压动力。

通过采用上述技术方案，对试样施加拉力时，将试样两端分别固定连接于下夹具和下夹具，然后利用液压缸推动测试框架相对于活动横梁向上移动；对试样施加压力时，将试样放置于活动横梁的下端，然后利用液压缸推动测试框架相对于活动横梁向上移动；测试压力和拉力均利用液压缸推动测试框架向上移动，只需检测测试框架与底座之间距离，所以只需一个位移传感器便可以检测工件拉伸和压缩的形变量，从而降低了生产成本。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述测试框架包括下横梁、固定连接于下横梁的导向杆和固定连接于导向杆上端的上横梁，所述导向杆呈竖直设置并且至少有两个。

通过采用上述技术方案，利用导向杆增加测试框架连接结构的稳定性，并且减小了占地体积。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述下横梁固定连接有垫块，所述活动横梁的下端面固定连接有垫块。

通过采用上述技术方案，利用垫块保护活动横梁和下横梁，避免测试时活动横梁和下横梁损坏。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底座包括座体和竖直转动连接于座体的丝杠，所述活动横梁与丝杠螺纹连接，所述座体固定连接有驱动丝杠转动的驱动电机。

通过采用上述技术方案，驱动电机带动丝杠转动，丝杠转动控制活动横梁的升降，从而调接活动横梁和下横梁之间以及活动横梁和上横梁之间的距离，从而可以使用不同长度的工件进行拉力和压力试验。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述丝杠有两个，两个所述丝杠包括同轴一体成型的螺纹段和光杆段，所述光杆段有两个并且分别位于丝杠两端，一所述光杆段固定连接于座体，另一所述光杆段滑动连接于上横梁，所述下横梁套设于光杆段并且两者滑移连接。

通过采用上述技术方案，上横梁和下横梁滑动连接于丝杠的光杆段，使测试框架和底座滑移结构更加稳定。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述光杆段同轴固定连接于从动链轮，所述驱动电机为减速电机，所述驱动电机的主轴同轴固定连接有主动链轮，所述主动链轮通过设置传动链同时带动两个从动链轮转动。

通过采用上述技术方案，驱动电机通过链传动带动丝杠转动，因为链传动稳定性较高，确保转动过程中两个丝杠等速转动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述测量系统包括固定连接于下横梁的下端面的应变片式传感器，所述液压缸的缸体固定连接于座体，所述液压缸的活塞杆抵触于应变片式传感器。

通过采用上述技术方案，测试压力和拉力均利用液压缸推动测试框架向上移动，所以可以利用应变片式传感器检测试验可以检测压力和拉力。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电液伺服系统包括油箱，所述油箱固定连接有伺服泵，所述伺服泵的出口连通有两位四通电磁阀，所述两位四通电磁阀控制液压缸，所述伺服泵电连接有控制模块，所述控制模块于位移传感器电连接，所述控制模块接受位移传感器检测信号与设定值进行比较，然后控制模块输出信号控制伺服泵启停。

通过采用上述技术方案，伺服泵将压力通过两位四通电磁阀将液压油输送至液压缸处，然后通过两位四通阀控制液压缸的升降，利用伺服泵控制输出的油量，从而精切的控制液压缸的伸缩量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述控制模块包括：基准电压电路，用于输出基准电压；比较器，其同相输入端耦接于位移传感器用于接收检测信号，其反相输入端耦接于基准电压电路以接收基准电压，输出端耦接于伺服泵。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

其一，矩形测试框架滑动连接于底座上，而活动横梁位于测试框架中间位置，测试框架的上端固定连接有上夹具，活动横梁固定连接有下夹具，测试压力和拉力均利用液压缸推动测试框架向上移动，只需检测测试框架与底座之间距离，所以只需一个位移传感器便可以检测工件拉伸和压缩的形变量。

其二，底座包括座体和竖直固定连接于座体的丝杠，所述活动横梁与丝杠螺纹连接，所述座体固定连接有驱动丝杠转动的驱动电机，驱动电机带动丝杠转动，丝杠转动控制活动横梁的升降，从而调接活动横梁和下横梁之间以及活动横梁和上横梁之间的距离，从而可以使用不同长度的工件进行拉力和压力试验。

其三，所述测量系统包括固定连接于下横梁的下端面的应变片式传感器，所述液压缸的缸体固定连接于座体，所述液压缸的活塞杆抵触于应变片式传感器，测试压力和拉力均利用液压缸推动测试框架向上移动，所以可以利用应变片式传感器检测试验可以检测压力和拉力。

附图说明

图1为本实施例的立体图；

图2为本实施例用于展示主机结构的结构示意图；

图3为本实施例用于展示测量系统的结构示意图；

图4为本实施例用于展示电液伺服系统的示意图；

图5为本实施例用于展示控制模块的示意图。

附图标记： 100、主机结构；110、底座；111、座体；112、丝杠；113、螺纹段；114、光杆段；115、液压缸；116、活动横梁；117、下夹具；120、测试框架；121、下横梁；122、导向杆；123、上横梁；124、上夹具；125、垫块；130、驱动电机；131、从动链轮；132、主动链轮；133、传动链；200、测量系统；201、位移传感器；202、应变片式传感器；300、电液伺服系统；301、油箱；302、伺服泵；304、两位四通电磁阀；305、控制模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：如图1所示，为本发明公开的一种超静音电液伺服万能试验机，包括主机结构100、测量系统200和电液伺服系统300。主机结构100用于对试验施加拉力或者压力，电液伺服系统300用于为主机结构100提供动力，测量系统200用于检测试样受到的拉力、压力和试样的形变量。

如图2所示，主机结构100包括底座110，底座110竖直滑动连接有矩形测试框架120。测试框架120包括下横梁121，下横梁121固定连接有四个竖直导向杆122，导向杆122上端固定连接有上横梁123。

如图2所示，底座110包括座体111，底座110竖直转动连接有两个丝杠112。丝杠112包括同轴一体成型的螺纹段113和光杆段114，光杆段114有两个并且分别位于丝杠112两端，一光杆段114固定连接于座体111，另一光杆段114滑动连接于上横梁123。下横梁121套设于光杆段114并且两者滑移连接，上横梁123与位于上端的光杆段114滑移连接，从而使测试框架120竖直滑动连接于丝杠112。丝杠112的螺纹段113螺纹连接有活动横梁116，并且活动横梁116位于下横梁121和上横梁123之间。

如图2和图3所示，座体111固定连接有驱动测试框架120竖直滑移的液压缸115。液压缸115的缸体固定连接于座体111上，其活塞杆竖直朝上。上横梁123下端面固定连接有上夹具124，活动横梁116上端面固定连接有下夹具117，上夹具124朝下而下夹具117朝上。对试样施加拉力时，将试样两端分别固定连接于下夹具117和下夹具117，然后利用液压缸115推动测试框架120相对于活动横梁116向上移动。对试样施加压力时，将试样放置于活动横梁116的下端，然后利用液压缸115推动测试框架120相对于活动横梁116向上移动。为了减小做压力试验时，试样损坏活动横梁116和下横梁121，在活动横梁116的下端面和下横梁121的上端面均固定连接有圆形的垫块125。

如图2和图3所示，丝杠112靠下一端的光杆段114同轴固定连接于从动链轮131，座体111固定连接有驱动电机130，驱动电机130优选减速电机。驱动电机130的主轴同轴固定连接有主动链轮132，主动链轮132通过设置传动链133同时带动两个从动链轮131转动，传动链133为静音链。驱动电机130通过链传动带动丝杠112转动，丝杠112转动控制活动横梁116的升降，从而调接活动横梁116和下横梁121之间以及活动横梁116和上横梁123之间的距离，从而可以使用不同长度的工件进行拉力和压力试验。

如图3所示，测量系统200包括用于检测试样形变量的位移传感器201和检测试样压力的应变片式传感器202。位移传感器201优选拉绳光电编码器，拉绳光电编码器的壳体固定连接于座体111，拉绳光电编码器的拉绳固定连接于下横梁121。测试压力和拉力均利用液压缸115推动测试框架120向上移动，只需检测测试框架120与底座110之间距离，所以只需一个位移位移传感器201可以检测工件拉伸和压缩的形变量。

如图3所示，应变片式传感器202固定连接于下横梁121的下端面，液压缸115的活塞杆抵触于应变片式传感器202。测试压力和拉力时，测试框架120均向上移动，所以可以利用应变片式传感器202检测试验可以检测压力和拉力。

如图4所示，电液伺服系统300包括油箱301，油箱301固定连接有伺服泵302，伺服泵302的通过两位四通电磁阀304连通到液压缸115。伺服泵302进油口和油箱301的底部连通，其出油口与两位四通电磁阀304的进油口连通。两位四通电磁阀304的两个出油口分别与液压缸115的两个油腔连通，两位四通电磁阀304的排油口回连于油箱301。

如图5所示，伺服泵302电连接有控制模块305，控制模块305与位移传感器201电连接。控制模块305接受位移传感器201检测信号与设定值进行比较，然后控制模块305输出信号控制伺服泵302工作。

如图5所示，控制模块305包括基准电压电路和比较器。基准电压电路用于输出基准电压。比较器同相输入端耦接与距离传感器用于接收检测信号，其反相输入端耦接于基准电压电路以接收基准电压，输出端耦接于伺服泵302。

如图5所示，基准电压电路包括电阻R1、R2，电阻R1的一端连接于电源电压，另一端连接于电阻R2的一端和比较器的反向输入端，电阻R2的另一端接地。分压电路作为基准电压电路生成一基准电压，通过调整电阻R1、R2的比值可调整基准电压的值，即座体111和下横梁121之间的距离由基准电压决定。

本实施例的具体工作原理是：对试样施加拉力时，利用驱动电机130驱动丝杠112转动，从而使活动横梁116竖直滑移，调节活动横梁116和上横梁123之间的间距。将试样两端分别固定连接于下夹具117和下夹具117，然后利用液压缸115推动测试框架120相对于活动横梁116向上移动。对试样施加压力时，将试样放置于活动横梁116的下端，利用驱动电机130驱动丝杠112转动，从而使活动横梁116竖直滑移，调节活动横梁116和下横梁121之间的间距，然后利用液压缸115推动测试框架120相对于活动横梁116向上移动。测试压力和拉力均利用液压缸115推动测试框架120向上移动，只需检测测试框架120与底座110之间距离，所以只需一个位移传感器201便可以检测工件拉伸和压缩的形变量。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种超静音电液伺服万能试验机，包括主机结构（100）、测量系统（200）和电液伺服系统（300），其特征在于：所述主机结构（100）包括底座（110）和竖直滑动连接于底座（110）的呈竖直设置的矩形测试框架（120），所述测试框架（120）的上端固定连接有上夹具（124），所述底座（110）固定连接有驱动测试框架（120）竖直滑移的液压缸（115），所述底座（110）连接有活动横梁（116），所述活动横梁（116）位于测试框架（120）内，所述活动横梁（116）固定连接有下夹具（117），所述上夹具（124）和下夹具（117）朝向相向方向，所述测量系统（200）包括检测测试框架（120）与底座（110）之间距离的位移传感器（201），所述电液伺服系统（300）为液压缸（115）提供液压动力。

2.根据权利要求1所述的一种超静音电液伺服万能试验机，其特征在于：所述测试框架（120）包括下横梁（121）、固定连接于下横梁（121）的导向杆（122）和固定连接于导向杆（122）上端的上横梁（123），所述导向杆（122）呈竖直设置并且至少有两个。

3.根据权利要求2所述的一种超静音电液伺服万能试验机，其特征在于：所述下横梁（121）固定连接有垫块（125），所述活动横梁（116）的下端面固定连接有垫块（125）。

4.根据权利要求3所述的一种超静音电液伺服万能试验机，其特征在于：所述底座（110）包括座体（111）和竖直转动连接于座体（111）的丝杠（112），所述活动横梁（116）与丝杠（112）螺纹连接，所述座体（111）固定连接有驱动丝杠（112）转动的驱动电机（130）。

5.根据权利要求4所述的一种超静音电液伺服万能试验机，其特征在于：所述丝杠（112）有两个，两个所述丝杠（112）包括同轴一体成型的螺纹段（113）和光杆段（114），所述光杆段（114）有两个并且分别位于丝杠（112）两端，一所述光杆段（114）固定连接于座体（111），另一所述光杆段（114）滑动连接于上横梁（123），所述下横梁（121）套设于光杆段（114）并且两者滑移连接。

6.根据权利要求5所述的一种超静音电液伺服万能试验机，其特征在于：所述光杆段（114）同轴固定连接于从动链轮（131），所述驱动电机（130）为减速电机，所述驱动电机（130）的主轴同轴固定连接有主动链轮（132），所述主动链轮（132）通过设置传动链（133）同时带动两个从动链轮（131）转动。

7.根据权利要求6所述的一种超静音电液伺服万能试验机，其特征在于：所述测量系统（200）包括固定连接于下横梁（121）的下端面的应变片式传感器（202），所述液压缸（115）的缸体固定连接于座体（111），所述液压缸（115）的活塞杆抵触于应变片式传感器（202）。

8.根据权利要求7所述的一种超静音电液伺服万能试验机，其特征在于：所述电液伺服系统（300）包括油箱（301），所述油箱（301）固定连接有伺服泵（302），所述伺服泵（302）的出口连通有两位四通电磁阀（304），所述两位四通电磁阀（304）控制液压缸（115），所述伺服泵（302）电连接有控制模块（305），所述控制模块（305）于位移传感器（201）电连接，所述控制模块（305）接受位移传感器（201）检测信号与设定值进行比较，然后控制模块（305）输出信号控制伺服泵（302）启停。

9.根据权利要求8所述的一种超静音电液伺服万能试验机，其特征在于：所述控制模块（305）包括：基准电压电路，用于输出基准电压；比较器，其同相输入端耦接于位移传感器（201）用于接收检测信号，其反相输入端耦接于基准电压电路以接收基准电压，输出端耦接于伺服泵（302）。

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