CN111307594B - 一种板栅机械性能测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种板栅机械性能测试装置及测试方法，属于检测机构领域，解决了现有技术中板栅机械性能难以检测的问题。本发明通过在支撑平台上安装固定块、滑杆和滑轮，滑动块套设于滑杆，并可沿其滑动，一对板栅夹持器分别固定在固定块和滑动块上，板栅夹持器为旋转开合结构，开有与板栅相配合的凹槽，将板栅完全抱住，板栅夹持器可用两个扣锁进行锁紧，钢丝绳通过滑轮连接滑动块和重物，对滑动块施加拉力，进而对板栅施加应力。本发明实现了对板栅结构机械性能的准确检测。

Description

一种板栅机械性能测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及检测机构技术领域，尤其涉及一种板栅机械性能测试装置及测试方法。

背景技术

铅酸蓄电池因其价格低廉、所用材料易得、大电流放电性能良好且回收率高等优点，而广泛应用于电动自行车等领域。板栅在铅酸蓄电池中的主要作用是支撑活性物质和传导电流，若在电池工作过程中板栅出现大变形或筋条断裂等问题，会对电池性能产生直接影响，因此板栅的机械性能非常重要。现今板栅机械性能方面的测试都是材料级别的，并没有直接对板栅结构进行直接测试的方法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种板栅机械性能测试装置及测试方法，用以解决现有技术仅能检测板栅的材料性能，板栅结构机械性能难以检测的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种板栅机械性能测试装置，包括：固定块、滑动块和加载装置；固定块和滑动块分别用于连接板栅的两端，且滑动块能够相对于固定块滑移；加载装置用于对滑动块施加驱动力。

进一步地，还包括板栅夹持器，板栅夹持器包括：第一夹持器和第二夹持器；第一夹持器和第二夹持器结构相同，且分别用于夹紧固定板栅的两端。

进一步地，第一夹持器固定安装在固定块上，第二夹持器固定安装在滑动块上。

进一步地，第一夹持器包括：第一压板和第二压板，且第一压板和第二压板转动连接。

第一压板上设置第一凹槽，第二压板上设置第二凹槽，板栅安装在第一凹槽和第二凹槽之间。

进一步地，第一夹持器还包括锁扣结构。锁扣结构用于锁紧固定第一压板和第二压板。

锁扣结构包括：锁定柱和扣件；锁定柱设置在第一压板上，扣件设置在第二压板上且能够相对于第二压板旋转，通过旋转扣件能够锁定锁定柱。

进一步地，还包括支撑平台，固定块固定安装在支撑平台；支撑平台上固定安装滑杆，滑动块套设在滑杆上且能够相对滑动。

进一步地，滑杆通过滑杆安装座固定安装在支撑平台上。

进一步地，加载装置包括：钢丝绳和重物；钢丝绳连接滑动块与重物，且重物用于提供滑动块滑移的驱动力。

进一步地，支撑平台水平设置，且支撑平台上设置滑轮；钢丝绳绕在滑轮上，且重物通过滑轮悬挂设置。

一种板栅机械性能测试方法，采用上述的板栅机械性能测试装置，具体步骤包括：

步骤S1：将板栅安装在固定块和滑动块之间，测量板栅的尺寸；

步骤S2：通过加载装置对滑动块施加载荷；

步骤S3：再次测量板栅的尺寸，分析不同载荷状态下板栅的结构性能。

本发明至少具有如下有益效果之一：

1.本发明提供一种板栅机械性能测试装置及测试方法，能够实现在不同温度环境下直接对板栅的机械性能进行测试，得出板栅在不同温度、承载条件下的形状、尺寸变化，简单快速地找到板栅的薄弱部分，验证板栅结构是否存在问题，并为板栅结构优化提供依据。

2.本发明提供板栅夹持器对板栅进行夹紧固定，板栅夹持器上设置锁扣结构用于实现板栅夹持器的第一压板和第二压板的夹紧，进一步实现对板栅的固定，保证测试过程中板栅不会脱离板栅夹持器，进一步，确保测试过程的稳定性。

3.本发明的板栅机械性能测试方法通过改变板栅的受力状态、测试时间和测试环境，进行多次实验，记录实验数据，得到板栅在不同载荷、不同环境温度以及不同载荷加载时间下的机械性能的变化。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的板栅机械性能测试装置；

图2为板栅夹持器结构示意图一；

图3为板栅夹持器结构示意图二。

附图标记：

1-支撑平台；2-固定快；3-板栅夹持器；4-板栅；5-滑杆；6-滑动块；7-钢丝绳；8-滑轮；9-重物；11-滑杆安装座；12-滑轮安装座；31-第一夹持器；32-第二夹持器；33-板栅固定夹具；301-第一压板；302-第二压板；303-第一凹槽；304-第二凹槽；305-锁定柱；306-扣件。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

本发明的一个具体实施例，公开了一种板栅机械性能测试装置，如图1-3所示，包括：支撑平台1、固定快2、板栅夹持器3、滑杆5和滑动块6；其中，板栅夹持器3设置在板栅4的两侧，用于实现对板栅4的夹持。具体地，板栅夹持器3包括：第一夹持器31和第二夹持器32，第一夹持器31和第二夹持器32的结构相同，分别用来夹持在板栅4的两侧。

具体地，固定快2通过焊接或螺栓固定连接在支撑平台1上，固定快2上固定安装第一夹持器31，通过第一夹持器31将板栅4的一侧夹紧固定。

具体地，支撑平台1上还设置有滑杆5，滑杆5上套设滑动块6，滑动块6能够在滑杆5上滑移，及滑动块6能够相对于固定块2移动。固定快2上固定安装第一夹持器31，滑动块6上固定安装第二夹持器32，因此，通过滑动块6相对于固定块2的滑移，实现第二夹持器32相对于第一夹持器31的滑移。

进一步地，为了保证滑动块6的平稳滑移，避免滑动块6发生偏转运动(转动)，滑杆5设置至少两个，且两个滑杆5相互平行，使滑动块6能够在支撑平台1上水平滑动。

进一步地，滑杆5通过滑杆安装座11固定安装在支撑平台1上。本实施例中，如图1所示，滑杆5有两个，滑杆安装座11有四个，滑杆5的两端通过滑杆安装座11固定安装在支撑平台1上，且高出支撑平台，为滑动块6的安装提供空间。

滑动块6移动时，第二夹持器32相对第一夹持器31移动，对板栅4进行拉伸，通过调整施加在滑动块6上的作用力(拉力)，观测板栅4在不同大小拉力作用下的结构状态，对板栅4的机械性能进行检测。

板栅夹持器3如图2所示，具体结构为：

由于，第一夹持器31和第二夹持器32结构相同，以第一夹持器31为例介绍板栅夹持器3的结构。

具体地，第一夹持器31包括：第一压板301、第二压板302和锁扣结构；

其中，第一压板301和第二压板302转动连接(铰接)，通过转动第一压板301使其与第二压板302扣合，板栅4通过第一压板301和第二压板302压紧固定。

具体地，第一压板301上设置多个第一凹槽303，第二压板302上设置多个第二凹槽304，第一凹槽303和第二凹槽304的位置上下相对。且第一凹槽303和第二凹槽304的位置和形状与板栅4的结构相对应，使板栅4卡入第一凹槽303和第二凹槽304中，第一凹槽303和第二凹槽304将板栅4完全包住，并通过压紧第一压板301和第二压板302实现对板栅4的夹紧固定。

第一凹槽303、第二凹槽304直接设置在第一压板301或第二压板302的主体结构上。

或者，第一凹槽303、第二凹槽304设置在板栅固定夹具33上，板栅固定夹具33有两部分，分别与第一夹持器31的第一压板301或第二压板302采用螺纹紧固件进行固定连接，如图3所示。可根据测试板栅4的形状更换为对应型号的板栅固定夹具33，以适用于不同尺寸的板栅4的夹紧固定。

本实施例中，优先选用第一凹槽303、第二凹槽304设置在板栅固定夹具33的设计，使用时，为适应不同尺寸的板栅4的结构，实现对板栅4的夹紧固定，仅需要拧下螺栓，更换对应尺寸的板栅固定夹具33即可，无需更换夹持器。

锁扣结构包括：锁定柱305和扣件306，其中锁定柱305和扣件306分别设置在第一压板301和第二压板302上，通过扣件306限制锁定柱305的移动实现第一压板301和第二压板302之间的相互压紧。

具体地，锁定柱305为设置在第一压板301的两端侧面的柱状结构。

具体地，扣件306为设置在第二压板302的两端侧面的可转动的弧形结构，具有弧形凹槽。如图2所示，扣件306顺时针转动的过程中，锁定柱305逐渐滑入扣件306的凹槽中，并通过扣件306和锁定柱305之间的逐渐扣合，实现对第一压板301和第二压板302的相互压紧，进一步，第一夹持器31(板栅夹持器3)将板栅4夹紧固定。

本实施例设置“加载装置”：

为了实现对板栅4施加作用力，检测板栅4结构的机械性能，支撑平台1上设置加载装置，加载装置用于对板栅4施加载荷。

加载装置包括：钢丝绳7、滑轮8和重物9。

其中，滑轮8通过滑轮安装座12固定安装在支撑平台1上，钢丝绳7的两端分别连接滑动块6和重物9，钢丝绳7绕过滑轮8，如图1所示。

滑动块6在重物9的作用下，有远离固定快2移动的趋势。通过更换不同重量的重物9，实现对板栅4不同载荷的加载。

由于板栅4的限制滑动块6不能发生位移时，认为板栅4不发生形变。逐步增加重物的重量，板栅4发拉伸变形或断裂，记录板栅4发生变形或断裂时的重物9的重量，即可得知板栅4在不同载荷作用下的结构状态，实现对板栅4机械性能的测定。

或者，加载装置包括：驱动电机和弹簧测力计；

驱动电机安装在支撑平台1上，且位于滑动块6的右侧(图1所示方向)，并且，在驱动电机和滑动块6之间连接弹簧测力计。滑动块6通过驱动电机带动向右滑移或具有向右滑移的趋势(即滑动块6远离固定块2的方向)。通过读取弹簧测力计读数即可得知驱动电机施加在滑动块6上的作用力的大小，即可得知板栅4承受拉力载荷的大小。

也就是说，通过驱动电机施加使滑动块6滑移的作用力，观察测力计读数和板栅4的状态，可以得知板栅4的机械性能，得到使板栅4发生变形或断裂的载荷大小。

进一步地，在滑杆5上设置刻度，板栅4在加载装置施加的载荷作用下发生变形，通过读取滑动块6滑移量即可得知板栅4的变形量，进一步得知板栅4的变形量与载荷大小的关系。

进一步地，在滑动块6上设置光电测距器，通过测量滑动块6与固定块2之间的距离，即可得知第一夹持器31和第二加持器32的距离变化，进一步得知板栅4的变形量，准确测定板栅4机械性能与加载作用力之间的关系。

本实施例中，滑杆5和滑动块6通过滑杆安装座11和滑块安装座12在支撑平台1上的安装固定属于常规安装方式，在此不一一赘述。

本实施例中，根据板栅4的尺寸选择对应的板栅固定夹具33，并将板栅固定夹具33安装于板栅夹持器3上，板栅4配合装入板栅夹持器3后，用锁扣结构进行锁紧，测量板栅尺寸，然后将测试装置置于测试温度环境下30min，用钢丝绳7通过滑轮8将重物9和滑动块6相连，经过预定时间后观察板栅外形变化，并重新测量板栅尺寸，计算板栅变形率。重物9的重量可调，一般为板栅4对应方向边框和内筋截面积总和的20～50倍，具体数值依实际情况进行调整，板栅截面积单位为mm2，重物重量单位为N。

实施例二

本实施例提供一种板栅机械性能测试方法，采用实施例一的板栅机械性能测试装置，具体步骤包括：

步骤S1：将板栅4通过板栅夹持器3安装固定块2和滑动块6之间，测量板栅4的尺寸；

步骤S2：通过加载装置对滑动块6施加载荷；

步骤S3：再次测量板栅4的尺寸，分析不同载荷状态下板栅4的结构性能。

上述步骤S1中，板栅4的两侧分别被第一夹持器31和第二夹持器32夹紧固定；具体地，板栅4卡入第一压板301的第一凹槽303和第二压板302的第二凹槽304中并通过压紧第一压板301和第二压板302实现压紧固定。

板栅4配合装入板栅夹持器3后，用锁扣结构进行锁紧，锁紧时旋转扣件306使锁定住305卡入扣件306的凹槽中，限制第一压板301和第二压板302的相对转动。

测量板栅尺寸，然后将测试装置置于测试温度环境下30min。

步骤S2中，用钢丝绳7通过滑轮8将重物9和滑动块6相连，通过改变在滑动块6上连接重物9的重量，调整施加在板栅4上载荷的大小。

或者，通过驱动电机对弹簧测力计施加，进一步地拉动滑动块6向远离固定块2的方向移动(或具有运动趋势)。当驱动电机施加在弹簧测力计上的拉力小于板栅4发生变形的载荷时，弹簧测力计发生拉伸变形且显示载荷读数，滑动块6不发生移动(仅具有运动趋势)；当驱动电机施加在弹簧测力计上的拉力大于板栅4发生变形的载荷时，弹簧测力计发生拉伸变形且显示载荷读数，滑动块6相对于固定块2发生移动，板栅4发生变形且变形量等于滑动块6的位移量；当驱动电机施加在弹簧测力计上的拉力大于板栅4发生断裂的载荷时，弹簧测力计发生拉伸变形且显示载荷读数，板栅4断裂，滑动块6发生大幅度位移。

步骤S3中，经过预定时间后观察板栅4的外形变化，并重新测量板栅4的尺寸，计算板栅4的变形率。

改变板栅4的受力状态、测试时间和测试环境，进行多次实验，记录实验数据，得到板栅4在不同载荷、不同环境温度以及不同载荷加载时间下的机械性能的变化。

逐步增加对滑动块6的载荷，直至板栅4发生变形，记录载荷的大小。

逐步增加载荷，经过预定时间后观察板栅4的外形变化，记录板栅4的变形状态(板栅4的长度、宽度等)。

板栅4断裂时，记录板栅4的受力载荷的大小，即重物的重量或测力计读数。

进一步地，可直接将测试装置放置于温度箱中，用以测试板栅4在不同温度下的机械性能；通过调整重物9的重量，可实现多种应力加载条件。

与现有技术相比，本实施例提供的技术方案至少具有如下有益效果之一：

1.本发明的板栅机械性能测试装置及测试方法，将在支撑平台1上设置固定块2和滑动块6用于实现对板栅4的拉伸(应力加载)，通过板栅夹持器3将板栅4的左右两侧夹紧，第一夹持器31和第二夹持器32分别固定安装在固定块2和滑动块6上，通过滑动块6相对于固定块2位移，实现对板栅4的载荷施加以及板栅4在不同载荷条件下的变形情况。

2.本发明的板栅机械性能测试方法通过改变板栅4的受力状态、测试时间和测试环境，进行多次实验，记录实验数据，得到板栅4在不同载荷、不同环境温度以及不同载荷加载时间下的机械性能的变化。

3.本发明通过钢丝绳7连接重物9，钢丝绳7绕过滑轮8，重物9在重力作用下下移实现对滑动块6(板栅4)的载荷施加，或者通过电机拉动弹簧测力计对滑动块6(板栅4)施加拉力，能够测得板栅4在不同载荷拉力作用下的变形情况。

4.本发明通过检测板栅4在不同温度环境、不同应力载荷、不同作用时间的条件下的变形情况，测定板栅4的结构性能(机械性能)，为板栅4安装在铅酸电池上的使用状态提供可供参考的可靠依据，进而方便判断板栅4的使用状态，具有良好的应用前景。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种板栅机械性能测试装置，其特征在于，包括：固定块(2)、滑动块(6)和加载装置；所述固定块(2)和滑动块(6)用于连接板栅(4)的两端，且所述滑动块(6)能够相对于所述固定块(2)滑移；所述加载装置用于对所述滑动块(6)施加驱动力；

还包括板栅夹持器(3)，所述板栅夹持器(3)包括：第一夹持器(31)和第二夹持器(32)；所述第一夹持器(31)和第二夹持器(32)结构相同，且分别用于夹紧固定所述板栅(4)的两端；

所述第一夹持器(31)固定安装在所述固定块(2)上，所述第二夹持器(32)固定安装在所述滑动块(6)上；

所述第一夹持器(31)包括：第一压板(301)和第二压板(302)，且第一压板(301)和第二压板(302)转动连接；第一压板(301)上设置多个第一凹槽(303)，第二压板(302)上设置多个第二凹槽(304)，第一凹槽(303)和第二凹槽(304)的位置上下相对；且第一凹槽(303)和第二凹槽(304)的位置和形状与板栅(4)的结构相对应；板栅(4)卡入第一压板(301)的第一凹槽(303)和第二压板(302)的第二凹槽(304)中，第一凹槽(303)和第二凹槽(304)将板栅(4)完全包住，并通过压紧第一压板(301)和第二压板(302)实现压紧固定；

所述第一夹持器(31)还包括锁扣结构；锁扣结构包括：锁定柱(305)和扣件(306)，锁定柱(305)和扣件(306)分别设置在第一压板(301)和第二压板(302)上；锁定柱(305)为设置在第一压板(301)的两端侧面的柱状结构；

扣件(306)为设置在第二压板(302)的两端侧面的可转动的弧形结构，具有弧形凹槽；所述扣件(306)转动的过程中，锁定柱(305)逐渐滑入扣件(306)的凹槽中，通过扣件(306)和锁定柱(305)之间的扣合，实现对第一压板(301)和第二压板(302)的相互压紧。

2.根据权利要求1所述的板栅机械性能测试装置，其特征在于，还包括支撑平台(1)，所述固定块(2)固定安装在所述支撑平台(1)；所述支撑平台(1)上固定安装滑杆(5)，所述滑动块(6)套设在滑杆(5)上且能够相对滑动。

3.根据权利要求2所述的板栅机械性能测试装置，其特征在于，所述滑杆(5)通过滑杆安装座(11)固定安装在所述支撑平台(1)上。

4.根据权利要求3所述的板栅机械性能测试装置，其特征在于，所述加载装置包括：钢丝绳(7)和重物(9)；所述钢丝绳(7)连接所述滑动块(6)与重物(9)，且所述重物用于提供所述滑动块(6)滑移的驱动力。

5.根据权利要求4所述的板栅机械性能测试装置，其特征在于，所述支撑平台(1)水平设置，且所述支撑平台(1)上设置滑轮(8)；所述钢丝绳(7)绕在所述滑轮(8)上，且所述重物(9)通过所述滑轮(8)悬挂设置。

6.一种板栅机械性能测试方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的板栅机械性能测试装置，具体步骤包括：

步骤S1：将板栅(4)安装在固定块(2)和滑动块(6)之间，测量板栅(4)的尺寸；

步骤S2：通过加载装置对滑动块(6)施加载荷；

步骤S3：再次测量板栅(4)的尺寸，分析不同载荷状态下板栅(4)的结构性能。

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