CN113281150B - 一种测试材料受拉性能的快拆装置及其使用方法 - Google Patents

一种测试材料受拉性能的快拆装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种测试材料受拉性能的快拆装置,包括装置外壳,装置外壳相对侧面中部位置均开设通孔,装置外壳外壁一个通孔位置处固定连接中空结构的承接件,装置外壳内活动连接轴线与两个通孔连线方向相同的蜗轮,还包括蜗杆,蜗杆穿过装置外壳啮合蜗轮,蜗轮中部通过螺纹穿接丝杆,丝杆沿长度方向开设长槽,丝杆一端穿过装置外壳延伸至承接件内,另一端穿过装置外壳连接插销组件,装置外壳上连接限制丝杆转动的限位结构,插销组件连接滑动锁扣,滑动锁扣连接材料模具;利用蜗杆与蜗轮啮合作用,蜗杆将旋转运动传递给蜗轮,蜗轮将旋转运动传递给丝杆,由于套筒和平键块的作用丝杆可上下滑动,以实现对模具位置的微小调节。

Description

一种测试材料受拉性能的快拆装置及其使用方法
技术领域
本发明属于材料性能测试实验设备技术领域,具体涉及一种测试材料受拉性能的快拆装置,还涉及一种测试材料受拉性能的快拆装置的使用方法。
背景技术
材料力学性能的一般规律大多是建立在试验研究的基础上。如今材料的拉伸试验,是确定材料受拉能力非常简便和直接的方法。在材料受拉试验中,试件与夹具之间的应力集中和偏心受力对实验结果影响很大。现在普通的单向拉伸试验夹具,仅仅只固定试件的两端,这使得在进行单轴拉伸试验时,材料试件内部不完全为单向应力状态,试件受拉方向与几何轴心不一致,实际上是并非处于单纯的单向拉伸状态,而是处于偏心受拉状态。这样的试验测得的试验数据,很难真实地反映材料的力学性能,甚至造成试件端部破裂导致实验失败。
当使用MTS万能试验机测试材料受拉性能时,受拉材料模具两端需保证垂直固定在MTS万能试验机两端。因此在安装受拉材料模具的时候需要把握好竖直距离,必要时要进行调节,但由于MTS万能试验机自身调节距离功能所调节距离的阈值过大,不能准确保证材料模具两端竖直安装于MTS万能试验机上。且当材料质量较大时,将材料模具两端分别固定在MTS万能试验机上会非常不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试材料受拉性能的快拆装置,通过转动手柄实现对固定测试材料的模具位置微小调节。
本发明的另一目的是提供一种测试材料受拉性能的快拆装置的使用方法,能够对待测试材料进行竖直固定。
本发明所采用的技术方案是,一种测试材料受拉性能的快拆装置,包括装置外壳,装置外壳相对侧面中部位置均开设通孔,装置外壳外壁一个通孔位置处固定连接中空结构的承接件,装置外壳内活动连接轴线与两个通孔连线方向相同的蜗轮,还包括蜗杆,蜗杆穿过装置外壳啮合蜗轮,蜗轮中部通过螺纹穿接丝杆,丝杆沿长度方向开设长槽,丝杆一端穿过装置外壳延伸至承接件内,另一端穿过装置外壳连接插销组件,装置外壳上连接限制丝杆转动的限位结构,插销组件连接滑动锁扣,滑动锁扣连接材料模具。
本发明的特点还在于:
限位结构包括固定连接在装置外壳外壁另一个通孔位置处套筒,套筒固定连接朝向丝杆上长槽方向延伸的平键块,丝杆穿过套筒连接插销组件。
平键块配合连接在长槽内。
蜗轮底部固定连接主轴承内圈,主轴承外圈固定连接在装置外壳内壁。
蜗杆穿过装置外壳位置处固定连接侧轴承内壁,侧轴承外壁固定连接在装置外壳上。
承接件包括固定连接在装置外壳一个通孔位置处的中空长方体,中空长方体中部沿丝杆方向连接实心长方体。
蜗杆位于装置外壳外部的一端连接摇把。
插销组件包括固定连接在丝杆上的万向节,万向节活动端通过螺纹连接螺纹圆柱一端,螺纹圆柱另一端固定连接内圆筒,内圆筒通过螺钉连接滑动锁扣。
材料模具包括连接在滑动锁扣上的圆柱体,圆柱体连接口径较小且倒立设置的U形夹。
本发明所采用的另一技术方案是,一种测试材料受拉性能的快拆装置的使用方法,具体过程为:
步骤1、取两个测试材料受拉性能的快拆装置,将其中装置的承接件夹在MTS万能试验机万能实验机上部,将材料模具连接在滑动锁扣上,得到与MTS万能试验机上部实现竖直连接的材料模具;
步骤2、将另外一个装置的承接件夹在MTS万能试验机万能实验机下部,将材料模具连接在滑动锁扣上,得到与MTS万能试验机下部实现竖直连接的材料模具;
步骤3、利用MTS万能试验机自身调节竖直距离的功能,上升或下降MTS万能试验机上部,使上部的材料模具下端接近MTS万能试验机下部的材料模具;
步骤4、将待测试材料两端分别连接在上部和下部的材料模具内,手动转动上部的摇把,微调上部材料模具的竖直位置,使待测试材料竖直连接在MTS万能试验机的上部和下部之间,以便于进行待测试材料受拉性能的测试。
本发明有益效果是:
1)利用蜗杆与蜗轮啮合作用,蜗杆将旋转运动传递给蜗轮,蜗轮将旋转运动传递给丝杆,由于套筒和平键块的作用丝杆可上下滑动,因此材料模具可跟随上下滑动,从实现对模具位置的微小调节;
2)将测试材料直接卡在两个材料模具,能够实现测试材料的快速拆卸;
3)采用两个一种测试材料受拉性能的快拆装置将待测试材料连接在MTS万能试验机上部和下部,再使用MTS万能试验机自身调节距离的功能对模具位置进行粗调,使模具下端靠近MTS万能试验机下部连接段即可,然后转动摇把,对材料模具位置进行微调,使材料模具下端与MTS万能试验机下部连接段保持竖直连接,克服试件夹持的轴心对中问题;
4)该快拆装置底部插销组件与模具上端的插扣组合形成锁扣连接,相比以往将材料模具连接与MTS万能试验机上部的试验方法,采用该快拆装置更加简便,易于试验人员操作;
5)本发明是在MTS万能试验机上设计一种测试材料受拉性能的快拆装置,装置顶端可直接夹在MTS万能试验机上部,装置底端通过插销组件可与材料模具上部连接,相比以往试验方法,其安装简单快捷,且易于操作。
附图说明
图1是本发明一种测试材料受拉性能的快拆装置的结构图;
图2是本发明一种测试材料受拉性能的快拆装置内部结构示意图;
图3是本发明一种测试材料受拉性能的快拆装置另一角度结构示意图;
图4是本发明中材料模具的结构示意图。
图中,1.实心长方体,2.中空长方体,3.摇把,4.套筒,5.丝杆,6.蜗杆,7.装置外壳,8.平键块,9.插销组件,10.滑动锁扣,11.材料模具,12.蜗轮,13.主轴承,14.侧轴承。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种测试材料受拉性能的快拆装置,如图1、图2及图3所示,包括装置外壳7,装置外壳7相对侧面中部位置均开设通孔,装置外壳7外壁一个通孔位置处固定连接中空结构的承接件,轴承件能够连接MTS万能试验机,便于将测试材料和MTS万能试验机连接,装置外壳7内活动连接蜗轮12,蜗轮12轴线与两个通孔连线方向相同,能够使蜗轮12与蜗杆6同轴转动,还包括蜗杆6,蜗杆6穿过装置外壳7啮合蜗轮12,蜗轮12中部通过螺纹穿接丝杆5,能够使丝杆5随蜗轮12转动,丝杆5沿长度方向开设长槽,装置外壳7上连接限制丝杆5转动的限位结构,该限位结构能够限制丝杆5的移动方向,还能够防止丝杆5相对装置外壳7转动,丝杆5一端穿过装置外壳7延伸至承接件内,该端部自由,另一端穿过装置外壳7连接插销组件9,插销组件9连接滑动锁扣10,滑动锁扣10连接材料模具11,材料模具11内连接待测试材料。
限位结构包括固定连接在装置外壳7外壁另一个通孔位置处套筒4,套筒4半径稍大于丝杆5半径,且套筒4前侧设置螺纹孔,套筒4固定连接朝向丝杆5上长槽方向延伸的平键块8,丝杆5穿过套筒4连接插销组件9。
平键块8配合连接在长槽内,平键块8通过套筒4固定连接装置外壳7外壁上,当蜗轮12转动时,由于丝杆5的长槽内配合连接平键块8,使丝杆5沿固定方向移动,能够防止丝杆5相对装置外壳7转动。
蜗轮12底部固定连接主轴承13内圈,主轴承13外圈固定连接在装置外壳7内壁,能够使蜗轮12相对装置外壳7转动,且装置外壳7对蜗轮12起到支撑作用。
蜗杆6穿过装置外壳7位置处固定连接侧轴承14内壁,侧轴承14外壁固定连接在装置外壳7上,装置外壳7通过侧轴承14对蜗杆6起到支撑的作用,同时蜗杆6能够相对装置外壳7转动。
承接件包括固定连接在装置外壳7一个通孔位置处的中空长方体2,中空长方体2内有丝杆5的自由端,中空长方体2中部沿丝杆5方向连接实心长方体1。
蜗杆6位于装置外壳7外部的一端连接摇把3,转动摇把3能够带动蜗杆6转动。
插销组件9包括固定连接在丝杆5上的万向节,万向节活动端通过螺纹连接螺纹圆柱一端,螺纹圆柱另一端固定连接内圆筒,内圆筒通过螺钉连接滑动锁扣10,能够快速和滑动锁扣10连接以及拆卸,并且由于插销组件9含有万向节,能够适当弯曲,便于将两端的实心长方体1连接在MTS万能试验机的上部和下部之间,在丝杠5向上移动时,万向节能够伸直,使材料模具11与丝杆5在同一直线上。
材料模具11包括连接在滑动锁扣10上的圆柱体,圆柱体连接口径较小且倒立设置的U形夹,该U形夹的端口距离小于待测试材料的端部厚度,相应的,在测试时,待测试材料采用两端部厚度大,能够卡在U形夹的端口处,且该待测试材料中部厚度均匀的形状。
一种测试材料受拉性能的快拆装置的使用方法,具体过程为:
步骤1、取两个测试材料受拉性能的快拆装置,将其中装置的承接件夹在MTS万能试验机万能实验机上部,将材料模具11连接在滑动锁扣10上,得到与MTS万能试验机上部实现竖直连接的材料模具11;
步骤2、将另外一个装置的承接件夹在MTS万能试验机万能实验机下部,将材料模具11连接在滑动锁扣10上,得到与MTS万能试验机下部实现竖直连接的材料模具11;
步骤3、利用MTS万能试验机自身调节竖直距离的功能,上升或下降MTS万能试验机上部,使上部的材料模具11下端接近MTS万能试验机下部的材料模具11;
步骤4、将待测试材料两端分别连接在上部和下部的材料模具11内,手动转动上部的摇把3,微调上部材料模具11的竖直位置,使待测试材料竖直连接在MTS万能试验机的上部和下部之间,以便于进行待测试材料受拉性能的测试。
转动上部的摇把3,微调上部材料模具11的竖直位置,使待测试材料竖直连接在MTS万能试验机的上部和下部之间,判断待测试材料处于竖直状态的依据是:一、判断两个万向节是否处于伸直状态;二、在MTS万能试验机的上部和下部安装的压力传感器,根据该压力传感器能够判断MTS万能试验机的上部和下部与承接件之间的压力,进而判断使材料模具与MTS万能试验机上部和下部是否保持竖直连接,当处于竖直连接状态时,停止调节手柄3,通过MTS万能试验机调节待测试材料的受力,进一步完成待测试材料受拉性能测试。
通过上述方式,本发明一种测试材料受拉性能的快拆装置包括装置外壳、蜗轮、蜗杆、含有键槽的丝杆、套筒、平键块、插销组件、连接于材料模具上端的滑动锁扣和夹在MTS万能试验机上部的实心长方体。材料模具可通过插销组件和滑动锁扣实现与MTS万能试验机上部快速简易连接,同时利于丝杆传动原理微调材料模具竖直距离,完成材料模具下端与MTS万能试验机下部的连接,从而实现材料模具与试验设备的快速安装及避免试件在试验中处于偏心受拉状态。本发明还包含了通过使用该快拆装置测试材料受拉性能的试验方法,采用两个一种测试材料受拉性能的快拆装置将待测试材料连接在MTS万能试验机上部和下部,再使用MTS万能试验机自身调节距离的功能对模具位置进行粗调,使模具下端靠近MTS万能试验机下部连接段即可,然后转动摇把,对材料模具位置进行微调,使材料模具下端与MTS万能试验机下部连接段保持竖直连接,克服试件夹持的轴心对中问题。

Claims (2)

1.一种测试材料受拉性能的快拆装置,其特征在于,包括装置外壳(7),所述装置外壳(7)相对侧面中部位置均开设通孔,所述装置外壳(7)外壁一个通孔位置处固定连接中空结构的承接件,所述装置外壳(7)内活动连接轴线与两个通孔连线方向相同的蜗轮(12),还包括蜗杆(6),所述蜗杆(6)穿过装置外壳(7)啮合蜗轮(12),所述蜗轮(12)中部通过螺纹穿接丝杆(5),所述丝杆(5)沿长度方向开设长槽,所述装置外壳(7)上连接限制丝杆(5)转动的限位结构,所述丝杆(5)一端穿过装置外壳(7)延伸至承接件内,另一端穿过装置外壳(7)连接插销组件(9),所述插销组件(9)连接滑动锁扣(10),所述滑动锁扣(10)连接材料模具(11);
所述限位结构包括固定连接在装置外壳(7)外壁另一个通孔位置处套筒(4),所述套筒(4)固定连接朝向丝杆(5)上长槽方向延伸的平键块(8),所述丝杆(5)穿过套筒(4)连接插销组件(9);
所述平键块(8)配合连接在长槽内;
所述蜗轮(12)底部固定连接主轴承(13)内圈,所述主轴承(13)外圈固定连接在装置外壳(7)内壁;
所述蜗杆(6)穿过装置外壳(7)位置处固定连接侧轴承(14)内壁,所述侧轴承(14)外壁固定连接在装置外壳(7)上;
所述承接件包括固定连接在装置外壳(7)一个通孔位置处的中空长方体(2),所述中空长方体(2)中部沿丝杆(5)方向连接实心长方体(1);
所述蜗杆(6)位于装置外壳(7)外部的一端连接摇把(3);
所述插销组件(9)包括固定连接在丝杆(5)上的万向节,所述万向节活动端通过螺纹连接螺纹圆柱一端,所述螺纹圆柱另一端固定连接内圆筒,所述内圆筒通过螺钉连接滑动锁扣(10);
所述材料模具(11)包括连接在滑动锁扣(10)上的圆柱体,所述圆柱体连接口径较小且倒立设置的U形夹。
2.一种如权利要求1所述测试材料受拉性能的快拆装置的使用方法,其特征在于,具体过程为:
步骤1、取两个如权利要求1所述测试材料受拉性能的快拆装置,将其中装置的承接件夹在MTS万能试验机万能实验机上部,将材料模具(11)连接在滑动锁扣(10)上,得到与MTS万能试验机上部实现竖直连接的材料模具(11);
步骤2、将另外一个装置的承接件夹在MTS万能试验机万能实验机下部,将材料模具(11)连接在滑动锁扣(10)上,得到与MTS万能试验机下部实现竖直连接的材料模具(11);
步骤3、利用MTS万能试验机自身调节竖直距离的功能,上升或下降MTS万能试验机上部,使上部的材料模具(11)下端接近MTS万能试验机下部的材料模具(11);
步骤4、将待测试材料两端分别连接在上部和下部的材料模具(11)内,手动转动上部的摇把(3),微调上部材料模具(11)的竖直位置,使待测试材料竖直连接在MTS万能试验机的上部和下部之间,以便于进行待测试材料受拉性能的测试。
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