CN117347172B - 一种用于橡胶制品的材料强度测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于橡胶制品的材料强度测试装置，包括测试夹持机构、自动升降机构、感应式球形保持机构和测试反馈机构。本发明属于材料强度测试技术领域，具体是指一种用于橡胶制品的材料强度测试装置；为了使被测工件的高度和宽度相对应，本发明创造性地提出了升降控制组件和感应式球形保持机构，能够通过被测工件和接触式开关的接触感应被测工件的赤道直径，并且在宽度增大时自动拉伸被测工件的高度，从而保证高度和宽度的对应；并且在高度拉长的过程中，接触式开关的高度也会随之自动进行调节，保证接触式开关始终位于被测工件的中间位置附近。

Description

一种用于橡胶制品的材料强度测试装置

技术领域

本发明属于材料强度测试技术领域，具体是指一种用于橡胶制品的材料强度测试装置。

背景技术

橡胶材料因为具有良好的气密性、弹性、表面强度，常常被用作车辆轮胎、管道软接头等内部压力高但需要具备一定柔性的工况；特别是对于管道软接头来说，实际要求多种多样，但其中相对重要的一项便是工件能够承受的最大压力，对于绝大多数没有帘布层的橡胶材料来说，在内压升高后都会自然膨胀为球形，也就是说球形状态测得的极限压力，才是这种材料能承受的极限压力；基于这个思路，本发明提出了一种能够在测试过程中保持工件始终接近球体的强度测试装置。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于橡胶制品的材料强度测试装置，为了使被测工件的高度和宽度相对应，本发明创造性地提出了升降控制组件和感应式球形保持机构，能够通过被测工件和接触式开关的接触感应被测工件的赤道直径，并且在宽度增大时自动拉伸被测工件的高度，从而保证高度和宽度的对应；并且在高度拉长的过程中，接触式开关的高度也会随之自动进行调节，保证接触式开关始终位于被测工件的中间位置附近。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种用于橡胶制品的材料强度测试装置，包括测试夹持机构、自动升降机构、感应式球形保持机构和测试反馈机构，所述测试夹持机构设于自动升降机构中，所述感应式球形保持机构滑动设于自动升降机构上，感应式球形保持机构能够在感应到被测工件的膨胀之后，自动控制顶部活动夹持组件进行相应的升高，并且在升高顶部活动夹持组件的同时又驱使开关安装架朝向两侧扩张，从而保证被测工件在膨胀阶段直到破裂，均能呈现出一个近似标准的球形；所述测试反馈机构设于测试夹持机构中。

通过底部固定夹持组件和顶部活动夹持组件能够对被测工件的两端进行密封和夹持固定，从而使得被测工件的内部形成一个封闭腔室，并且由于底部夹持外圈和顶部夹持外圈的内圈边缘均存在圆弧形的设计，从而保证在被测工件膨胀成球形的时候，加持位置边缘的轮廓能够与整个球形的轮廓相接，不会出现突然的折弯和转角。

进一步地，所述测试夹持机构包括底部固定夹持组件、顶部活动夹持组件和被测工件，所述底部固定夹持组件与自动升降机构固接，所述顶部活动夹持组件滑动设于自动升降机构中，所述被测工件设于底部固定夹持组件和顶部活动夹持组件之间。

作为优选地，所述底部固定夹持组件包括底部密封套筒、底部夹持内圈和底部夹持外圈，所述底部夹持内圈卡合设于底部密封套筒上，所述底部夹持外圈卡合设于底部夹持内圈上，所述被测工件设于底部夹持内圈和底部夹持外圈之间。

作为本发明的进一步优选，所述顶部活动夹持组件包括顶部密封套筒、顶部夹持内圈和顶部夹持外圈，所述顶部夹持内圈卡合设于顶部密封套筒上，所述顶部夹持外圈卡合设于顶部夹持内圈上，所述被测工件设于顶部夹持内圈和顶部夹持外圈之间。

进一步地，所述自动升降机构包括主体支架组件和升降控制组件，所述升降控制组件滑动设于主体支架组件上，所述底部固定夹持组件与主体支架组件固接，所述顶部活动夹持组件与升降控制组件固接。

作为优选地，所述主体支架组件包括主体底板、主体框架和升降导向柱，所述主体框架由上框架部和下框架部组成，所述上框架部设于主体底板上，所述升降导向柱环形均布设于上框架部和下框架部之间，所述底部夹持外圈卡合设于下框架部中，所述顶部密封套筒滑动设于上框架部中。

作为本发明的进一步优选，所述升降控制组件包括主动升降框架、升降电机和传动丝杆，所述主动升降框架卡合滑动设于升降导向柱上，所述主动升降框架的中心位置设有中心套筒部，所述顶部夹持外圈卡合设于中心套筒部中并且跟随着主动升降框架一起升降，所述主动升降框架的两侧还设有传动螺母部，所述升降电机设于下框架部上，所述传动丝杆与升降电机的输出轴连接，所述传动丝杆和传动螺母部螺纹连接。

当升降电机收到信号时，会驱动传动丝杆旋转，当信号结束时则停止升降电机，由于主动升降框架和传动丝杆之间的螺纹传动，并且两组升降电机呈对称布置，因此在收到信号时两组升降电机共同旋转将主动升降框架举升。

进一步地，所述感应式球形保持机构包括对中保持组件、横向扩张组件和接触式感应组件，所述对中保持组件滑动设于升降导向柱上，所述横向扩张组件转动设于对中保持组件中，所述接触式感应组件设于横向扩张组件上。

作为优选地，所述对中保持组件包括滑动架和对抗弹簧，所述滑动架卡合滑动设于升降导向柱上，所述对抗弹簧分别设于滑动架的两端，所述对抗弹簧的其中一组设于滑动架和下框架部之间，所述对抗弹簧的另外一组设于滑动架和主动升降框架之间，所述滑动架上设有铰接套筒。

通过对中保持组件能够保证在主动升降框架升降运动的过程中，滑动架始终位于主动升降框架和下框架部的中间位置，进而保证接触式开关位于被测工件的中心赤道处；由于对抗弹簧的预压缩量较大，因此在对抗弹簧的对抗作用中，感应式球形保持机构自身的重量可以忽略；若实际生产时感应式球形保持机构的质量无法忽略，也可以通过增加下方的对抗弹簧的弹簧长度来补偿感应式球形保持机构的自身重力影响。

作为本发明的进一步优选，所述横向扩张组件包括双向丝杆、传动齿轮和中空式齿条，所述双向丝杆转动设于铰接套筒中，所述双向丝杆的两侧设有螺纹方向相反的螺纹，使得双向丝杆在旋转时接触式感应组件能够以相同的速度朝向相反的方向滑动，所述传动齿轮卡合设于双向丝杆的中间位置，所述中空式齿条与传动齿轮啮合，所述中空式齿条固接于升降电机的壳体上，所述中空式齿条上设有直径大于传动丝杆的齿条中心孔，传动丝杆在齿条中心孔中旋转时不与齿条中心孔接触。

当对中保持组件升降时，会带动着横向扩张组件一起升降，通过传动齿轮和中空式齿条的啮合作用，使得双向丝杆和传动齿轮在升降的同时旋转，由于双向丝杆的两侧螺纹方向不同，因此当双向丝杆旋转时，两侧的接触式感应组件同步朝向相反的方向滑动远离，并且通过螺纹设计能够保证开关安装架的滑动与主动升降框架的上升相对应，接触式开关始终靠近已经膨胀为球体的被测工件的赤道位置。

作为本发明的进一步优选，所述接触式感应组件包括开关安装架和接触式开关，所述开关安装架的两端设有横移螺母，所述横移螺母和双向丝杆螺纹连接，所述接触式开关设于开关安装架的中心位置，当被测工件与接触式开关接触时能够触发接触式开关。

进一步地，所述测试反馈机构包括供气管道、气压感应活塞和压力传感器，所述供气管道卡合设于顶部密封套筒的顶部，所述气压感应活塞设于底部密封套筒的底部，所述压力传感器设于气压感应活塞的下方。

通过压力传感器能够收集被测工件内部的压力数值，通过对数值的判断分析，一方面能够判断测试过程是否结束，另一方面还能够对测试结果进行可视化处理和分析，从而为自动呈现数值提供条件。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

（1）感应式球形保持机构能够在感应到被测工件的膨胀之后，自动控制顶部活动夹持组件进行相应的升高，并且在升高顶部活动夹持组件的同时又驱使开关安装架朝向两侧扩张，从而保证被测工件在膨胀阶段直到破裂，均能呈现出一个近似标准的球形。

（2）通过底部固定夹持组件和顶部活动夹持组件能够对被测工件的两端进行密封和夹持固定，从而使得被测工件的内部形成一个封闭腔室，并且由于底部夹持外圈和顶部夹持外圈的内圈边缘均存在圆弧形的设计，从而保证在被测工件膨胀成球形的时候，加持位置边缘的轮廓能够与整个球形的轮廓相接，不会出现突然的折弯和转角。

（3）当升降电机收到信号时，会驱动传动丝杆旋转，当信号结束时则停止升降电机，由于主动升降框架和传动丝杆之间的螺纹传动，并且两组升降电机呈对称布置，因此在收到信号时两组升降电机共同旋转将主动升降框架举升。

（4）通过对中保持组件能够保证在主动升降框架升降运动的过程中，滑动架始终位于主动升降框架和下框架部的中间位置，进而保证接触式开关位于被测工件的中心赤道处；由于对抗弹簧的预压缩量较大，因此在对抗弹簧的对抗作用中，感应式球形保持机构自身的重量可以忽略；若实际生产时感应式球形保持机构的质量无法忽略，也可以通过增加下方的对抗弹簧的弹簧长度来补偿感应式球形保持机构的自身重力影响。

（5）当对中保持组件升降时，会带动着横向扩张组件一起升降，通过传动齿轮和中空式齿条的啮合作用，使得双向丝杆和传动齿轮在升降的同时旋转，由于双向丝杆的两侧螺纹方向不同，因此当双向丝杆旋转时，两侧的接触式感应组件同步朝向相反的方向滑动远离，并且通过螺纹设计能够保证开关安装架的滑动与主动升降框架的上升相对应，接触式开关始终靠近已经膨胀为球体的被测工件的赤道位置。

（6）通过压力传感器能够收集被测工件内部的压力数值，通过对数值的判断分析，一方面能够判断测试过程是否结束，另一方面还能够对测试结果进行可视化处理和分析，从而为自动呈现数值提供条件。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于橡胶制品的材料强度测试装置的立体图一；

图2为本发明提出的一种用于橡胶制品的材料强度测试装置的立体图二；

图3为本发明提出的一种用于橡胶制品的材料强度测试装置的主视图；

图4为本发明提出的一种用于橡胶制品的材料强度测试装置的左视图；

图5为本发明提出的一种用于橡胶制品的材料强度测试装置的俯视图；

图6为图4中沿着剖切线A-A的剖视图；

图7为图6中沿着剖切线B-B的剖视图；

图8为图6中沿着剖切线C-C的剖视图；

图9为图6中Ⅰ处的局部放大图；

图10为图7中Ⅱ处的局部放大图；

图11为图7中Ⅲ处的局部放大图；

图12为图8中Ⅳ处的局部放大图；

图13为本发明的过程控制循环的控制逻辑示意图；

图14为本发明的判断测试结果是否结束的循环的逻辑示意图；

图15为本发明的统计结果分析修正的逻辑示意图；

图16为工件每部压力随时间变化的曲线示意图。

其中，1、测试夹持机构，2、自动升降机构，3、感应式球形保持机构，4、测试反馈机构，5、底部固定夹持组件，6、顶部活动夹持组件，7、被测工件，8、底部密封套筒，9、底部夹持内圈，10、底部夹持外圈，11、顶部密封套筒，12、顶部夹持内圈，13、顶部夹持外圈，14、主体支架组件，15、升降控制组件，16、主体底板，17、主体框架，18、升降导向柱，19、主动升降框架，20、升降电机，21、传动丝杆，22、上框架部，23、下框架部，24、中心套筒部，25、传动螺母部，26、对中保持组件，27、横向扩张组件，28、接触式感应组件，29、滑动架，30、对抗弹簧，31、双向丝杆，32、传动齿轮，33、中空式齿条，34、开关安装架，35、接触式开关，36、铰接套筒，37、齿条中心孔，38、横移螺母，39、供气管道，40、气压感应活塞，41、压力传感器。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1~图12所示，本发明提出了一种用于橡胶制品的材料强度测试装置，包括测试夹持机构1、自动升降机构2、感应式球形保持机构3和测试反馈机构4，测试夹持机构1设于自动升降机构2中，感应式球形保持机构3滑动设于自动升降机构2上，感应式球形保持机构3能够在感应到被测工件7的膨胀之后，自动控制顶部活动夹持组件6进行相应的升高，并且在升高顶部活动夹持组件6的同时又驱使开关安装架34朝向两侧扩张，从而保证被测工件7在膨胀阶段直到破裂，均能呈现出一个近似标准的球形；测试反馈机构4设于测试夹持机构1中。

自动升降机构2包括主体支架组件14和升降控制组件15，升降控制组件15滑动设于主体支架组件14上，底部固定夹持组件5与主体支架组件14固接，顶部活动夹持组件6与升降控制组件15固接。

主体支架组件14包括主体底板16、主体框架17和升降导向柱18，主体框架17由上框架部22和下框架部23组成，上框架部22设于主体底板16上，升降导向柱18环形均布设于上框架部22和下框架部23之间，底部夹持外圈10卡合设于下框架部23中，顶部密封套筒11滑动设于上框架部22中。

升降控制组件15包括主动升降框架19、升降电机20和传动丝杆21，主动升降框架19卡合滑动设于升降导向柱18上，主动升降框架19的中心位置设有中心套筒部24，顶部夹持外圈13卡合设于中心套筒部24中并且跟随着主动升降框架19一起升降，主动升降框架19的两侧还设有传动螺母部25，升降电机20设于下框架部23上，传动丝杆21与升降电机20的输出轴连接，传动丝杆21和传动螺母部25螺纹连接。

当升降电机20收到信号时，会驱动传动丝杆21旋转，当信号结束时则停止升降电机20，由于主动升降框架19和传动丝杆21之间的螺纹传动，并且两组升降电机20呈对称布置，因此在收到信号时两组升降电机20共同旋转将主动升降框架19举升。

通过底部固定夹持组件5和顶部活动夹持组件6能够对被测工件7的两端进行密封和夹持固定，从而使得被测工件7的内部形成一个封闭腔室，并且由于底部夹持外圈10和顶部夹持外圈13的内圈边缘均存在圆弧形的设计，从而保证在被测工件7膨胀成球形的时候，加持位置边缘的轮廓能够与整个球形的轮廓相接，不会出现突然的折弯和转角。

测试夹持机构1包括底部固定夹持组件5、顶部活动夹持组件6和被测工件7，底部固定夹持组件5与自动升降机构2固接，顶部活动夹持组件6滑动设于自动升降机构2中，被测工件7设于底部固定夹持组件5和顶部活动夹持组件6之间。

底部固定夹持组件5包括底部密封套筒8、底部夹持内圈9和底部夹持外圈10，底部夹持内圈9卡合设于底部密封套筒8上，底部夹持外圈10卡合设于底部夹持内圈9上，被测工件7设于底部夹持内圈9和底部夹持外圈10之间。

顶部活动夹持组件6包括顶部密封套筒11、顶部夹持内圈12和顶部夹持外圈13，顶部夹持内圈12卡合设于顶部密封套筒11上，顶部夹持外圈13卡合设于顶部夹持内圈12上，被测工件7设于顶部夹持内圈12和顶部夹持外圈13之间。

测试反馈机构4包括供气管道39、气压感应活塞40和压力传感器41，供气管道39卡合设于顶部密封套筒11的顶部，气压感应活塞40设于底部密封套筒8的底部，压力传感器41设于气压感应活塞40的下方。

通过压力传感器41能够收集被测工件7内部的压力数值，通过对数值的判断分析，一方面能够判断测试过程是否结束，另一方面还能够对测试结果进行可视化处理和分析，从而为自动呈现数值提供条件。

感应式球形保持机构3包括对中保持组件26、横向扩张组件27和接触式感应组件28，对中保持组件26滑动设于升降导向柱18上，横向扩张组件27转动设于对中保持组件26中，接触式感应组件28设于横向扩张组件27上。

对中保持组件26包括滑动架29和对抗弹簧30，滑动架29卡合滑动设于升降导向柱18上，对抗弹簧30分别设于滑动架29的两端，对抗弹簧30的其中一组设于滑动架29和下框架部23之间，对抗弹簧30的另外一组设于滑动架29和主动升降框架19之间，滑动架29上设有铰接套筒36。

通过对中保持组件26能够保证在主动升降框架19升降运动的过程中，滑动架29始终位于主动升降框架19和下框架部23的中间位置，进而保证接触式开关35位于被测工件7的中心赤道处；由于对抗弹簧30的预压缩量较大，因此在对抗弹簧30的对抗作用中，感应式球形保持机构3自身的重量可以忽略；若实际生产时感应式球形保持机构3的质量无法忽略，也可以通过增加下方的对抗弹簧30的弹簧长度来补偿感应式球形保持机构3的自身重力影响。

横向扩张组件27包括双向丝杆31、传动齿轮32和中空式齿条33，双向丝杆31转动设于铰接套筒36中，双向丝杆31的两侧设有螺纹方向相反的螺纹，使得双向丝杆31在旋转时接触式感应组件28能够以相同的速度朝向相反的方向滑动，传动齿轮32卡合设于双向丝杆31的中间位置，中空式齿条33与传动齿轮32啮合，中空式齿条33固接于升降电机20的壳体上，中空式齿条33上设有直径大于传动丝杆21的齿条中心孔37，传动丝杆21在齿条中心孔37中旋转时不与齿条中心孔37接触。

当对中保持组件26升降时，会带动着横向扩张组件27一起升降，通过传动齿轮32和中空式齿条33的啮合作用，使得双向丝杆31和传动齿轮32在升降的同时旋转，由于双向丝杆31的两侧螺纹方向不同，因此当双向丝杆31旋转时，两侧的接触式感应组件28同步朝向相反的方向滑动远离，并且通过螺纹设计能够保证开关安装架34的滑动与主动升降框架19的上升相对应，接触式开关35始终靠近已经膨胀为球体的被测工件7的赤道位置。

接触式感应组件28包括开关安装架34和接触式开关35，开关安装架34的两端设有横移螺母38，横移螺母38和双向丝杆31螺纹连接，接触式开关35设于开关安装架34的中心位置，当被测工件7与接触式开关35接触时能够触发接触式开关35。

如图13-15所示，在测试过程中，重复执行过程控制循环和判断测试结果是否结束的循环；

过程控制循环中：判断接触式开关35是否被触发，若接触式开关35被触发，那么控制升降电机20旋转一个单位大小的角度，若接触式开关35没有被触发，那么就跳出当前循环、进入下一次循环；

判断测试结果是否结束的循环中：判断压力传感器41的数值P是否存在下降，若P未下降，表示被测工件7未破裂，此时继续加压并且跳出当前循环、进入下一次循环；若P出现了下降，则表示被测工件7已经发生了破裂，此时停止加压，然后判断未测试过程结束，并退出整个上述的两个循环程序；

在结束了测试过程之后，汇总获取的压力传感器41的数值P，并统计绘制出压力P相对于时间t的二维图像，然后判断曲线斜率是否出现突然升高的部分；由于在整个测试过程中，被测工件7接触接触式开关35，与升降电机20驱动主动升降框架19和开关安装架34的主动调节，这两个步骤是交替进行的，而供气管道39的供给是缓慢且持续的；若破裂发生在升降电机20静止、并且被测工件7尚未接触刚刚被移动过的接触式开关35的阶段，那么被测工件7破裂时P的数值就是直接降低的；但是若破裂刚好发生在升降电机20正在旋转、即被测工件7正在被纵向拉长的过程中；如果只是出现小裂缝，那么P的值还是会直接降低，但是如果发生的是比较大范围的爆裂，由于此时被测工件7的弹力分布不均、以及破裂位置比较随机，就有可能导致P处的测量数值出现一个极短暂的小幅度升高；

为了避免这种气压波动对测量结果分析的影响，一方面本发明主动供气时采用缓慢、持续的方式，使得气压正常的升高斜率维持在一个数值小但稳定的范围处；另一方面也可以通过修正程序根据P的斜率识别出气压突然升高的部分，并且将该部分删除，以免干扰结果；

对于修正后的曲线，取剩余线段的最高点，对应的数值为工件能够承受的最大压力值。

如图16所示，横轴t表示测试进行的时间，纵轴p表示压力传感器41在不同时间对应的数值；

a阶段表示初始阶段，这个阶段中，被测工件7的内部气压缓慢升高，被测工件7的高度不变，外形在膨胀时从圆柱体朝向球体转变，直到外形转变为球体之后，被测工件7的赤道部位才能接触到接触式开关35，然后进入b阶段；

b阶段为正式测试阶段，在这个阶段中，当被测工件7接触接触式开关35，升降电机20便会转动一定角度，从而带着主动升降框架19上升一定高度，与此同时开关安装架34也上升一定高度并朝两侧扩张一定距离，由于被测工件7纵向被拉长且供气管道39的进气速度缓慢，因此接下来被测工件7便会和接触式开关35分离，待到被测工件7继续膨胀成球形、再次接触接触式开关35时，升降电机20又会再次被启动；因此在b阶段中，“接触调节”和“膨胀靠近”这两个阶段是交替进行的；

c阶段为破裂后的泄气阶段，是指被测工件7达到承受极限之后发生破裂或者爆裂，气压骤降的过程，绝大多数情况下通过压力传感器41监测到的气压都是直接降低的，极少数情况下（受破裂位置、测量位置和破裂范围大小的影响）会先出现一个短暂的气压波动再降低；

横线k对应的气压值表示外界大气压，h表示气压的最高点数值，即被测工件7破裂前能够承受的最大气压。

具体使用时，首先用户需要将被测工件7夹持在底部固定夹持组件5和顶部活动夹持组件6之间，并保证被测工件7内部空腔的密封性，然后通过供气管道39缓慢、持续地朝向被测工件7所在的空腔中供气；

首先进入初始阶段，这个阶段中，被测工件7的内部气压缓慢升高，被测工件7的高度不变，外形在膨胀时从圆柱体朝向球体转变，直到外形转变为球体之后，被测工件7的赤道部位才能接触到接触式开关35，然后进入正式测试阶段；

在正式测试阶段中，当被测工件7接触接触式开关35，升降电机20便会转动一定角度，从而通过传动丝杆21和传动螺母部25之间的螺纹传动带着主动升降框架19上升一定高度，与此同时，滑动架29也会在对抗弹簧30的作用下跟随着主动升降框架19上升，滑动架29上升的时候也会带着双向丝杆31上升，此时由于传动齿轮32和中空式齿条33的啮合，因此双向丝杆31在上升的同时还会旋转，由于双向丝杆31两侧的螺纹方向不同，因此开关安装架34在跟随双向丝杆31上升的同时也会朝两侧扩张一定距离，由于被测工件7纵向被拉长且供气管道39的进气速度缓慢，因此接下来被测工件7便会和接触式开关35分离，这个阶段为“接触调节”阶段；

然后由于供气管道39的继续充气，被测工件7在高度不变的情况下会继续膨胀，待到被测工件7继续膨胀成球形、再次接触接触式开关35时，升降电机20又会再次被启动这个阶段为“膨胀靠近”阶段；在正式测试阶段中，“接触调节”和“膨胀靠近”这两个阶段是交替进行的；

当被测工件7达到承受极限之后发生破裂或者爆裂，气压骤降的过程，绝大多数情况下通过压力传感器41监测到的气压都是直接降低的，极少数情况下（受破裂位置、测量位置和破裂范围大小的影响）会先出现一个短暂的气压波动再降低。

在测试过程中，重复执行过程控制循环和判断测试结果是否结束的循环；

过程控制循环中：判断接触式开关35是否被触发，若接触式开关35被触发，那么控制升降电机20旋转一个单位大小的角度，若接触式开关35没有被触发，那么就跳出当前循环、进入下一次循环；

判断测试结果是否结束的循环中：判断压力传感器41的数值P是否存在下降，若P未下降，表示被测工件7未破裂，此时继续加压并且跳出当前循环、进入下一次循环；若P出现了下降，则表示被测工件7已经发生了破裂，此时停止加压，然后判断未测试过程结束，并退出整个上述的两个循环程序；

在结束了测试过程之后，汇总获取的压力传感器41的数值P，并统计绘制出压力P相对于时间t的二维图像，然后判断曲线斜率是否出现突然升高的部分；由于在整个测试过程中，被测工件7接触接触式开关35，与升降电机20驱动主动升降框架19和开关安装架34的主动调节，这两个步骤是交替进行的，而供气管道39的供给是缓慢且持续的；若破裂发生在升降电机20静止、并且被测工件7尚未接触刚刚被移动过的接触式开关35的阶段，那么被测工件7破裂时P的数值就是直接降低的；但是若破裂刚好发生在升降电机20正在旋转、即被测工件7正在被纵向拉长的过程中；如果只是出现小裂缝，那么P的值还是会直接降低，但是如果发生的是比较大范围的爆裂，由于此时被测工件7的弹力分布不均、以及破裂位置比较随机，就有可能导致P处的测量数值出现一个极短暂的小幅度升高；

为了避免这种气压波动对测量结果分析的影响，一方面本发明主动供气时采用缓慢、持续的方式，使得气压正常的升高斜率维持在一个数值小但稳定的范围处；另一方面也可以通过修正程序根据P的斜率识别出气压突然升高的部分，并且将该部分删除，以免干扰结果；

对于修正后的曲线，取剩余线段的最高点，对应的数值为工件能够承受的最大压力值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于橡胶制品的材料强度测试装置，其特征在于：包括测试夹持机构（1）、自动升降机构（2）、感应式球形保持机构（3）和测试反馈机构（4），所述测试夹持机构（1）设于自动升降机构（2）中，所述感应式球形保持机构（3）滑动设于自动升降机构（2）上，所述测试反馈机构（4）设于测试夹持机构（1）中；

所述测试夹持机构（1）包括底部固定夹持组件（5）、顶部活动夹持组件（6）和被测工件（7），所述底部固定夹持组件（5）与自动升降机构（2）固接，所述顶部活动夹持组件（6）滑动设于自动升降机构（2）中，所述被测工件（7）设于底部固定夹持组件（5）和顶部活动夹持组件（6）之间；

所述底部固定夹持组件（5）包括底部密封套筒（8）、底部夹持内圈（9）和底部夹持外圈（10），所述底部夹持内圈（9）卡合设于底部密封套筒（8）上，所述底部夹持外圈（10）卡合设于底部夹持内圈（9）上，所述被测工件（7）设于底部夹持内圈（9）和底部夹持外圈（10）之间；

所述顶部活动夹持组件（6）包括顶部密封套筒（11）、顶部夹持内圈（12）和顶部夹持外圈（13），所述顶部夹持内圈（12）卡合设于顶部密封套筒（11）上，所述顶部夹持外圈（13）卡合设于顶部夹持内圈（12）上，所述被测工件（7）设于顶部夹持内圈（12）和顶部夹持外圈（13）之间；

所述自动升降机构（2）包括主体支架组件（14）和升降控制组件（15），所述升降控制组件（15）滑动设于主体支架组件（14）上，所述底部固定夹持组件（5）与主体支架组件（14）固接，所述顶部活动夹持组件（6）与升降控制组件（15）固接；

所述主体支架组件（14）包括主体底板（16）、主体框架（17）和升降导向柱（18），所述主体框架（17）由上框架部（22）和下框架部（23）组成，所述下框架部（23）设于主体底板（16）上，所述升降导向柱（18）环形均布设于上框架部（22）和下框架部（23）之间，所述底部夹持外圈（10）卡合设于下框架部（23）中，所述顶部密封套筒（11）滑动设于上框架部（22）中；

所述升降控制组件（15）包括主动升降框架（19）、升降电机（20）和传动丝杆（21），所述主动升降框架（19）卡合滑动设于升降导向柱（18）上，所述主动升降框架（19）的中心位置设有中心套筒部（24），所述顶部夹持外圈（13）卡合设于中心套筒部（24）中并且跟随着主动升降框架（19）一起升降，所述主动升降框架（19）的两侧还设有传动螺母部（25），所述升降电机（20）设于下框架部（23）上，所述传动丝杆（21）与升降电机（20）的输出轴连接，所述传动丝杆（21）和传动螺母部（25）螺纹连接；

所述感应式球形保持机构（3）包括对中保持组件（26）、横向扩张组件（27）和接触式感应组件（28），所述对中保持组件（26）滑动设于升降导向柱（18）上，所述横向扩张组件（27）转动设于对中保持组件（26）中，所述接触式感应组件（28）设于横向扩张组件（27）上；

所述对中保持组件（26）包括滑动架（29）和对抗弹簧（30），所述滑动架（29）卡合滑动设于升降导向柱（18）上，所述对抗弹簧（30）分别设于滑动架（29）的两端，所述对抗弹簧（30）的其中一组设于滑动架（29）和下框架部（23）之间，所述对抗弹簧（30）的另外一组设于滑动架（29）和主动升降框架（19）之间，所述滑动架（29）上设有铰接套筒（36）；

所述横向扩张组件（27）包括双向丝杆（31）、传动齿轮（32）和中空式齿条（33），所述双向丝杆（31）转动设于铰接套筒（36）中，所述双向丝杆（31）的两侧设有螺纹方向相反的螺纹，使得双向丝杆（31）在旋转时接触式感应组件（28）能够以相同的速度朝向相反的方向滑动，所述传动齿轮（32）卡合设于双向丝杆（31）的中间位置，所述中空式齿条（33）与传动齿轮（32）啮合，所述中空式齿条（33）固接于升降电机（20）的壳体上，所述中空式齿条（33）上设有直径大于传动丝杆（21）的齿条中心孔（37），传动丝杆（21）在齿条中心孔（37）中旋转时不与齿条中心孔（37）接触；

所述接触式感应组件（28）包括开关安装架（34）和接触式开关（35），所述开关安装架（34）的两端设有横移螺母（38），所述横移螺母（38）和双向丝杆（31）螺纹连接，所述接触式开关（35）设于开关安装架（34）的中心位置，当被测工件（7）与接触式开关（35）接触时能够触发接触式开关（35）；

所述测试反馈机构（4）包括供气管道（39）、气压感应活塞（40）和压力传感器（41），所述供气管道（39）卡合设于顶部密封套筒（11）的顶部，所述气压感应活塞（40）设于底部密封套筒（8）的底部，所述压力传感器（41）设于气压感应活塞（40）的下方。