CN206208651U - 双轴拉伸试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及双轴拉伸试验装置，包括第一拉伸装置和第二拉伸装置。第一拉伸装置包括基座和设置在基座上方的第一加载装置；第二拉伸装置包括支撑机构、和安装在支撑机构上的第一拉伸单元、第二拉伸单元、驱动机构，驱动机构驱动设置在支撑机构上的第一拉伸单元、第二拉伸单元在水平方向相互远离或靠近。基座、第一加载装置、第一拉伸单元、第二拉伸单元分别向不同的方向对待测试样施力拉伸，联动机构让第二拉伸装置随待测试样竖直方向的变形而随第一加载装置同步上升，在待测试样水平方向变形后，通过导向机构自动调整第二拉伸装置的水平位置，消除了待测试样受到竖直和水平方向双轴拉伸时上下、左右变形的不对称，保证了待测试样的受力的平衡。
Description
双轴拉伸试验装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及材料拉伸试验设备，更具体地说，涉及一种双轴拉伸试验装置。
背景技术
[0002] 相关技术中的电子万能试验机为龙门式结构，通过电机驱动横梁移动，试样为单 轴式(一般分板材试样和圆形试样），一端固定于底座，一端固定于移动横梁，当移动横梁移 动时可以对试样进行力的加载。电子万能试验机的不足为仅能对单轴试样进行力学拉伸试 验，不可进行双轴力学拉伸试验。
[0003] 相关技术中的双轴拉伸试验机为“口”字型结构，上下左右分别安装有同等力值的 四个拉伸动力装置，一般由液压缸和电机驱动丝杠两种方式。四个动力装置同时加载，对试 样进行双轴力学试验。
[0004] 双轴拉伸试验机的不足为:a.上下左右四个加载装置均是固定于“口”字型框架 上，位置不可作任何调整，其结构则限制了对试样变形过程中X方向、Y方向对称的自由调 整;b•四个加载装置通过电气分别控制，为了达到四个速度的协调性，电气控制非常复杂； c.制造成本高。 实用新型内容
[0005] 本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的双轴拉伸试验装置。
[0006] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种双轴拉伸试验装置， 包括第一拉伸装置和安装在所述第一拉伸装置上的第二拉伸装置；
[0007] 所述第一拉伸装置包括基座和可上下移动地设置在所述基座上方的第一加载装 置；
[0008] 所述第二拉伸装置包括支撑机构、以及安装在所述支撑机构上的第一拉伸单元、 第二拉伸单元、驱动机构，所述第一拉伸单元、第二拉伸单元在水平方向并排设置在所述支 撑机构上，所述驱动机构驱动所述第一拉伸单元、第二拉伸单元在水平方向相互远离或靠 近；
[0009] 所述第一拉伸单元、第二拉伸单元位于所述基座和所述第一加载装置之间，所述 基座、第一加载装置、所述第一拉伸单元、第二拉伸单元之间形成供待测试样放置的测试 位，以能分别向不同的方向对所述待测试样施力拉伸；
[0010] 所述第一加载装置与所述第二拉伸装置之间设有带动所述第二拉伸装置随所述 第一加载装置同步上下移动地联动机构；
[0011] 所述联动机构与所述第二拉伸装置之间设有对所述第二拉伸装置在上下移动和 水平移动过程中进行导向的导向机构。
[0012] 优选地，所述驱动机构包括驱动电机和水平设置的导向组件，所述导向组件包括 丝杆，所述驱动电机带动所述丝杆转动；
[0013] 所述丝杆包括第一杆段、第二杆段，所述第一杆段、第二杆段的螺纹方向相反，所 述第一拉伸单元、第二拉伸单元分别与所述第一杆段、第二杆段配合，以在所述丝杆转动时 带动所述第一拉伸单元、第二拉伸单元反向移动。
[0014] 优选地，所述导向组件包括平行设置的两根丝杆，所述第一拉伸单元、第二拉伸单 元分别与两根所述丝杆配合。
[0015] 优选地，所述驱动电机与其中一根所述丝杆配合带动该丝杆转动，两根所述丝杆 之间设有同步带，以使两根所述丝杆同步转动。
[0016] 优选地，所述第一拉伸单元包括第一支座以及设置在所述第一支座上的第一夹 具，所述第二拉伸单元包括第二支座以及设置在所述第二支座上的第二夹具；
[0017] 所述第一支座、第二支座分别与所述丝杆的第一杆段、第二杆段配合，所述第一夹 具、第二夹具相对设置；
[0018] 所述第一拉伸单元和/或所述第二拉伸单元上设有测力传感器。
[0019] 优选地，所述支撑机构上设有限定所述第一拉伸单元、第二拉伸单元的移动范围 的限位机构。
[0020] 优选地，所述联动机构包括至少一组，每组所述联动机构包括滑轮组件以及配重 块；
[0021] 所述滑轮组件包括定滑轮、动滑轮以及拉索，所述定滑轮固定设置在所述动滑轮 上方，所述拉索的一端固定于所述第一加载装置上，另一端依次绕过所述动滑轮的下侧、所 述动滑轮的上侧后向下设置，并与所述配重块连接，所述配重块悬挂设置。
[0022] 优选地，所述联动机构还包括对所述配重块进行导向的第一导向杆。
[0023]优选地，所述导向机构包括立设的第二导向杆、以及可上下移动地与所述第二导 向杆配合的导向块，所述第二拉伸装置可水平移动地设置在所述导向块上，所述定滑轮与 所述导向块连接，以带动所述导向块沿所述第二导向杆向上移动。
[0024]实施本实用新型的双轴拉伸试验装置，具有以下有益效果:本实用新型的双轴拉 伸装置让第二拉伸装置随待测试样竖直方向的变形而随第一加载装置同步上升，在待测试 样水平方向变形后，自动调整第二拉伸装置的水平位置，消除了待测试样受到竖直和水平 方向双轴拉伸时上下、左右变形的不对称，保证了待测试样的受力的平衡。
附图说明
[0025]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0026]图1是本实用新型实施例中的双轴拉伸试验装置的正面结构示意图；
[0027]图2是图1中的双轴拉伸试验装置的侧向剖面结构示意图；
[0028]图3是图1中的第二拉伸装置的俯向视图；
[0029]图4是图2中的待测试样的示意图。
具体实施方式
[0030]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细 说明本实用新型的具体实施方式。
[0031]如图1、图2所不，本实用新型一个优选实施例中的双轴拉伸试验装置包括第一拉 伸装置1和安装在第一拉伸装置丨上的第二拉伸装置2。第一拉伸装置括基座可上下 移动地设置在基座11上方的第一加载装置12,第一加载装置12通常由电机驱动带动上下移 动，对待测试样3在竖直方向上施力进行拉伸试验。
[0032] 如图3所示，第二拉伸装置2包括支撑机构21、第一拉伸单元22、第二拉伸单元23以 及驱动机构24,第一拉伸单元22、第二拉伸单元23在水平方向并排设置在支撑机构21上，驱 动机构24驱动第一拉伸单元22、第二拉伸单元23在水平方向相互远离或靠近。第一拉伸单 元22、第二拉伸单元23在相互远离时对待测试样3在水平方向上施力进行拉伸试验。
[0033] 优选地，第一拉伸单元22、第二拉伸单元23位于基座11和第一加载装置12之间，基 座11、第一加载装置12、第一拉伸单元22、第二拉伸单元23之间形成供待测试样3放置的测 试位，以能分别向不同的方向对待测试样3施力拉伸，实现对同一试样同时在四个不同方向 的拉伸测试。如图4所示，待测试样3为十字形，也可为方形等结构，待测试样为板状、布状、 网状、薄膜类材料。
[0034] 结合图1至图3所示，在第一加载装置12上升后，会带动待测试样3在竖直方向向上 发生变形，需要将第二拉伸装置2同步向上移动，才能保持第二拉伸装置2的作用力相对待 测试样3仍然在水平方向。因此，第一加载装置12与第二拉伸装置2之间设有带动第二拉伸 装置2随第一加载装置12同步上下移动地联动机构4,让第二拉伸装置2随待测试样3的变形 而随第一加载装置12同步上升。
[0035] 在联动机构4与第二拉伸装置2之间设有对第二拉伸装置2在上下移动和水平移动 过程中进行导向的导向机构5,导向机构5保证第二拉伸装置2的上升方向为竖直方向。
[0036] 进一步地，第一拉伸单元22、第二拉伸单元23对待测试样3拉伸后，随着待测试样3 的变形，第一拉伸单元22、第二拉伸单元23的位置也发生了偏移，带动了待测试样3在水平 方向的偏移。为了使待测试样3的中心保持不变，需要调整第二拉伸装置2的水平位置，导向 机构5还可以保证第二拉伸装置2在待测试样3变形后，受力方向变化的情况下自动调整第 二拉伸装置2的水平位置，保持第一拉伸装置1的施力仍然在竖直方向拉伸。
[0037] 在一些实施例中，第一拉伸装置1包括支撑柱13,第一加载装置12安装在支撑柱13 上，并可上下移动地与支撑柱13配合。
[0038] 进一步地，联动机构4包括四组，以能保证第二拉伸装置2的四角均衡受力。当然， 在保证受力均衡情况下，联动机构4也可包括一组或其他数量的组数。
[0039] 如图1、图2所示，在一些实施例中，每组联动机构4包括滑轮组件以及配重块41，滑 轮组件包括定滑轮42、动滑轮43以及拉索44。定滑轮42固定设置在动滑轮43上方，优选地， 安装在支撑柱13上。拉索44的一端固定于第一加载装置12上，另一端依次绕过动滑轮43的 下侧、动滑轮43的上侧后向下设置，并与配重块41连接，配重块41悬挂设置。设置配重块41， 让整个第二拉伸装置2处于悬浮状态，保持第二拉伸装置2与待测试样3的水平轴心位置随 动，从而能保证待测试样3水平方向试验力值的对称性，让第二拉伸装置2始终在水平方向 对待测试样3施力。
[0040]为了保证配重块41的移动方向在竖直方向，联动机构4还包括对配重块41进行导 向的第一导向杆45。
[0041] 进一步地，导向机构5包括立设的第二导向杆51、以及可上下移动地与第二导向杆 51配合的导向块52。第二拉伸装置2可水平移动地设置在导向块52上，定滑轮42与导向块52 连接，以带动导向块52沿第二导向杆51向上移动。第一加载装置12上升时，带动动滑轮《、 导向块52、第二拉伸装置2同步上升，让第二拉伸装置2对待测试样3的施力始终在水平方 向。当第二拉伸装置2拉伸让待测试样3在水平方向变形后，在反作用力下，让第二拉伸装置 2在导向块52上水平移动，调整位置，让待测试样3的水平位置保持不变。如此，消除了待测 试样3受到竖直和水平方向双轴拉伸时上下、左右变形的不对称，保证了待测试样3的受力 的平衡。
[0042]因第二拉伸装置2与第一拉伸装置1的第一加载装置12是通过动滑轮43牵引，所以 第二拉伸装置2与第一加载装置12位移速度比为1:2,此比值正好与第二拉伸装置2上升速 度比待测试样3变形速度吻合，保证试验精度不受影响。但为了安装待测试样3时第二拉伸 装置2不受第一加载装置12的影响，固定于电子万能试验上的钢丝绳可以脱离。
[0043] 如图3所示，第二拉伸装置2的支撑机构21为支架，支架与导向块52配合。第一拉伸 单元22、第二拉伸单元23以及驱动机构24安装在支撑机构21上。
[0044] 驱动机构24包括驱动电机241和水平设置的导向组件242，导向组件242包括丝杆 243，驱动电机241带动丝杆243转动。丝杆243包括第一杆段2431、第二杆段2432，第一杆段 2431、第二杆段2432的螺纹方向相反，第一拉伸单元22、第二拉伸单元23分别与第一杆段 2431、第二杆段2432配合，以在丝杆243转动时带动第一拉伸单元22、第二拉伸单元23反向 移动。第一拉伸单元22、第二拉伸单元23在相互远离移动时，对两者之间的待测试样3拉伸， 对称的同步施力。
[0045] 优选地，导向组件242包括平行设置的两根丝杆243，第一拉伸单元22、第二拉伸单 元23分别与两根丝杆243配合。两根丝杆243可以使第一拉伸单元22、第二拉伸单元23的受 力更加平衡。
[0046] 驱动电机241与其中一根丝杆243配合带动该丝杆243转动，两根丝杆243之间设有 同步带244，以使两根丝杆243同步转动。在其他实施例中，导向组件242也可只包括平行设 置的一根丝杆243和一根导轨，丝杆243施力带动第一拉伸单元22、第二拉伸单元23移动，导 轨辅助进行导向。
[0047] 在一些实施例中，第一拉伸单元22包括第一支座221以及设置在第一支座221上的 第一夹具222,第二拉伸单元23包括第二支座231以及设置在第二支座231上的第二夹具 232。
[0048] 第一支座221、第二支座231分别与丝杆243的第一杆段2431、第二杆段2432配合， 在丝杆243转动时相互靠近或远离。第一夹具222、第二夹具2M相对设置，对待测试样3的水 平两端进行固定，在第一支座221、第二支座231移动时对待测试样3在水平方向拉伸。
[0049] 进一步地，第一拉伸单元22上设有测力传感器25,感测施加到待测试样3上的拉伸 力，在其他实施例中，测力传感器25也可设置在第二拉伸单元23，或在第一拉伸单元22、第 二拉伸单元23同时设置测力传感器25。
[0050] 在一些实施例中，支撑机构21上设有限定第一拉伸单元22、第二拉伸单元23的移 动范围的限位机构26，让第一拉伸单元22、第二拉伸单元23在安全范围内移动，防止移动范 围过大损坏其他配件。
[0051]可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
[0052]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在 其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1. 一种双轴拉伸试验装置，其特征在于，包括第一拉伸装置（1)和安装在所述第一拉伸 装置(1)上的第二拉伸装置(2); 所述第一拉伸装置（1)包括基座（11)和可上下移动地设置在所述基座（1 D上方的第一 加载装置（12); 所述第二拉伸装置(2)包括支撑机构(21)、以及安装在所述支撑机构（21)上的第一拉 伸单元（22)、第二拉伸单元（23)、驱动机构（24)，所述第一拉伸单元（22)、第二拉伸单元 (23)在水平方向并排设置在所述支撑机构(21)上，所述驱动机构(24)驱动所述第一拉伸单 元(22)、第二拉伸单元(23)在水平方向相互远离或靠近； 所述第一拉伸单元（22)、第二拉伸单元（23)位于所述基座（11)和所述第一加载装置 (12)之间，所述基座（11)、第一加载装置（12)、所述第一拉伸单元(22)、第二拉伸单元(23) 之间形成供待测试样(3)放置的测试位，以能分别向不同的方向对所述待测试样(3)施力拉 伸； 所述第一加载装置（12)与所述第二拉伸装置(2)之间设有带动所述第二拉伸装置(2) 随所述第一加载装置(12)同步上下移动地联动机构(4); 所述联动机构(4)与所述第二拉伸装置(2)之间设有对所述第二拉伸装置(2)在上下移 动和水平移动过程中进行导向的导向机构(5)。
2. 根据权利要求1所述的双轴拉伸试验装置，其特征在于，所述驱动机构(24)包括驱动 电机(241)和水平设置的导向组件（242)，所述导向组件(242)包括丝杆(243)，所述驱动电 机(241)带动所述丝杆(243)转动； 所述丝杆（243)包括第一杆段(2431)、第二杆段(2432)，所述第一杆段(2431)、第二杆 段(2432)的螺纹方向相反，所述第一拉伸单元(22)、第二拉伸单元(23)分别与所述第一杆 段(2431)、第二杆段(2432)配合，以在所述丝杆(243)转动时带动所述第一拉伸单元(22)、 第二拉伸单元(23)反向移动。
3. 根据权利要求2所述的双轴拉伸试验装置，其特征在于，所述导向组件（242)包括平 行设置的两根丝杆(243)，所述第一拉伸单元(22)、第二拉伸单元(23)分别与两根所述丝杆 (243) 配合。
4. 根据权利要求3所述的双轴拉伸试验装置，其特征在于，所述驱动电机(241)与其中 一根所述丝杆（243)配合带动该丝杆（243)转动，两根所述丝杆（243)之间设有同步带 (244) ，以使两根所述丝杆(243)同步转动。
5. 根据权利要求2所述的双轴拉伸试验装置，其特征在于，所述第一拉伸单元(22)包括 第一支座（221)以及设置在所述第一支座（221)上的第一夹具（2M)，所述第二拉伸单元 (23)包括第二支座(231)以及设置在所述第二支座(231)上的第二夹具(232); 所述第一支座(221)、第二支座(231)分别与所述丝杆(243)的第一杆段(2431)、第二杆 段(2432)配合，所述第一夹具(222)、第二夹具(232)相对设置； 所述第一拉伸单元(22)和/或所述第二拉伸单元(23)上设有测力传感器(25)。
6. 根据权利要求1至5任一项所述的双轴拉伸试验装置，其特征在于，所述支撑机构 (21)上设有限定所述第一拉伸单元(22)、第二拉伸单元(23)的移动范围的限位机构(26)。
7. 根据权利要求1至5任一项所述的双轴拉伸试验装置，其特征在于，所述联动机构(4) 包括至少一组，每组所述联动机构(4)包括滑轮组件以及配重块(41); 所述滑轮组件包括定滑轮(42)、动滑轮(43)以及拉索（44)，所述足滑ft _疋:旦 在所述动滑轮(43)上方，所述拉索(44)的一端固定于所述第一加载装置（12)上，另一端依 次绕过所述动滑轮(43)的下侧、所述动滑轮(43)的上侧后向下设置，并与所述配重块(41) 连接，所述配重块(41)悬挂设置。
8.根据权利要求7所述的双轴拉伸试验装置，其特征在于，所述联动机构(4)还包括对 所述配重块(41)进行导向的第一导向杆(45)。 i
9.根据权利要求7所述的双轴拉伸试验装置，其特征在于，所述导向机构（5)包括立设 的第二导向杆(51)、以及可上下移动地与所述第二导向杆(51)配合的导向块(52)，所述第 二拉伸装置（2)可水平移动地设置在所述导向块(52)上，所述定滑轮(42)与所述导向块 (52)连接，以带动所述导向块(52)沿所述第二导向杆(51)向上移动。
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