CN209589707U - 用于测试拉力和压力的试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及力学测试设备技术领域，公开了一种用于测试拉力和压力的试验机，包括机架以及依次设置于机架上的推压式测力机构、移动小车和拉式测力机构；推压式测力机构包括依次设置于机架上的压力试验工装、端头小车、第一动力源和第一牵引小车；第一动力源的输出端连接端头小车，以使得端头小车朝向压力试验工装移动；第一动力源的输出端与端头小车之间设有压力传感器；端头小车通过牵引杆连接第一牵引小车的一端，第一牵引小车的另一端朝向移动小车的一端，移动小车的另一端朝向拉力测力机构；端头小车、第一牵引小车、移动小车均滑动连接于机架。该试验机在一个机架上提供了三段试验区域，满足了多种测试需求，提高了测试精度。

Description

用于测试拉力和压力的试验机

技术领域

本实用新型涉及力学测试设备技术领域，特别是涉及一种用于测试拉力和压力的试验机。

背景技术

拉力试验机是用来针对各种材料进行仪器设备静载、拉伸、压缩等力学性能试验用的机械加力的试验机。其一端为固定端，另一端通过油缸带动拉力机的伸缩，实现对被测件均匀加载，力值通过传感器表现出来。适用于手拉(手扳)葫芦、板式链、钢丝绳、吊装带、卸扣、起重小滑车、各种非标吊梁、吊钩等吊具、索具的各种物理机械性能测试。为材料开发，为物性试验、教学研究、质量控制等不可缺少的检测设备。

现有的拉力试验机分为立式拉力试验机和卧式拉力机。立式拉力试验机多用于试验室内对小型工件或吊具、索具的拉力试验。对于类似手拉(手扳)葫芦、非标吊梁、大吨位吊钩的测量，则经常会因为行程与工装问题，无法试验。卧式拉力试验机则一般用于对较大工件的拉力试验，其机身比较庞大，需占用大面积场地。其拉力量程范围较大，所以在半量程以下进行拉力试验时，测量精度较低，并且现有的拉力试验机均只能进行单一的拉力试验。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种使用方便、节约空间的用于测试拉力和压力的试验机，以解决现有的拉力试验机无法同时进行拉力测试和压力测试问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于测试拉力和压力的试验机，包括机架以及依次设置于所述机架上的推压式测力机构、移动小车和拉式测力机构；所述推压式测力机构包括依次设置于所述机架上的压力试验工装、端头小车、第一动力源和第一牵引小车；所述第一动力源的输出端连接所述端头小车，以使得所述端头小车朝向所述压力试验工装移动；所述第一动力源的输出端与所述端头小车之间设有压力传感器；所述端头小车通过牵引杆连接所述第一牵引小车的一端，所述第一牵引小车的另一端朝向所述移动小车的一端，所述移动小车的另一端朝向所述拉力测力机构；所述端头小车、所述第一牵引小车、所述移动小车均滑动连接于所述机架。

其中，所述压力试验工装包括卡盘和托盘，所述卡盘设置于所述机架上，且所述卡盘的夹持轴线与所述第一牵引小车的夹持轴线共线；所述托盘设置于所述机架的下方，且所述托盘的高度可调节。

其中，所述移动小车包括驱动单元、主动滑轮和从动滑轮，所述驱动单元连接所述主动滑轮，所述主动滑轮和所述从动滑轮分别设置于所述移动小车的两端。

其中，还包括水平插销；所述机架的两侧对称开设有多个第一水平插销孔，位于所述机架同一侧的多个所述第一水平插销孔沿所述机架的长度方向依次间隔设置；所述移动小车的两侧对称开设有第二水平插销孔，所述第一水平插销孔和所述第二水平插销孔内均可插拔连接所述水平插销。

其中，所述机架还包括设于所述端头小车下方的导轨，所述端头小车的滑轮滑动连接所述导轨。

其中，所述拉式测力机构包括依次设置于所述机架上的第二牵引小车和第二动力源，所述第二牵引小车的一端朝向所述移动小车，所述第二动力源的输出端连接所述第二牵引小车的另一端，以使得第二牵引小车朝向远离所述移动小车的方向移动；所述第二动力源的输出端与所述第二牵引小车之间设有拉力传感器。

其中，所述第一动力源包括第一油缸，所述第一油缸通过第一横梁固定于所述机架上；所述第二动力源包括第二油缸，所述第二油缸通过第二横梁固定于所述机架上。

其中，所述第一油缸和所述第二油缸均连接于油泵站。

其中，所述第一牵引小车的另一端设有用于夹持待测工件的第一夹持部，所述移动小车的两端分别设有用于夹持待测工件的第二夹持部和第三夹持部，所述第二牵引小车的一端设有用于夹持待测工件的第四夹持部；所述第一夹持部、所述第二夹持部、所述第三夹持部和所述第四夹持部均为外凸圆环形。

其中，所述第一牵引小车和所述第二牵引小车上均设有旋转编码器。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的一种用于测试拉力和压力的试验机，利用推压式测力机构的一端测试拉力，另一端测试压力来实现一机双用，当待测工件放置于压力试验工装和端头小车之间时，通过第一动力源驱动端头小车移动，进而对待测工件施压，实现压力测试；当待测工件放置于第一牵引小车和移动小车之间时，通过第一动力源驱动端头小车，进而带动第一牵引小车移动，进而拉伸待测工件，实现拉力测试。同时在移动小车的另一端还设置拉式测力机构，为拉力测试提供了两段试验工位，利用移动小车在机架内运行，可以根据试验要求改变有效行程。该用于测试拉力和压力的试验机在一个机架上提供了三段试验区域，满足了多种测试需求，节约了成本与试验空间，提升了经济性，也提高了测试精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一种用于测试拉力和压力的试验机的俯视图；

图2是图1中的R处的局部剖视图；

图3是本实用新型实施例中的中部机架的局部示意图；

图4是本实用新型实施例中的下方导轨的结构示意图；

附图标记说明:

1：机架； 11：导轨； 12：第一水平插销孔；

2：推压式测力机构； 21：压力试验工装； 211：卡盘；

212：托盘； 22：端头小车； 23：第一油缸；

231：第一活塞； 232：第一缸体； 24：第一牵引小车；

241：第一夹持部； 25：牵引杆； 26：压力传感器；

27：第一横梁； 3：移动小车； 31：驱动电机；

311：链轮； 32：主动滑轮； 33：从动滑轮；

34：第二水平插销孔； 35：第二夹持部； 36：第三夹持部；

4：拉式测力机构； 41：第二牵引小车； 411：第四夹持部；

42：第二油缸； 421：第二活塞； 422：第二缸体；

43：拉力传感器； 44：第二横梁； 5：水平插销；

6：油泵站； 61：油管； 7：控制系统。

具体实施方式

为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和具体实施例，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述。显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，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，都属于实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”“第三”“第四”等等是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

图1是本实用新型实施例中的一种用于测试拉力和压力的试验机的俯视图，如图1所示，本实用新型提供的一种用于测试拉力和压力的试验机，包括机架1以及从左至右依次设置于机架1上的推压式测力机构2、移动小车3和拉式测力机构4。机架1由左侧和右侧的H型钢材组成，机架1通过底部的支撑板固定于地面的上方，两侧的H型钢材的内侧构成两条滑轨，用以满足推压式测力机构2、移动小车3和拉式测力机构4的行走要求。

推压式测力机构2包括从左至右依次设置于机架1上的压力试验工装21、端头小车22、第一动力源和第一牵引小车24。压力试验工装21位于机架1的左侧端部，用于对待测工件进行压力测试。端头小车22的右端连接第一动力源的输出端，在第一动力源的驱动下，端头小车22可以朝向压力试验工装21移动。在端头小车22和第一动力源的输出端之间设有压力传感器26，用于测量试验过程中端头小车22与第一动力源之间的压力。端头小车22通过牵引杆25连接第一牵引小车24。

具体地，端头小车22和第一牵引小车24之间连接有两根平行布置的牵引杆25，牵引杆25的左端从右至左穿过端头小车22，并在端头小车22的左端部通过螺母锁紧，同时牵引杆25的右端从左至右穿过第一牵引小车24，并在第一牵引小车24的右端部通过螺母锁紧。第一牵引小车24的右端朝向移动小车3。

在进行大吨位拉力试验时，将待测工件的左端连接第一牵引小车24的右端，同时将待测工件的右端连接移动小车3的左端，使移动小车3在机架1内移动，直至待测工件被拉直绷紧，固定移动小车3。然后启动第一动力源，通过第一动力源的输出端推动端头小车22向左运动，然后在牵引杆25的带动下，第一牵引小车24也向左运动，进而实现对待测工件的拉力性能测试。

在进行压力试验时，将待测工件通过压力试验工装21安装于端头小车22的左端。然后启动第一动力源，通过第一动力源的输出端推动端头小车22向左运动，对待测工件施加压力，进而实现对待测工件的压力性能测试。

上述的端头小车22、第一牵引小车24和移动小车3的下部均设置滑轮，用于滑动连接于机架1。

本实用新型提供的一种用于测试拉力和压力的试验机，利用推压式测力机构的一端测试拉力，另一端测试压力来实现一机双用，当待测工件放置于压力试验工装和端头小车之间时，通过第一动力源驱动端头小车移动，进而对待测工件施压，实现压力测试；当待测工件放置于第一牵引小车和移动小车之间时，通过第一动力源驱动端头小车，进而带动第一牵引小车移动，进而拉伸待测工件，实现拉力测试。同时在移动小车的另一端还设置拉式测力机构，为拉力测试提供了两段试验工位，利用移动小车在机架内运行，可以根据试验要求改变有效行程。该用于测试拉力和压力的试验机在一个机架上提供了三段试验区域，满足了多种测试需求，节约了成本与试验空间，提升了经济性，也提高了测试精度。

进一步地，拉式测力机构4包括从左至右依次设置于机架1上的第二牵引小车41和第二动力源，第二牵引小车41的左端朝向移动小车3，第二牵引小车41的右端连接第二动力源的输出端，在第二动力源的驱动下，第二牵引小车41可以朝向远离移动小车3的方向移动，以实现对待测工件的拉伸。在第二牵引小车41和第二动力源的输出端之间设有拉力传感器43，用于测量试验过程中第二牵引小车41和第二动力源之间的拉力。

在进行小吨位拉力试验时，将待测工件的左端连接移动小车3的右端，同时将待测工件的右端连接第二牵引小车41的左端，使移动小车3在机架1内移动，直至待测工件被拉直绷紧，固定移动小车3。然后启动第二动力源，通过第二动力源的输出端缩回，使第二牵引小车41向右运动，进而实现对待测工件的拉力性能测试。通过结合拉式测力机构，可以对不同吨位的拉力试验分吨位段进行试验，避免了大量程仪器测量小吨位被试物的情况，使拉力测试在全量程范围内均具有较高试验精度。

进一步地，压力试验工装21包括卡盘211和托盘212，卡盘211设置于机架1左端的挡板上，且卡盘211的夹持轴线与第一牵引小车24的夹持轴线共线，卡盘可以用来固定轴类待测工件。托盘212设置于地面上，且托盘212的高度可调节，可以根据被测工件大小调整高度，使被测工件与第一牵引小车24以及挡板上的卡盘211处于同一水平高度。托盘212可以采用剪叉式、丝杠式或者套筒式的升降机构。

进一步地，如图1和图2所示，移动小车3包括驱动单元、主动滑轮32和从动滑轮33，驱动单元包括驱动电机31、减速器(图中未示出)和链轮311，驱动电机31的输出端通过减速器连接至链轮311，链轮311套设于主动滑轮32的转轴上，因而驱动电机31可以驱动主动滑轮32旋转，进而驱动移动小车3在机架1内移动。移动小车3的右端设置一个主动滑轮32，主动滑轮32的转轴垂直于机架1的长度方向，并穿过移动小车3的左右两侧。移动小车3的左端设置两个从动滑轮33，从动滑轮33的转轴也垂直于机架1的长度方向。更进一步地，驱动电机31还连接有遥控器，进而可以通过遥控器远程控制移动小车3的运行状态。

进一步地，如图2和图3所示，试验机还包括水平插销5，机架1的两侧对称开设有多个第一水平插销孔12，位于机架1同一侧的多个第一水平插销孔12沿机架1的长度方向依次间隔设置。具体地，多个第一水平插销孔12的尺寸相同且等距离排布。

相应地，移动小车3的两侧对称开设有第二水平插销孔34，第一水平插销孔12和第二水平插销孔34内均可插拔连接水平插销5。当需要移动移动小车3时，将水平插销5从第一水平插销孔12和第二水平插销孔34中拔出，待移动小车3移动至合适位置时，并且第一水平插销孔12对准第二水平插销孔34时，再重新沿水平方向插入水平插销5，固定移动小车3。采用水平插销对移动小车进行定位，安装过程更便捷，且优化了移动小车的受力分布，避免局部受力过大，从而使移动小车可以承受更大的拉力。

进一步地，如图1和图4所示，机架1还包括设于端头小车22下方的导轨11，端头小车22的滑轮滑动连接导轨11。通过在端头小车的下方铺设一段单独的高强度导轨，在试验过程中，特别是在机构承受较大拉力的情况下，可以使轨道受力更加均匀，分散，从而有效避免了长时间使用拉力机过程中，轨道的磨损，变形现象。同时，还可以增强端头小车运行稳定性，有利于提高推压式测力机构的最大适用吨位的范围。

进一步地，第一动力源包括第一油缸23，第一油缸23包括第一活塞231和第一缸体232，第一缸体232通过第一横梁27固定于机架1上。同样地，第二动力源包括第二油缸42，第二油缸42包括第二活塞421和第二缸体422，第二缸体422通过第二横梁44固定于机架1上。通过横梁固定油缸，使得动力源能够始终与牵引小车保持在同一水平线上，且不会因时间推移，出现各机构相对位移，从而避免使用一段时间后出现各拉力机构不在同一水平线上的情况，杜绝了“斜拉”现象，进而提高了试验精度。同时采用横梁固定可以节约空间，减少固定件数量，并且更容易实现高强度固定，整体结构设计更加紧凑、合理。

更进一步地，第一油缸23和第二油缸42均通过油管61连接于油泵站6。推压式测力机构2和拉式测力机构4共用一个油泵站6驱动，节约了成本，提高了控制效率。

进一步地，第一牵引小车24的右端设有用于夹持待测工件的第一夹持部241，移动小车3的左端设有用于夹持待测工件的第二夹持部35，移动小车3的右端设有用于夹持待测工件的第三夹持部36，第二牵引小车41的左端设有用于夹持待测工件的第四夹持部411。第一夹持部241、第二夹持部35、第三夹持部36和第四夹持部411均为外凸圆环形。将待测量工件通过吊带，套环等连接件，利用竖直插销插入外凸圆环形的夹持部中，实现对待测工件的夹持。该形状的夹持部具有安装过程便捷，结构工艺简单，成本低，实用性强的有点。同时，采用该设计配合卡环、吊带等工具，可以实现对不同规格、外形、吨位的工件的安装。此外，外凸圆环形的设计符合流线型设计的理念，优化了待测工件的受力分布情况，避免了产生局部受力过大，受力集中等现象的产生。

进一步地，第一牵引小车24和第二牵引小车41上均设有旋转编码器。利用旋转编码器可以测量出第一牵引小车和第二牵引小车的行程，再根据所测量的数据，获得第一牵引小车和第二牵引小车在机架上的位置以及待测工件的变形情况，并可以结合压力传感器和拉力传感器的数据，分析待测工件的受力与变形情况两者之间的关系。旋转编码器通过拉线与机架连接，安装需保证避免妨碍机构的正常运行，同时拉线需要保持水平并处于张紧状态，以使的旋转编码器可以真实准确反映牵引小车和端头小车的运行行程及其在机架上的位置。

更进一步地，第一水平插销孔12处设有行程开关，避免牵引小车、端头小车、移动小车等移动机构超过极限位置，造成损害。

更进一步地，试验机还包括具有液压自动开启功能的安全防护罩，以防止待测工件断裂后飞出。

进一步地，试验机还包括控制系统7，压力传感器26、拉力传感器43、第一油缸23和第二油缸42均连接控制系统7。同时控制系统7还连接旋转编码器，因而待测工件的拉力大小(或者压力大小)、牵引小车行走的距离和速度分别由拉力传感器(或者压力传感器)和旋转编码器测量并实时反馈给控制系统，控制系统根据这些参数的反馈值控制伺服电机调节油泵输出，形成闭环控制。

通过以上实施例可以看出，本实用新型实施例提供的用于测试拉力和压力的试验机，利用推压式测力机构的一端测试拉力，另一端测试压力来实现一机双用，当待测工件放置于压力试验工装和端头小车之间时，通过第一动力源驱动端头小车移动，进而对待测工件施压，实现压力测试；当待测工件放置于第一牵引小车和移动小车之间时，通过第一动力源驱动端头小车，进而带动第一牵引小车移动，进而拉伸待测工件，实现拉力测试。同时在移动小车的另一端还设置拉式测力机构，为拉力测试提供了两段试验工位，利用移动小车在机架内运行，可以根据试验要求改变有效行程。该用于测试拉力和压力的试验机在一个机架上提供了三段试验区域，满足了多种测试需求，节约了成本与试验空间，提升了经济性，也提高了测试精度。

同时结合拉式测力机构，可以对不同吨位的拉力试验分吨位段进行试验，避免了大量程仪器测量小吨位被试物的情况，使拉力测试在全量程范围内均具有较高试验精度，可以实现三种力学测试。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于测试拉力和压力的试验机，其特征在于，包括机架以及依次设置于所述机架上的推压式测力机构、移动小车和拉式测力机构；所述推压式测力机构包括依次设置于所述机架上的压力试验工装、端头小车、第一动力源和第一牵引小车；所述第一动力源的输出端连接所述端头小车，以使得所述端头小车朝向所述压力试验工装移动；所述第一动力源的输出端与所述端头小车之间设有压力传感器；所述端头小车通过牵引杆连接所述第一牵引小车的一端，所述第一牵引小车的另一端朝向所述移动小车的一端，所述移动小车的另一端朝向所述拉式测力机构；所述端头小车、所述第一牵引小车、所述移动小车均滑动连接于所述机架。

2.根据权利要求1所述的用于测试拉力和压力的试验机，其特征在于，所述压力试验工装包括卡盘和托盘，所述卡盘设置于所述机架上，且所述卡盘的夹持轴线与所述第一牵引小车的夹持轴线共线；所述托盘设置于所述机架的下方，且所述托盘的高度可调节。

3.根据权利要求1所述的用于测试拉力和压力的试验机，其特征在于，所述移动小车包括驱动单元、主动滑轮和从动滑轮，所述驱动单元连接所述主动滑轮，所述主动滑轮和所述从动滑轮分别设置于所述移动小车的两端。

4.根据权利要求1所述的用于测试拉力和压力的试验机，其特征在于，还包括水平插销；所述机架的两侧对称开设有多个第一水平插销孔，位于所述机架同一侧的多个所述第一水平插销孔沿所述机架的长度方向依次间隔设置；所述移动小车的两侧对称开设有第二水平插销孔，所述第一水平插销孔和所述第二水平插销孔内均可插拔连接所述水平插销。

5.根据权利要求1所述的用于测试拉力和压力的试验机，其特征在于，所述机架还包括设于所述端头小车下方的导轨，所述端头小车的滑轮滑动连接所述导轨。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于测试拉力和压力的试验机，其特征在于，所述拉式测力机构包括依次设置于所述机架上的第二牵引小车和第二动力源，所述第二牵引小车的一端朝向所述移动小车，所述第二动力源的输出端连接所述第二牵引小车的另一端，以使得第二牵引小车朝向远离所述移动小车的方向移动；所述第二动力源的输出端与所述第二牵引小车之间设有拉力传感器。

7.根据权利要求6所述的用于测试拉力和压力的试验机，其特征在于，所述第一动力源包括第一油缸，所述第一油缸通过第一横梁固定于所述机架上；所述第二动力源包括第二油缸，所述第二油缸通过第二横梁固定于所述机架上。

8.根据权利要求7所述的用于测试拉力和压力的试验机，其特征在于，所述第一油缸和所述第二油缸均连接于油泵站。

9.根据权利要求6所述的用于测试拉力和压力的试验机，其特征在于，所述第一牵引小车的另一端设有用于夹持待测工件的第一夹持部，所述移动小车的两端分别设有用于夹持待测工件的第二夹持部和第三夹持部，所述第二牵引小车的一端设有用于夹持待测工件的第四夹持部；所述第一夹持部、所述第二夹持部、所述第三夹持部和所述第四夹持部均为外凸圆环形。

10.根据权利要求6所述的用于测试拉力和压力的试验机，其特征在于，所述第一牵引小车和所述第二牵引小车上均设有旋转编码器。