CN210119403U - 一种新型大跨距压力试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型大跨距压力试验机，包括主要由主机、同速轴传动机构、多点测量系统，锁紧调平机构、丝杠导向运动机构等构成，同速轴传动机构内设置双减速机结构，所有零部件均为刚性金属件连接，有效的减小传动误差；丝杠导向运动机构通过在丝杠侧面加装导向限位装置，避免受到径向载荷影响，确保横梁在承受径向载荷时的运行平稳；锁紧调平装置通过设置于其上球头结构与抗压弹簧联调的方式保证了上压盘的自适应调整特性；采用多点测量技术，将测量元件安装在下压盘下方，测量精确高，并安装多个测量元件可以检测整体受力情况以及局部的受力情况，整机具有结构刚性大、稳定性高、数据测量精确、应用范围广等优点。

Description

一种新型大跨距压力试验机

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种用于材料压缩试验的新型大跨距压力试验机。

背景技术

大跨距试验机，一般用作包装容器，如纸箱等的压缩试验。传统的大跨距试验机是在电子万能试验机的基础上通过加高加宽改造而成，通常由一根同步带传动，带动两根丝杠同时运行，横梁向下运动，来给上下压盘之间的试样一定的压向载荷，同时通过中横梁上安装的单传感器，测量加载载荷。以传统的100KN大跨距试验机为例，上压盘尺寸一般为1500mm×1500mm，而传递的压向载荷的球面接头尺寸较小，一般为φ40mm。为减少上压盘的活动空间，一般会在压盘的四个角的地方，装上四套导向限位杆，来限定上压盘的活动空间。同时将原来的一根同步带，更换成两根同步带，同时传动。以上述机型为例的大跨距试验机存在如下缺陷：

1、由于两根滚珠丝杠的间距较大，一般为1800mm，即使更换成两根同步带传动，每根同步带的长度也至少为2000mm，由于同步带自身的伸长误差，加上两根同步带的安装间隙误差，左右两根丝杠的转动同步性很差。由于中横梁工作过程中很难保持水平，这会给滚珠丝杠施加较大的轴向载荷，导致丝杠传动效率变低，磨损加剧，同时横梁倾斜会引起载荷施加点变化，导致轴向载荷测量误差加大；

2、由于上下压盘间距较大，一般为2000mm，整根滚珠丝杠的长度较大，一般为4200mm，而直径一般仅有φ50mm。整个中横梁和上压盘的重量，一般为1000kg。1000kg的重量和2000mm的高度差，仅靠φ50mm的滚珠丝杠支撑，在受到轻微横向载荷时，上压盘就会出现较大幅度的偏摆，结构稳定性很差；

3、由球面接头连接上压盘，同时采用四根导向限位杆来限位的结构，具有自适应调整特性，可保证上压盘可以和包装容器的上平面较好的贴合。但包装容器的另一种试验方法，要求整个试验过程中，上下压盘需一直保持平行状态。由于传统结构的自适应调整特性，上下压盘不能一直保持平行，故传统大跨距试验机不能实现这个试验方法；

4、载荷传感器放置于球面接头和中横梁之间，当上压盘倾斜时，压盘会给传感器施加一定的径向载荷，导致传感器测量数据偏大。同时当上压盘倾斜时，四个导向限位杆的弹簧会额外给压盘施加一定的力。根据试验情况不同，施加的力的大小和方向也不同，这也会影响传感器的测量的准确性。

因此，针对上述缺陷，需要对现有技术进行改进。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提出了一种新型大跨距压力试验机，以解决上述背景技术中的缺陷。

为达到上述目的，本实用新型采取如下的技术方案：

一种新型大跨距压力试验机，包括主机、加压模块和静压模块，所述主机包括承压台、

同速轴传动机构、丝杠导向运动机构；所述同速轴传动机构设置于承压台内部，所述同速轴传动机构包括伺服电机、同步带轮、同步带、传动杆、减速机，所述伺服电机与同步带轮通过同步带连接，所述同步带轮两侧分别设置传动杆，所述同步带轮与所述传动杆通过胀套联轴器连接，所述传动杆远离同步带轮一侧连接减速机，所述减速机与所述传动杆通过膜片联轴器连接；

所述的同速轴传动机构采用双减速机结构，当伺服电机的动力传递到同步带轮后，经两侧的刚性传动杆，均匀分配给两侧减速机，然后两侧减速机带动两侧滚珠丝杠副同步运行，所述的同速轴传动机构的传动误差主要来源于减速机，不过由于采用的是相同的减速机，两侧的误差也是相同的，滚珠丝杠副仍可保持同步传动。

所述丝杠导向运动机构包括槽钢侧罩、滚珠丝杠副、移动横梁、导向机构，所述槽钢侧罩固定于承压台上方两侧，所述滚珠丝杠副设置于槽钢侧罩的槽体内，所述滚珠丝杠副底端与同速轴传动机构中的减速机连接，所述移动横梁两侧套接滚珠丝杠副，所述槽钢侧罩内的三侧的内侧壁上分别设置一套导向机构，所述导向机构与所述移动横梁固定连接，与所述槽钢侧罩滑动连接；

进一步的，所述槽钢侧罩两侧设置支撑加固梁，以保证整个槽钢侧罩的刚性；

进一步的，所述槽钢侧罩的槽口位置设置风琴式防尘帘，用于防止灰尘细屑进入滚珠丝杠影响精度；

所述承压台上方两侧分别设置一根槽钢侧罩，每侧槽钢侧罩内均设置三套导向机构，六套导向机构对移动横梁的前后方向和左右方向的运动均作了限制，保证移动横梁只能上下运动；所述的丝杠导向运动机构不仅通过设置于所述两侧槽钢内侧壁上的六套导向机构改善了所述滚珠丝杠副的受力情况，还增加了主机的刚性，同时整个结构很紧凑，节约了大量的硬件成本。

所述加压模块固定安装于所述移动横梁下方，包括球头结构、支撑臂、锁紧调平机构、上压盘；所述球头结构包括球头压杆、球头座、锁紧螺母、法兰座Ⅰ，所述球头压杆非球面的一端与所述移动横梁通过锁紧螺母固定，所述球头压杆球面一端安装于球头座内，所述上压盘通过法兰座Ⅰ与所述球头座固定连接；所述支撑臂一端与所述移动横梁固定连接，所述支撑臂另一端设置插接孔，所述锁紧调平机构包含顶杆、调整手轮、弹簧座、抗压弹簧、法兰座Ⅱ，所述顶杆通过所述支撑臂上的插接孔插接于支撑臂端部，所述调整手轮位于支撑臂下方并套接固定在顶杆上，所述弹簧座设置固定于调整手轮下方，所述抗压弹簧一端设置固定于弹簧座内，另一端设置固定于所述法兰座Ⅱ内，所述法兰座Ⅱ下方与上压盘固定连接；

进一步的，所述顶杆与支撑臂连接处设置防转块；

进一步的，所述锁紧调平机构优选的设置数量为四套；

进一步的，所述法兰座Ⅱ上设置有与顶杆相匹配的锁紧部件；

当所述上压盘需要根据压力容器上表面自适应调整时，通过旋转所述调整手轮，将所述顶杆与所述法兰座Ⅱ分离，所述锁紧调平机构打开，此时所述上压盘靠球面接头连接，可通过抗压弹簧，自适应调整上压盘的位置；当所述上压盘需要保持水平状态时，先将所述上压盘与设置与承压台上方的下压盘贴合，然后旋转调整手轮，将顶杆压紧到法兰座Ⅱ的锁紧部件上，由于所有顶杆都与法兰座Ⅱ压紧，上压盘的处于锁死状态，从而保证上压盘位置固定不变。

所述静压模块包括下横梁、传感器支撑板、负荷传感器、下压盘，所述下压盘下方设置负荷传感器，所述下横梁两端固定在槽钢侧罩底部，所述传感器支撑板固定设置在下横梁上，所述负荷传感器固定设置于传感器支撑板上，所述负荷传感器上方固定连接下压盘；

进一步的，所述负荷传感器优选的设置数量为四个；

在实际操作过程中，所述负荷传感器的相对位置均保持不变，不受横梁及上压盘活动的影响，测量更加准确，当需要测量压力容器试样整体的受力情况时，只需将所有传感器采集的载荷数据相加即可，也可以单独对某一个或几个传感器的数据进行分析，从而可得到压力容器试样不同位置的受力情况。

通过实施上述新型大跨距压力试验机，具有如下有益效果：

1、采用新型同速轴传动，摒弃了同步带传动结构，所有零部件均为刚性连接，且均为金属件，零部件本身的弹性变形几乎可忽略不计，同时，同速轴在中横梁调整水平后再锁紧，也杜绝了安装间隙误差；

2、采用丝杠导向运动机构，给滚珠丝杠加上导向装置，让滚珠丝杠不受径向载荷的影响，同时移动横梁在上下运动过程中，径向四个方向均有限位装置，保证移动横梁在承受径向载荷时，不会摆动；

3、采用球面接头和锁紧调平机构联调的方式，来保证上压盘的活动特性；

4、采用多点测量技术，不仅可以精确测量压力容器样品的整体的受力情况，还可以监测不同点的受力变化情况，同时测量系统安装到下压盘下面，不受横梁及上压盘活动的影响，测量更加准确。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1为本实用新型具体实施方式中新型大跨距压力试验机立体结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式中同速轴传动机构结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式中丝杆导向运动机构结构示意图；

图4为本实用新型具体实施方式中球头结构剖面结构示意图；

图5为本实用新型具体实施方式中锁紧调平机构结构示意图；

图6为本实用新型具体实施方式中静压模块结构示意图；

图7为本实用新型具体实施方式中新型大跨距压力试验机俯视结构示意图；

附图标记：

10、承压台；

11、同速轴传动机构；110、伺服电机；111、同步带轮；112、同步带；113、传动杆；114、减速机；115、胀套联轴器；116、膜片联轴器；

12、丝杆导向运动机构；120、槽钢侧罩；121、滚珠丝杠副；122、移动横梁；123、导向机构；124、支撑加固梁；125、风琴式防尘帘；

2、加压模块；

20、球头结构；200、球头杆；201、球头座；202、锁紧螺母；203、法兰座Ⅰ；

21、支撑臂；

22、锁紧调平机构；220、顶杆；221、调整手轮；222、弹簧座；223、抗压弹簧；

224、法兰座Ⅱ；225、防转块；

23、上压盘；

3、静压模块；

30、下横梁；

31、传感器支撑板；

32、负荷传感器；

33、下压盘。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本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，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1-6对于一种新型大跨距压力试验机的结构进行举例说明。

如图1所示，一种新型大跨距压力试验机，包括主机1、加压模块2和静压模块3，主机包括承压台10、同速轴传动机构11、丝杠导向运动机构12；同速轴传动机构11设置于承压台10内部，同速轴传动机构11包括伺服电机110、同步带轮111、同步带112、传动杆113、减速机114，伺服电机110与同步带轮111通过同步带112连接，同步带轮111两侧分别设置传动杆113，同步带轮111与传动杆113通过胀套联轴器115连接，传动杆113远离同步带轮111一侧连接减速机114，减速机114与传动杆113通过膜片联轴器116连接；

同速轴传动机构11采用双减速机114结构，当伺服电机110的动力传递到同步带轮111后，经两侧的刚性传动杆113，均匀分配给两侧减速机114，然后两侧减速机114带动两侧滚珠丝杠副121同步运行；在装配时，传动杆113端部的胀套联轴器115暂不锁紧，等移动横梁122位置调水平后，才能确定两根传动杆113的相对位置，最后锁紧胀套联轴器115，即可保证两侧传动机构的同步性；同速轴传动机构11的传动误差主要来源于减速机114，不过由于采用的是相同的减速机114，两侧的误差也是相同的，滚珠丝杠副121仍可保持同步传动。

丝杠导向运动机构12包括槽钢侧罩120、滚珠丝杠副121、移动横梁122、导向机构123，槽钢侧罩120采用厚度为10mm厚重型槽钢，两根槽钢侧罩120固定于承压台10上方两侧，滚珠丝杠副121设置于槽钢侧罩120的槽体内，滚珠丝杠副121底端与同速轴传动机构11中的减速机114连接，移动横梁122两侧套接滚珠丝杠副121，槽钢侧罩120内的三侧的内侧壁上分别设置一套导向机构123，导向机构123与移动横梁122固定连接，与槽钢侧罩120滑动连接；槽钢侧罩120两侧设置支撑加固梁124，以保证整个槽钢侧罩120的刚性，槽钢侧罩120的槽口位置设置风琴式防尘帘125，用于防止灰尘细屑进入滚珠丝杠副121影响精度；

承压台10上方两侧分别设置一根槽钢侧罩120，每侧槽钢侧罩120内均设置三套导向机构123，六套导向机构123对移动横梁122的前后方向和左右方向的运动均作了限制，保证移动横梁122只能上下运动；丝杠导向运动机构12不仅通过设置于两侧槽钢侧罩120内侧壁上的六套导向机构123改善了滚珠丝杠副121的受力情况，还增加了主机的刚性，同时整个结构很紧凑，节约了大量的硬件成本。

加压模块2安装于移动横梁122下方，包括球头结构20、支撑臂21、锁紧调平机构22、上压盘23；球头结构20包括球头压杆200、球头座201、锁紧螺母202、法兰座Ⅰ203，球头压杆200非球面的一端与移动横梁122通过锁紧螺母202固定，球头压杆200球面一端安装于球头座201内，上压盘23通过法兰座Ⅰ203与球头座201固定连接；支撑臂21数量为四根，支撑臂21一端与移动横梁122固定连接，支撑臂21另一端设置插接孔，锁紧调平机构22包含顶杆220、调整手轮221、弹簧座222、抗压弹簧223、法兰座Ⅱ224，顶杆220通过支撑臂21上的插接孔插接于支撑臂21端部，顶杆220与支撑臂21连接处设置防转块225，调整手轮221位于支撑臂21下方并套接固定在顶杆220上，弹簧座222设置固定于调整手轮221下方，抗压弹簧223一端设置固定于弹簧座222内，另一端设置固定于法兰座Ⅱ224内，法兰座Ⅱ224上设置有与顶杆220相匹配的锁紧部件，法兰座Ⅱ224下方与上压盘23固定连接；

当上压盘23需要根据压力容器上表面自适应调整时，通过旋转调整手轮221，将顶杆220与法兰座Ⅱ224分离，锁紧调平机构22打开，此时上压盘23靠球头结构20连接，可通过抗压弹簧223，自适应调整上压盘23的位置；当上压盘23需要保持水平状态时，先将上压盘23与设置与承压台10上方的下压盘33贴合，然后旋转调整手轮221，将顶杆220压紧到法兰座Ⅱ224的锁紧部件上，由于设置于四根支撑臂21端部的四根顶杆220都与法兰座Ⅱ224压紧，上压盘23的处于锁死状态，从而保证上压盘23位置固定不变。

静压模块3包括下横梁30、传感器支撑板31、负荷传感器32、下压盘33，下压盘33下方设置四个负荷传感器32，下横梁30两端固定在槽钢侧罩120底部，传感器支撑板31固定设置在下横梁30上，负荷传感器32固定设置于传感器支撑板31上，负荷传感器32上方固定连接下压盘33；

在实际操作过程中，负荷传感器32的相对位置均保持不变，不受横梁及上压盘23活动的影响，测量更加准确，当需要测量压力容器试样整体的受力情况时，只需将四个负荷传感器32采集的载荷数据相加即可，也可以单独对某一个或几个负荷传感器32的数据进行分析，从而可得到压力容器试样不同位置的受力情况。

需要补充说明的是，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”“端”、“侧”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何用途或者适应性变化，这些用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由权利要求书指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围的前提下进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种新型大跨距压力试验机，包括主机、加压模块和静压模块，所述主机包括承压台、同速轴传动机构、丝杠导向运动机构；所述同速轴传动机构设置于承压台内部，所述丝杠导向运动机构设置于承压台上方，所述同速轴传动机构设置有减速机，所述丝杠导向运动机构包括槽钢侧罩、滚珠丝杠副、移动横梁、导向机构，所述槽钢侧罩固定于承压台上方两侧，所述滚珠丝杠副设置于槽钢侧罩的槽体内，所述滚珠丝杠副底端与所述减速机连接，所述移动横梁两侧分别套接所述滚珠丝杠副；所述加压模块固定安装于所述移动横梁下方，所述加压模块设置有锁紧调平机构；所述静压模块设置于槽钢侧罩底部。

2.根据权利要求1所述的一种新型大跨距压力试验机，其特征在于：所述同速轴传动机构包括伺服电机、同步带轮、同步带、传动杆、减速机、胀套联轴器、膜片联轴器，所述伺服电机与同步带轮通过同步带连接，所述同步带轮两侧分别设置传动杆，所述传动杆远离同步轮一侧分别设置减速机，所述同步带轮与所述传动杆通过胀套联轴器连接，所述减速机与所述传动杆通过膜片联轴器连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型大跨距压力试验机，其特征在于：所述丝杠导向运动机构还包括导向机构，所述导向机构分别设置在所述槽钢侧罩内的三侧的内侧壁上，所述导向机构与所述移动横梁固定连接，与所述槽钢侧罩滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型大跨距压力试验机，其特征在于：所述加压模块还包括球头结构、支撑臂、上压盘；所述球头结构包括球头压杆、球头座、锁紧螺母、法兰座Ⅰ，所述球头压杆非球面的一端与所述移动横梁通过锁紧螺母固定，所述球头压杆球面一端安装于球头座内，所述上压盘通过法兰座Ⅰ与所述球头座固定连接；所述支撑臂一端与所述移动横梁固定连接，所述支撑臂另一端设置插接孔。

5.根据权利要求4所述的一种新型大跨距压力试验机，其特征在于：所述锁紧调平机构包含顶杆、调整手轮、弹簧座、抗压弹簧、法兰座Ⅱ、防转块，所述顶杆通过所述支撑臂上的插接孔插接于支撑臂端部，所述顶杆与支撑臂连接处设置防转块，所述调整手轮位于支撑臂下方并套接固定在顶杆上，所述弹簧座设置固定于调整手轮下方，所述抗压弹簧一端设置固定于弹簧座内，另一端设置固定于所述法兰座Ⅱ内，所述法兰座Ⅱ上设置有与顶杆相匹配的锁紧部件，所述法兰座Ⅱ下方与上压盘固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型大跨距压力试验机，其特征在于：所述静压模块包括下横梁、传感器支撑板、负荷传感器、下压盘，所述下压盘下方设置负荷传感器，所述下横梁两端固定在槽钢侧罩底部，所述传感器支撑板固定设置在下横梁上，所述负荷传感器固定设置于传感器支撑板上，所述负荷传感器上方固定连接下压盘。

7.根据权利要求1所述的一种新型大跨距压力试验机，其特征在于：所述槽钢侧罩两侧设置支撑加固梁。

8.根据权利要求1所述的一种新型大跨距压力试验机，其特征在于：所述槽钢侧罩的槽口位置设置风琴式防尘帘。

9.根据权利要求1或5所述的一种新型大跨距压力试验机，其特征在于：所述锁紧调平机构优选的设置数量为四套。

10.根据权利要求6所述的一种新型大跨距压力试验机，其特征在于：所述负荷传感器优选的设置数量为四个。

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