CN210604214U - 一种高扭矩扭转疲劳测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高扭矩扭转疲劳测试仪，包括：整机定位底板，以及电机，其设置在所述整机定位底板上；主动轴，其设置在所述电机的输出端；传动轴，其平行于所述主动轴设置在所述整机定位底板上；同步带，其同时套设在所述主动轴和所述传动轴上，带动所述主动轴和所述传动轴同步转动；角位移传感器，其设置在所述传动轴的一端；第一扭转疲劳夹具，其设置在所述传动轴的另一端；两个直线导轨，其平行间隔地设置在所述整机定位底板上，所述直线导轨平行于所述传动轴；直线导轨滑块，其可滑动地匹配在所述直线导轨上；扭矩传感器，其设置在所述直线导轨滑块上；第二扭转疲劳夹具，其设置在所述扭矩传感器的一端，与第一扭转疲劳夹具相对设置。

Description

一种高扭矩扭转疲劳测试仪

技术领域

本实用新型涉及材料力学性能测试仪器领域，尤其涉及一种高扭矩扭转疲劳测试仪。

背景技术

随着国内工业水平的迅猛发展，对于材料力学性能的研究愈发广泛，从而衍生出多种多样的检测方式。特别在航天航空、特种加工、冶金制造等领域，更需要有效且精准的获得材料的力学性能。而机械行业中的大多数系统都通过旋转工件进行动力传递，由于旋转工件是传递动力的关键部件，类似这种使材料面对极强的径向剪切力的场景还有很多，因此常常需要进行扭转性能或疲劳试验，以获得其性能参数。并且在高等学校机械、土木工程、建筑工程类专业教学中，为了有利于帮助学生验证学过的材料力学理论知识，并精确的应用了解材料力学行为，有利于培养学生的实测能力、综合运用能力和创新能力，开设了扭转实验项目。

目前，应用较为广泛的材料试验机大致有两大类型：一类是精密型，该类型的材料试验机虽然其测试精度较高、功能多，但是其结构复杂，操作难度大，成本高，一般的小型企业难以负担；二类是普通型，该类型的材料试验机的结构简单，成本低，但是其测试精度差、误差大，测试不准确，不能满足使用要求，其主要原因是：由于扭转、拉压试验的力量较大，底座、工作台、驱动柱、导向柱、顶梁连接、活动横梁等所有受力件在扭转、拉压工件的过程中都会出现不同程度的塑性变形，这些塑性变形的综合导致工件的真实变形量与显示的变形量的误差大，而且普通级的材料试验机的精度较低，花较少的钱，用普通的材料试验机进行高精度的材料试验，且能提供更为精准的数据，成为普通用户的迫切需求。

实用新型内容

本实用新型为解决目前的技术不足之处，提供了一种高扭矩扭转疲劳测试仪，有效防止较为容易出现的滑动、偏移及间隙误差现象，避免因机械机构误差影响扭转疲劳测试效果。

本实用新型提供的技术方案为：一种高扭矩扭转疲劳测试仪，包括：

整机定位底板，以及

电机，其设置在所述整机定位底板上；

主动轴，其设置在所述电机的输出端；

传动轴，其平行于所述主动轴设置在所述整机定位底板上；

同步带，其同时套设在所述主动轴和所述传动轴上，带动所述主动轴和所述传动轴同步转动；

角位移传感器，其设置在所述传动轴的一端；

第一扭转疲劳夹具，其设置在所述传动轴的另一端；

两个直线导轨，其平行间隔地设置在所述整机定位底板上，所述直线导轨平行于所述传动轴；

直线导轨滑块，其可滑动地匹配在所述直线导轨上；

扭矩传感器，其设置在所述直线导轨滑块上；

第二扭转疲劳夹具，其设置在所述扭矩传感器的一端，与所述第一扭转疲劳夹具等高相对设置。

优选的是，还包括：

消隙减速机，其设置在所述电机的输出端，并连接驱动所述主动轴；

电机支架，其设置在所述整机定位底板上，固定支撑所述电机和所述消隙减速机。

优选的是，还包括：

第一同步带轮，其固定套设在所述主动轴上；

第二同步带轮，其固定套设在所述传动轴上；

并且，所述同步带同时套设在所述第一同步带轮和所述第二同步带轮上。

优选的是，还包括：

传动轴支架，其设置在所述整机定位底板上，支撑在所述传动轴中部；

角位移传感器支架，其设置在所述整机定位底板上，支撑所述角位移传感器；

传动轴尾端支架，其设置在所述整机定位底板上，支撑在所述传动轴端部，位于所述角位移传感器和所述第二同步带轮之间。

优选的是，还包括：

直线导轨滑块位移平台，其固定在所述直线导轨滑块上；

扭矩传感器支架，其设置在所述直线导轨滑块位移平台上，支撑在所述扭矩传感器一端；

扭转传感器连接法兰，其一端固定在所述扭矩传感器的另一端，另一端固连所述第二扭转疲劳夹具。

优选的是，所述扭转疲劳夹具还包括：

扭转夹具主体，其上表面中心具有第一凹槽，中心具有第一通孔，两侧分别设置固定孔；

扭转夹具顶盖，其与所述扭转夹具主体间隔相对设置，所述扭转夹具顶盖的下表面设置第二凹槽，中心具有第二通孔，两侧分别设置固定通孔；

扭转夹具定位销，其穿过所述第二通孔、试样以及所述第一通孔。

优选的是，还包括：

弹性联轴器，其同轴连接所述传动轴和所述角位移传感器。

优选的是，还包括：

锁止螺母，其套设在所述传动轴上，位于所述传动轴尾端支架和所述第二同步带轮之间。

优选的是，还包括：

定位防松套筒，其套设在所述传动轴上，位于所述传动轴支架和所述第一扭转疲劳夹具之间。

本实用新型所述的有益效果：提供了一种高扭矩扭转疲劳测试仪，有效避免机械机构误差影响扭转疲劳测试效果。有效提高测试精度的与稳定性的高扭矩扭转疲劳测试仪。

附图说明

图1为本实用新型所述的高扭矩扭转疲劳测试仪的整机结构示意图；

图2为本实用新型所述的高扭矩扭转疲劳测试仪的固定端的结构示意图；

图3为本实用新型所述的高扭矩扭转疲劳测试仪的传动端的结构示意图；

图4为本实用新型所述的高扭矩扭转疲劳测试仪的传动端的结构俯视图；

图5为本实用新型所述的高扭矩扭转疲劳测试仪的传动轴结构左视图；

图6为本实用新型所述的高扭矩扭转疲劳测试仪的定位防松套筒的示意图；

图7为本实用新型所述的高扭矩扭转疲劳测试仪的扭转疲劳夹具的结构示意图；

图8为本实用新型所述的高扭矩扭转疲劳测试仪的被测试样示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-8所示，本实用新型的高扭矩扭转疲劳测试仪，包括：整机定位底板100用于固定支撑，整机定位地板100上设置电机210，电机的输出端驱动连接主动轴。传动轴230平行于所述主动轴设置在所述整机定位底板100上。同步带222同时套设在所述主动轴和所述传动轴上，带动所述主动轴和所述传动轴同步转动。角位移传感器240设置在所述传动轴的一端；第一扭转疲劳夹具260设置在所述传动轴的另一端。两个直线导轨140平行间隔地设置在所述整机定位底板100上，所述直线导轨140平行于所述传动轴；直线导轨滑块142可滑动地匹配在所述直线导轨140上；扭矩传感器240设置在所述直线导轨滑块142上；第二扭转疲劳夹具250设置在所述扭矩传感器240的一端，与所述第一扭转疲劳夹具等高相对设置。

在另一实施例中，消隙减速机220设置在所述电机210的输出端，并连接驱动所述主动轴；电机支架130设置在所述整机定位底板110上，固定支撑所述电机210和所述消隙减速机220。

在另一实施例中，第一同步带轮221固定套设在所述主动轴上；第二同步带轮231固定套设在所述传动轴上；并且，所述同步带222同时套设在所述第一同步带轮221和所述第二同步带轮231上。

在另一实施例中，传动轴支架150设置在所述整机定位底板100上，支撑在所述传动轴中部；传动轴支架定位传动轴中心高，保证夹具两端轴线一致。同时连接传动轴上的一个轴承挡圈，此挡圈起到稳定轴承的作用，防止其工作时产生的位移误差。

角位移传感器支架110设置在所述整机定位底板100上，支撑所述角位移传感器240；

传动轴尾端支架120设置在所述整机定位底板100上，支撑在所述传动轴端部，位于所述角位移传感器240和所述第二同步带轮231之间。

在另一实施例中，直线导轨滑块位移平台141固定在所述直线导轨滑块142上；扭矩传感器支架143设置在所述直线导轨滑块位移平台141上，支撑在所述扭矩传感器240一端；扭转传感器连接法兰241一端固定在所述扭矩传感器240的另一端，另一端固连所述第二扭转疲劳夹具250。

在另一实施例中，所述扭转疲劳夹具(250或260)还包括：

扭转夹具主体(251或261)，其上表面中心具有第一凹槽，中心具有第一通孔，两侧分别设置固定孔；

扭转夹具顶盖(252或262)与所述扭转夹具主体(251或261)间隔相对设置，所述扭转夹具顶盖(252或262)的下表面设置第二凹槽，与第一凹槽相对设置，用于容纳待测试样270，中心具有第二通孔，两侧分别设置固定通孔；两个固定螺栓可以通过固定通孔以及固定孔来固定住扭转夹具顶盖，固定被测试样于夹具，防止被测试样在检测时产生的径向变形。扭转夹具定位销(253或263)其穿过所述第二通孔、试样以及所述第一通孔。防止被测试样在检测时产生的轴向变形。

在另一实施例中，弹性联轴器233同轴连接所述传动轴和所述角位移传感器。联轴器支架，定位传动轴尾端的中心高，保证传动轴轴线不会产生偏移的情况，同时对同步带轮的锁止螺母起到限位与定位的作用，并保证了同步带轮的相对于整体底板的垂直度关系，更便于同步带与同步带轮需更换维护。并连接弹性联轴器。

在另一实施例中，锁止螺母232套设在所述传动轴上，位于所述传动轴尾端支架和所述第二同步带轮231之间。

在另一实施例中，定位防松套筒235套设在所述传动轴上，位于所述传动轴支架和所述第一扭转疲劳夹具260之间。定位防松套筒可以有效的避免传动轴工作时，较容易产生偏移、滑动或间隙等误差情况。轴承防滑挡圈234靠近第一扭转疲劳夹具260设置，用于稳固其预设定位尺寸

本实用新型所述的高扭矩扭转疲劳测试仪在结构上分为两部分：一端为传动结构，通过电机驱动，经由消隙减速机输出动力，带动同步带轮和同步带工作使传动轴旋转工作，并通过角位移传感器检测位移角度以预设定的转速旋转达到目标角度，实现测试目的；另一端为固定端，只保留预设的轴向自由度，使被测样品只受到扭转所至的径向剪切力，并通过此端连接扭矩传感器得出被测样品所受剪切力的具体数值。

在此仪器以一种具体实施方式中，所述仪器上设有的扭矩传感器和角位移传感器，如此，加载系统通过私服系统，与仪器实现闭环控制模式，从而达成适时检测实验数据和精准控制的目的。

本实用新型的高扭矩扭转疲劳测试仪采用卧式结构，由电机驱动仪器工作。由电机210作为驱动单元，经由消隙减速机220带动其轴端固定的第一同步带轮221，通过同步带222传动至另一端固定于传动轴230的第二同步轮231转动。传动轴230前端通过法兰连接第一扭转疲劳夹具260，从而实现扭转疲劳的试验目的。且由传动轴尾端通过弹性联轴器233连接的角位移传感器240测出扭转角度位移数据，从而实现适时检测和控制扭转速率和扭转角度的目的。

另一端，如图2所示，作为固定端，在只保留轴向自由度的限制下，夹持被测试样的其中一端。先由整机定位底板100预留定位平面安装了两条相对平行的直线导轨140，再由通过直线导轨滑块142连接的直线导轨滑块位移平台141，使此部分机构只有轴向自由度，保证被测样品只受到径向剪切力。此外直线导轨滑块位移平台141上的支架143固定了扭矩传感器，再经由法兰241连接第二扭转疲劳夹具250，此部分的扭矩传感器能准确的输出被测样品的适时扭矩，从而达到适时检测和控制扭转速率和扭矩的目的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种高扭矩扭转疲劳测试仪，其特征在于，包括：

整机定位底板，以及

电机，其设置在所述整机定位底板上；

主动轴，其设置在所述电机的输出端；

传动轴，其平行于所述主动轴设置在所述整机定位底板上；

同步带，其同时套设在所述主动轴和所述传动轴上，带动所述主动轴和所述传动轴同步转动；

角位移传感器，其设置在所述传动轴的一端；

第一扭转疲劳夹具，其设置在所述传动轴的另一端；

两个直线导轨，其平行间隔地设置在所述整机定位底板上，所述直线导轨平行于所述传动轴；

直线导轨滑块，其可滑动地匹配在所述直线导轨上；

扭矩传感器，其设置在所述直线导轨滑块上；

第二扭转疲劳夹具，其设置在所述扭矩传感器的一端，与所述第一扭转疲劳夹具等高相对设置。

2.根据权利要求1所述的高扭矩扭转疲劳测试仪，其特征在于，还包括：

消隙减速机，其设置在所述电机的输出端，并连接驱动所述主动轴；

电机支架，其设置在所述整机定位底板上，固定支撑所述电机和所述消隙减速机。

3.根据权利要求2所述的高扭矩扭转疲劳测试仪，其特征在于，还包括：

第一同步带轮，其固定套设在所述主动轴上；

第二同步带轮，其固定套设在所述传动轴上；

其中，所述同步带同时套设在所述第一同步带轮和所述第二同步带轮上。

4.根据权利要求3所述的高扭矩扭转疲劳测试仪，其特征在于，还包括：

传动轴支架，其设置在所述整机定位底板上，支撑在所述传动轴的中部；

角位移传感器支架，其设置在所述整机定位底板上，支撑所述角位移传感器；

传动轴尾端支架，其设置在所述整机定位底板上，支撑在所述传动轴端部，位于所述角位移传感器和所述第二同步带轮之间。

5.根据权利要求4所述的高扭矩扭转疲劳测试仪，其特征在于，还包括：

直线导轨滑块位移平台，其固定在所述直线导轨滑块上；

扭矩传感器支架，其设置在所述直线导轨滑块位移平台上，支撑在所述扭矩传感器一端；

扭转传感器连接法兰，其一端固定在所述扭矩传感器的另一端，另一端固连所述第二扭转疲劳夹具。

6.根据权利要求1所述的高扭矩扭转疲劳测试仪，其特征在于，所述扭转疲劳夹具还包括：

扭转夹具主体，其上表面中心具有第一凹槽，且中心具有第一通孔，两侧分别设置固定孔；

扭转夹具顶盖，其与所述扭转夹具主体间隔相对设置，所述扭转夹具顶盖的下表面设置第二凹槽，且中心具有第二通孔，两侧分别设置固定通孔；

扭转夹具定位销，其同时穿过所述第二通孔、试样以及所述第一通孔。

7.根据权利要求6所述的高扭矩扭转疲劳测试仪，其特征在于，还包括：

弹性联轴器，其同轴连接所述传动轴和所述角位移传感器。

8.根据权利要求4所述的高扭矩扭转疲劳测试仪，其特征在于，还包括：

锁止螺母，其套设在所述传动轴上，位于所述传动轴尾端支架和所述第二同步带轮之间。

9.根据权利要求8所述的高扭矩扭转疲劳测试仪，其特征在于，还包括：

定位防松套筒，其套设在所述传动轴上，位于所述传动轴支架和所述第一扭转疲劳夹具之间。

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