CN211292311U - 一种测试橡胶减振产品蠕变和应力松弛的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测试橡胶减振产品蠕变和应力松弛的试验装置，包括：支架；伺服电机，竖直固定在所述支架上；传动机构，包括竖直地转动设置在支架上的滚珠丝杠机构、驱动连接在所述伺服电机与滚珠丝杠机构之间的带轮副；测试件加载机构，包括固定在支架上用于安装测试悬置的固定支撑机构、与滚珠丝杠机构的直线移动部件相连接对测试悬置施加竖直方向载荷的活动加载机构；传感器检测组件，用于检测测试悬置受到竖直方向载荷时的位移和受力。本实用新型提供的试验装置结构简单，无级加载，可进行连续变化的松弛实验；载荷通过机械传动，可以实现精确控制；不仅可用于蠕变实验，而且可用于应力松弛实验；无需人工搬动砝码，方便省力。

Description

一种测试橡胶减振产品蠕变和应力松弛的试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种橡试验装置，尤其涉及一种测试橡胶减振产品蠕变和应力松弛的试验装置，适用于对零件或材料试样进行蠕变和应力松弛实验。

背景技术

蠕变是指固体材料在应力大于某一数值时，外力不增加而材料变形随时间缓慢增加的现象。应力松弛是指固体材料在维持恒定的应变下，应力会随着时间而减少的现象。蠕变与应力松弛的研究对于确定材料的力学行为和产品的实用寿命有重要的工程意义。

蠕变实验：测试样件受到恒定的应力作用下，测量样件变形与时间的变化关系。

应力松弛实验：测试样件受到一定的变形加载，保持这个变形量不变，测量应力与时间的变化关系。

在现有的设备中，通常采用液压、气压、依靠砝码的重力等动力源来研究进行试验。依靠液压和气压的设备有着难以保持恒定压力或者存在压力波动等问题，影响测试结果的准确性。依靠砝码的重力作为动力源的设备通常需要人为地搬运砝码，工作量大，而且加载力是有“级”的、不连续的，难以进行加载连续变化的松弛实验。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单、工作可靠、操作简便、利于维修和搬迁的试验装置。

本实用新型的目的至少通过如下技术方案之一实现：

一种测试橡胶减振产品蠕变和应力松弛的试验装置，包括：

支架；

伺服电机，竖直固定在所述支架上；

传动机构，包括竖直地转动设置在所述支架上的滚珠丝杠机构、驱动连接在所述伺服电机与滚珠丝杠机构之间的带轮副；

测试件加载机构，包括固定在支架上用于安装测试悬置的固定支撑机构、与所述滚珠丝杠机构的直线移动部件相连接对测试悬置施加竖直方向载荷的活动加载机构；

传感器检测组件，用于检测测试悬置受到竖直方向载荷时的位移和受力。

进一步地，所述的支架包括：

底座，所述底座上分别设置有安装伺服电机及所述滚珠丝杠机构的阶梯通孔。

进一步地，所述的底座还包括：

矩形滑块，所述矩形滑块中部同心的设置有中心通孔和电机安装沉槽，所述电机安装沉槽上均匀设置有用于连接所述伺服电机的电机外壳的滑块螺纹孔，所述矩形滑块平行于所述底座长度方向的两侧设置有滑块腰孔，所述底座上设置有与所述矩形滑块间隙配合的长方形滑槽，所述长方形滑槽内均匀设置有通过螺栓连接所述矩形滑块的螺纹孔。矩形滑块可以沿着长方形滑槽移动，以起到张紧齿轮带的作用，位置确定后滑块通过螺栓固定在底座上。

进一步地，所述的底座的两端分别装有两对螺栓或吊环，螺栓或吊环可与钢丝绳相连，方便挪动设备。

进一步地，所述底座的底部的两端及中部分别设置有端部支撑块和中部支撑块。

进一步地，还包括防尘检修板，所述防尘检修板与所述底座和端部支撑块左右两侧固定连接，起到防尘和利于检修的作用。

进一步地，所述的滚珠丝杠机构包括：

滚珠丝杠轴，通过滚动轴承轴向定位地竖直转动设置在所述底座上且下端延伸至所述底座下方；

滚珠丝杠螺母，与所述滚珠丝杠轴的外螺纹配合连接，通过滚珠丝杠，齿轮的回转运动转化为滚珠丝杠螺母的直线运动；

滚珠丝杠限位块，通过螺纹连接固定设置在所述滚珠丝杠轴顶端，用于限制所述滚珠丝杠螺母的极限位置，防止滚珠丝杠运动块脱离滚珠丝杠轴。

进一步地，所述的带轮副包括：

小齿轮，通过胀紧套及螺栓与所述伺服电机延伸至所述底座下方的电机轴固定连接；

大齿轮，通过螺栓与所述滚珠丝杠轴下端固定连接；

齿轮带，配合连接所述小齿轮和大齿轮之间实现动力传动；

所述小齿轮、大齿轮的两侧均设置有齿轮带定位盘。

进一步地，所述的固定支撑机构包括：

一门形支撑，所述门形支撑包括通过螺栓对称地竖直固定在所述底座上的两L形连接块、通过螺栓水平固定连接在两L形连接块顶端的测试件支撑块；

所述的活动加载机构包括：

下运动块，通过螺栓与所述滚珠丝杠螺母固定连接；

运动横梁，水平地位于所述下运动块正上方且中部设置有测试件上连接件；

两竖轴，两端通过螺纹对称地竖直固定连接在所述下运动块和运动横梁之间；

测试件下连接件，固定设置在所述测试件支撑块上表面中部，对于不同的测试件，只要更换与之匹配的测试件上下连接件就可以进行测试，适应性广泛。

进一步地，所述的传感器检测组件包括：

力传感器，设置在所述测试件下连接件和测试件支撑块之间，用于检测测试悬置受到竖直方向载荷时的受力；

位移传感器连接架，通过螺栓固定在所述底座上；

位移传感器，通过腰孔及螺栓竖直位置可调地固定在位移传感器连接架上端，用于检测测试悬置受到竖直方向载荷时的位移，腰孔可方便在竖直方向调节位移传感器的位置。

相比现有技术，本实用新型具有以下优点：

1、可以实现无级加载，可以进行连续变化的松弛实验；

2、载荷通过机械传动，即由小齿轮驱动大齿轮运动，可以实现精确控制；

3、不仅可以用于蠕变实验，而且可以用于应力松弛实验；不需要人工搬动砝码，方便省力。

附图说明

图1为本实用新型实施例装配结构的示意图；

图2为本实用新型实施例装配结构的截面图；

图3本实用新型实施例装配结构的仰视图；

图4为本实用新型中支架的结构示意图；

图5为本实用新型中位移传感器固定方式的结构示意图；

图6为本实用新型中滑块的结构示意图；

图7为本实用新型中滚珠丝杠的结构示意图；

图8为本实用新型中竖轴的结构示意图；

附图标注说明：1-支架，11-滑块，111-滑块腰孔，112-滑块螺纹孔，12-底座，13-两侧支撑块，14-中间支撑块，15-防尘检修板，16-L形连接块，17-测试件支撑块，18-位移传感器支撑杆，2-伺服电机，21-电机外壳，22-电机轴，3- 传动机构，31-胀紧套，32-小齿轮，33-齿轮带，34-大齿轮，35-齿轮盘定位盘， 36-滚动轴承，37-滚珠丝杠机构，371-滚珠丝杠轴，372-滚珠丝杠螺母，373-滚珠丝杠限位块，4-测试件加载机构，41-下运动块，42-竖轴，421-竖轴第一螺纹， 422-定位轴肩，423-竖轴第二螺纹，43-测试件下连接件，44-测试件上连接件， 45-运动横梁，5-传感器检测组件，51-力传感器，52-位移传感器，53-位移传感器连接架，6-测试悬置。

具体实施方式

下面将通特定的具体实例并结合附图说明实用新型进行进一步的描述。

本实用新型中的实施例是某款橡胶悬置6，测试该悬置的蠕变和应力松弛特性。

如图1至图8所示，一种测试橡胶减振产品蠕变和应力松弛的试验装置，包括：支架1、伺服电机2、传动机构3、测试件加载机构4、传感器检测组件5，所述伺服电机2竖直固定在所述支架1上；所述传动机构3包括竖直地转动设置在所述支架1上的滚珠丝杠机构37、驱动连接在所述伺服电机2与滚珠丝杠机构之间的带轮副；所述测试件加载机构4包括固定在支架1上用于安装测试悬置6的固定支撑机构、与所述滚珠丝杠机构的直线移动部件相连接对测试悬置6施加竖直方向载荷的活动加载机构；所述传感器检测组件5用于检测测试悬置6受到竖直方向载荷时的位移和受力。

如图3和图4所示，所述的支架1包括底座12、防尘检修板15，所述底座12上分别设置有安装伺服电机2及所述滚珠丝杠机构的阶梯通孔。所述的底座12的两端分别装有两对螺栓，螺栓可与钢丝绳相连，方便挪动设备。所述底座12的底部的两端及中部分别用四对M14的螺栓固定设置有两侧支撑块13、中间支撑块14。所述防尘检修板15与所述底座12和端部支撑块左右两侧固定连接，所述防尘检修板15是一层铁板，通过若干螺栓固定在底座12和两侧支撑块13上，起到防尘和利于检修的作用。

如图6所示，所述的底座12还包括矩形滑块11，所述矩形滑块11中部同心的设置有中心通孔和电机安装沉槽，所述电机安装沉槽上均匀设置有用于连接所述伺服电机2的电机外壳21的滑块螺纹孔112，所述矩形滑块平行于所述底座12长度方向的两侧设置有四个滑块腰孔111，所述底座 12上设置有与所述矩形滑块11间隙配合的长方形滑槽，所述矩形滑块11 嵌入底座12的长方形滑槽内，所述长方形滑槽内均匀设置有通过螺栓连接所述矩形滑块11的四个螺纹孔。四个滑块腰孔111使滑块11可以沿着凹槽调节位置，以起到张紧齿轮带33的作用，四对M12的螺栓穿过腰孔111 将滑块11固定在底座12上。

如图7所示，所述的滚珠丝杠机构37包括：

滚珠丝杠轴371，通过滚动轴承36轴向定位地竖直转动设置在所述底座12上且下端延伸至所述底座12下方；

滚珠丝杠螺母372，与所述滚珠丝杠轴371的外螺纹配合连接；

滚珠丝杠限位块373，通过螺纹连接固定设置在所述滚珠丝杠轴371顶端，用于限制所述滚珠丝杠螺母372的极限位置，防止滚珠丝杠运动块372 脱离滚珠丝杠轴371，通过滚珠丝杠机构37，齿轮的回转运动转化为滚珠丝杠螺母373的直线运动。

如图2和图3所示，所述的带轮副包括：

小齿轮32，通过胀紧套31及螺栓与所述伺服电机2延伸至所述底座12下方的电机轴22固定连接；

大齿轮34，通过螺栓与所述滚珠丝杠轴371下端固定连接；

齿轮带33，配合连接所述小齿轮32和大齿轮34之间实现动力传动；

所述小齿轮32、大齿轮34的两侧均设置有齿轮带定位盘35。

具体而言，所述电机轴22的一段通过胀紧套31与小齿轮32连接，小齿轮 32通过齿轮带33带动大齿轮34运动，在各齿轮的两侧安装位齿轮带定位盘35，齿轮带定位盘35通过四对M4的螺栓固定在各齿轮上，以防止齿轮带脱离齿轮，大齿轮34与滚珠丝杠轴371通过平键联接。

所述的固定支撑机构包括：

一门形支撑，所述门形支撑包括通过三对M10的螺栓对称地竖直固定在所述底座12上的两L形连接块16、通过通过三对M8的螺栓水平固定连接在两L 形连接块16顶端的测试件支撑块17；

所述的活动加载机构包括：

下运动块41，通过四对M10的螺栓与所述滚珠丝杠螺母372固定连接，下运动块41的两侧开有两个对称的螺纹孔；

运动横梁45，水平地位于所述下运动块41正上方且中部设置有测试件上连接件44，本实施例中通过在所述运动横梁45的中间设有一个M12的螺纹孔，实现与测试件上连接件44的连接，

两竖轴42，两端通过螺纹对称地竖直固定连接在所述下运动块41和运动横梁45之间，其中，如图8所示，竖轴42的一端设置有内六角和竖轴第一螺纹421，另一端设置有定位轴肩422和竖轴第二螺纹423，所述下运动块 41的两侧开有两个对称的螺纹孔，内六角方便竖轴42安装在下运动块41 的螺纹孔上，所述运动横梁45放置在竖轴42的定位轴肩422上，并用螺母通过竖轴第二螺纹423固定连接；

测试件下连接件43，固定设置在所述测试件支撑块17上表面中部，所述测试件下连接件43开有若干螺纹孔，中间设有一个M10的螺纹孔用于连接力传感器51，其他的螺纹孔与测试悬置6相连。

所述的传感器检测组件5包括：

力传感器51，通过螺纹连接设置在所述测试件下连接件43和测试件支撑块17之间，用于检测测试悬置6受到竖直方向载荷时的受力；

位移传感器连接架53，通过四对M10的螺栓固定在底座12上；

固定在所述底座12上；

如图5所示，位移传感器52，通过腰孔及两对M5的螺栓固定在位移传感器连接架53上端，可以在竖直方向调节位移传感器52的位置，使位移传感器52与运动横梁45保持接触。本实施例的位移传感器52与运动横梁45接触记录测试件的位移变化，用于检测测试悬置6受到竖直方向载荷时的位移。

用以上所述实施例的试验装置对测试悬置6进行蠕变实验的过程为：

步骤一：根据测试悬置6的接口选择与之匹配的测试件上下连接件，将测试悬置6安装在实验装置上。

步骤二：调节位置传感器连接架53的位置，使位移传感器52的接触杆与运动横梁45接触。

步骤三：启动伺服电机2，使测试悬置6受到竖直方向的载荷。

步骤四：根据力传感器51实时记录的数据，根据控制系统调节，控制电机 2的输出功率，保持测试悬置6受到恒定的载荷。

步骤五：完成试验设定的加载时间后，读取位移传感器52的监测位移值，从而获得测试悬置6的蠕变信息。

用以上所述实施例的试验装置对测试悬置6进行应力松弛实验的过程为：

步骤一：根据测试悬置6的接口选择与之匹配的测试件上下连接件，将测试悬置6安装在实验装置上。

步骤二：调节位置传感器连接架53的位置，使位移传感器52的接触杆与运动横梁45接触。

步骤三：启动电机2，控制伺服电机2所旋转的圈数恒定，使测试悬置6受到竖直方向的位移加载。

步骤四：在测试过程中，位移传感器52用来检测位移是否保持为恒定。

步骤五：完成试验设定的加载时间后，读取力传感器53的监测力值，从而获得测试悬置6的应力松弛信息。

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；尽管参考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实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种测试橡胶减振产品蠕变和应力松弛的试验装置，其特征在于，包括：

支架(1)；

伺服电机(2)，竖直固定在所述支架(1)上；

传动机构(3)，包括竖直地转动设置在所述支架(1)上的滚珠丝杠机构(37)、驱动连接在所述伺服电机(2)与滚珠丝杠机构之间的带轮副；

测试件加载机构(4)，包括固定在支架(1)上用于安装测试悬置(6)的固定支撑机构、与所述滚珠丝杠机构(37)的直线移动部件相连接对测试悬置(6)施加竖直方向载荷的活动加载机构；

传感器检测组件(5)，用于检测测试悬置(6)受到竖直方向载荷时的位移和受力。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述的支架(1)包括：

底座(12)，所述底座(12)上分别设置有安装伺服电机(2)及所述滚珠丝杠机构的阶梯通孔。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述的底座(12)还包括：

矩形滑块(11)，所述矩形滑块(11)中部同心的设置有中心通孔和电机安装沉槽，所述电机安装沉槽上均匀设置有用于连接所述伺服电机(2)的电机外壳(21)的滑块螺纹孔(112)，所述矩形滑块平行于所述底座(12)长度方向的两侧设置有滑块腰孔(111)，所述底座(12)上设置有与所述矩形滑块(11)间隙配合的长方形滑槽，所述长方形滑槽内均匀设置有通过螺栓连接所述矩形滑块(11)的螺纹孔。

4.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述的底座(12)的两端分别装有两对螺栓或吊环。

5.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述底座(12)的底部的两端及中部分别设置有端部支撑块和中部支撑块。

6.根据权利要求5所述的试验装置，其特征在于，还包括防尘检修板(15)，所述防尘检修板(15)与所述底座(12)和端部支撑块左右两侧固定连接。

7.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述的滚珠丝杠机构(37)包括：

滚珠丝杠轴(371)，通过滚动轴承(36)轴向定位地竖直转动设置在所述底座(12)上且下端延伸至所述底座(12)下方；

滚珠丝杠螺母(372)，与所述滚珠丝杠轴(371)的外螺纹配合连接；

滚珠丝杠限位块(373)，设置在所述滚珠丝杠轴(371)顶端，用于限制所述滚珠丝杠螺母(372)的极限位置。

8.根据权利要求7所述的试验装置，其特征在于，所述的带轮副包括：

小齿轮(32)，通过胀紧套(31)及螺栓与所述伺服电机(2)延伸至所述底座(12)下方的电机轴(22)固定连接；

大齿轮(34)，通过螺栓与所述滚珠丝杠轴(371)下端固定连接；

齿轮带(33)，配合连接所述小齿轮(32)和大齿轮(34)之间实现动力传动；

所述小齿轮(32)、大齿轮(34)的两侧均设置有齿轮带定位盘(35)。

9.根据权利要求7所述的试验装置，其特征在于，

所述的固定支撑机构包括：

一门形支撑，所述门形支撑包括通过螺栓对称地竖直固定在所述底座(12) 上的两L形连接块(16)、通过螺栓水平固定连接在两L形连接块(16)顶端的测试件支撑块(17)；

所述的活动加载机构包括：

下运动块(41)，通过螺栓与所述滚珠丝杠螺母(372)固定连接；

运动横梁(45)，水平地位于所述下运动块(41)正上方且中部设置有测试件上连接件(44)；

两竖轴(42)，两端通过螺纹对称地竖直固定连接在所述下运动块(41)和运动横梁(45)之间；

测试件下连接件(43)，固定设置在所述测试件支撑块(17)上表面中部。

10.根据权利要求9所述的试验装置，其特征在于，所述的传感器检测组件(5)包括：

力传感器(51)，设置在所述测试件下连接件(43)和测试件支撑块(17)之间，用于检测测试悬置(6)受到竖直方向载荷时的受力；

位移传感器连接架(53)，通过螺栓固定在所述底座(12)上；

位移传感器(52)，通过腰孔及螺栓竖直位置可调地固定在位移传感器连接架(53)上端，用于检测测试悬置(6)受到竖直方向载荷时的位移。

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