CN212083125U - 一种水平式防反弹冲击试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，包括基座，在基座上安装有用于钢球滚动的平滑轨道，所述平滑轨道自下而上依次包括一体成型连接的水平轨道、弧形过渡轨道和斜直轨道，其中斜直轨道由安装在基座上的支撑塔架固定支撑，在斜直轨道上设有用于提升钢球的提升机构，在水平轨道上设有用于防止钢球二次撞击的反弹切出机构，在水平轨道的末端设有试样夹持座，在试样夹持座与反弹切出机构之间安装有接触开关和测速器，接触开关与反弹切出机构之间信号连接；过对钢球撞击前后初始速度、终始速度的检测，可以很方便地计算出钢球撞击前后的能量损失，再结合试样的破损情况获得该试样的抗冲击性能。
Description
技术领域
本实用新型属于冲击测试设备技术领域，特别涉及一种水平式防反弹冲击试验装置。
背景技术
在工业制品市场中，材料的冲击性能是判断其力学性能的一个重要指标，反映了材料对外来冲击负荷的抵抗能力。而现有的设备大多是对块体金属、陶瓷及塑料进行冲击韧性测试，通过截取一定尺寸的试样，将试样加持在夹头上利用摆锤或钢球等自由落体的方式冲击样品，通过观察样品破损情况及计算前后的能量损失来获得该样品的抗冲击性能。试样冲击试验装置及方法有很多报道，例如中国专利文献，公开号CN110823724A，公开了一种航空发动机叶片冲击损伤观察实验装置。其包括实验台、钢化玻璃保护壳、量角器、丝杠调节装置、模拟航空发动机叶片装置、模拟冲击加速装置、动力装置、照明灯以及观测装置；本发明提供的航空发动机叶片冲击损伤观察实验装置设计紧凑，简易、方便、节能，可调节性高，耗材少，而且建造成本低，具有极高的性价比，因此具有很大的应用前景。
中国专利文献，公开号CN110658057A，公开了一种落锤冲击试验中圆形管件截面变形量的测量方法及其装置。该测量方法包括以下步骤：提供一种圆形管件低速落锤冲击试验检测装置；先将圆形管件放置在承料机构上，再使落锤冲击组件以冲击速度为零而落在圆形管件上，最后检测冲击板的初始位移d1和圆形管件的测点的初始位移d2；先将落锤冲击组件上升一个预设高度，再将冲击板沿着滑动导杆轴向滑下，使冲击板带动锤头锤击圆形管件的测点；在锤头锤击圆形管件时，检测冲击板的位移量δ和圆形管件的测点的位移量ω；根据初始位移d1、d2及位移量δ、ω，计算圆形管件的截面变形量。本发明可以根据位移量而获得圆形管件在轴向上各个测点的冲击挠度，而且为冲击时刻的数据，非常准确。
中国专利文献，公开号CN110514537A，公开了一种落锤冲击试验装置，涉及冲击试验装置领域，该落锤冲击试验装置包括主体框架和设置在主体框架上的落锤、吊梁、升降组件和缓冲组件，升降组件设置在主体框架的一端，缓冲组件设置在主体框架的另一端，落锤可移动地设置在主体框架上、且位于升降组件和缓冲组件之间。升降组件与吊梁连接，吊梁上设有锁紧单元，锁紧单元选择性地与落锤连接，以锁紧或释放落锤。该落锤冲击试验装置利用锁紧单元控制落锤的锁定和释放，安全性高，操作方便快捷，有利于提高冲击试验的效率以及试验结果的精确度。
但是目前的落锤冲击试验装置多为钢球自由落体的冲击方式，该方式钢球落下后会发生反弹，产生二次撞击，从而对测试的结果造成一定的影响；钢球在下落的过程中容易受到外界因素的干扰而存在落点的不确定性和不可控性；部分冲击试验装置为人工运球和释放球，增加了测试人员的劳动强度,不仅繁琐费事,而且测试效率低。
发明内容
本实用新型为解决上述现有技术中存在的技术问题而提出了一种水平式防反弹冲击试验装置；为达到上述目的所采取的技术方案是：
一种水平式防反弹冲击试验装置，包括基座，在基座上安装有用于钢球滚动的平滑轨道，所述平滑轨道自下而上依次包括一体成型连接的水平轨道、弧形过渡轨道和斜直轨道，其中斜直轨道由安装在基座上的支撑塔架固定支撑，在斜直轨道上设有用于提升钢球的提升机构，在水平轨道上设有用于防止钢球二次撞击的反弹切出机构，在水平轨道的末端设有试样夹持座，在试样夹持座与反弹切出机构之间安装有接触开关和测速器，接触开关与反弹切出机构之间信号连接。
优选的，所述提升机构包括设置在斜直轨道侧壁的滚珠丝杠、与滚珠丝杠传动连接的步进电机，在滚珠丝杠上螺纹连接有移动螺母，在移动螺母上设有伸入斜直轨道内的伸出臂，在伸出臂末端设有电磁铁，在斜直轨道侧壁上设有用于穿过伸出臂的导向通孔。
优选的，在电磁铁上设有用于磁性吸引钢球的球冠形凹槽。
优选的，在伸出臂上设有导向件，所述导向件与斜直轨道侧壁滑动连接。
优选的，所述反弹切出机构包括铰接在水平轨道侧壁上的挡臂，在水平轨道侧壁上设有用于挡臂摆动伸入水平轨道内的缺口，在挡臂外端设有连接臂，在基座上设有电动推杆，电动推杆的活动杆与连接臂铰接连接，接触开关与电动推杆控制器之间信号连接。
优选的，所述试样夹持座包括固定在基座上的底板，在底板上一体成型设有用于固定试样的框体，在框体背面与底板之间设有冲力加强板，水平轨道末端正对试样设置。
优选的，在框体上设有插接试样的定位槽，且在框体底部设有V型槽，试样底部位于V型槽内。
优选的，在基座上设有围挡，所述围挡高于水平轨道。
优选的，在围挡内壁上设有缓冲层。
优选的，在斜直轨道侧壁上设有用于标示钢球起始降落位置的刻度值，平滑轨道的横截面呈U型。
本实用新型所具有的有益效果为：（1）通过提升机构实现运球放球动作，安全高效，钢球在滑轨内下落，运动轨迹固定，避免外界因素干扰；（2）钢球最终是以水平运动方向垂直撞击试样的，消除了撞击后钢球自身重力的影响；（3）通过反弹切出机构的作用钢球反弹后被切出脱离水平轨道从而避免了二次撞击，使测试结果准确度高，整体自动化程度较高；（3）通过对钢球撞击前后初始速度、终始速度的检测，可以很方便地计算出钢球撞击前后的能量损失，再结合试样的破损情况获得该试样的抗冲击性能。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为反弹切出机构工作状态之一；
图3为反弹切出机构工作状态之二。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步描述。
如图1和图2所示，一种水平式防反弹冲击试验装置，包括基座1，在基座1上安装有用于钢球3滚动的平滑轨道6，所述平滑轨道6自下而上依次包括一体成型连接的水平轨道61、弧形过渡轨道62和斜直轨道63，其中斜直轨道63由安装在基座1上的支撑塔架8固定支撑，在斜直轨道63上设有用于提升钢球3的提升机构7，在水平轨道61上设有用于防止钢球3二次撞击的反弹切出机构5，在水平轨道61的末端设有试样夹持座2，在试样夹持座2与反弹切出机构5之间安装有接触开关和测速器4，接触开关与反弹切出机构5之间信号连接。
其中，提升机构7包括设置在斜直轨道63侧壁的滚珠丝杠75、与滚珠丝杠75传动连接的步进电机71，在滚珠丝杠75上螺纹连接有移动螺母72，在移动螺母72上设有伸入斜直轨道63内的伸出臂，在伸出臂末端设有电磁铁74，在斜直轨道63侧壁上设有用于穿过伸出臂的导向通孔64。
为了在提升过程中钢球3更加稳定不易脱落，在电磁铁74上设有用于磁性吸引钢球3的球冠形凹槽。同时在伸出臂上设有导向件73，所述导向件73与斜直轨道63侧壁滑动连接。
所述反弹切出机构5包括铰接在水平轨道61侧壁上的挡臂52，在水平轨道61侧壁上设有用于挡臂52摆动伸入水平轨道61内的缺口51，在挡臂52外端设有连接臂53，在基座1上设有电动推杆54，电动推杆54的活动杆与连接臂53铰接连接，接触开关与电动推杆54控制器之间信号连接。
所述试样夹持座2包括固定在基座1上的底板23，在底板23上一体成型设有用于固定试样的框体22，在框体22背面与底板23之间设有冲力加强板21，水平轨道61末端正对试样设置。
在框体22上设有插接试样的定位槽，且在框体22底部设有V型槽，试样底部位于V型槽内，从而加固对试样的固定，以免在钢球3撞击时试样出现松动影响试验准确性。在基座1上还可以设有围挡9，所述围挡9高于水平轨道61，且进一步还可以在围挡9内壁上设有缓冲层，从而对被反弹切出机构5导出水平轨道61的钢球3起到缓冲作用以免伤人。
为了能够较为方便地确定撞击能量范围以不至于太大偏差，在斜直轨道63侧壁上设有用于标示钢球3起始降落位置的刻度值，优选地平滑轨道6的横截面呈U型，便于钢球3的运动。
本实用新型在工作时，首先将试样插入框体22内进行固定牢固，然后根据所需撞击能量、钢球质量大概计算出需要提升的高度，电磁铁74通电将钢球3吸住，然后步进电机71转动带动移动螺母72和钢球3一起向上运动，参考刻度值达到高度后停止工作，此时如图2所示，挡臂52位于缺口51内，电磁铁74断电钢球在平滑轨道6内自由滚落经过接触开关和测速器4后水平撞击试样，此时接触开关将钢球3第一次通过信号传递给电动推杆54控制器，如图3所示，电动推杆54的活动杆伸出推动挡臂52摆动插入水平轨道61内，测速器4记录钢球的初始速度，钢球3撞击试样后反弹第二次经过接触开关和测速器4后在推动挡臂52的导向作用下从缺口51出脱离水平轨道61落在四周的围挡9的内，此时接触开关将钢球3第二次通过信号传递给电动推杆54控制器，如图2所示，电动推杆54的活动杆缩回带动挡臂52复位等待下一次试验，测速器4记录钢球的终始速度，从而计算出钢球3撞击前后的能量损失，再结合试样的破损情况获得该试样的抗冲击性能。
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，但这些修改或者替换，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)
1.一种水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，包括基座，在基座上安装有用于钢球滚动的平滑轨道，所述平滑轨道自下而上依次包括一体成型连接的水平轨道、弧形过渡轨道和斜直轨道，其中斜直轨道由安装在基座上的支撑塔架固定支撑，在斜直轨道上设有用于提升钢球的提升机构，在水平轨道上设有用于防止钢球二次撞击的反弹切出机构，在水平轨道的末端设有试样夹持座，在试样夹持座与反弹切出机构之间安装有接触开关和测速器，接触开关与反弹切出机构之间信号连接。
2.根据权利要求1所述的水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，所述提升机构包括设置在斜直轨道侧壁的滚珠丝杠、与滚珠丝杠传动连接的步进电机，在滚珠丝杠上螺纹连接有移动螺母，在移动螺母上设有伸入斜直轨道内的伸出臂，在伸出臂末端设有电磁铁，在斜直轨道侧壁上设有用于穿过伸出臂的导向通孔。
3.根据权利要求2所述的水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，在电磁铁上设有用于磁性吸引钢球的球冠形凹槽。
4.根据权利要求2或3所述的水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，在伸出臂上设有导向件，所述导向件与斜直轨道侧壁滑动连接。
5.根据权利要求2或3所述的水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，所述反弹切出机构包括铰接在水平轨道侧壁上的挡臂，在水平轨道侧壁上设有用于挡臂摆动伸入水平轨道内的缺口，在挡臂外端设有连接臂，在基座上设有电动推杆，电动推杆的活动杆与连接臂铰接连接，接触开关与电动推杆控制器之间信号连接。
6.根据权利要求5所述的水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，所述试样夹持座包括固定在基座上的底板，在底板上一体成型设有用于固定试样的框体，在框体背面与底板之间设有冲力加强板，水平轨道末端正对试样设置。
7.根据权利要求6所述的水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，在框体上设有插接试样的定位槽，且在框体底部设有V型槽，试样底部位于V型槽内。
8.根据权利要求6所述的水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，在基座上设有围挡，所述围挡高于水平轨道。
9.根据权利要求8所述的水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，在围挡内壁上设有缓冲层。
10.根据权利要求6所述的水平式防反弹冲击试验装置，其特征在于，在斜直轨道侧壁上设有用于标示钢球起始降落位置的刻度值，平滑轨道的横截面呈U型。
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| CN113030268A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-25 | 中南大学 | 一种适用于水泥基材料吸能降噪性能测试装置 |
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2020
- 2020-05-13 CN CN202020789165.2U patent/CN212083125U/zh not_active Expired - Fee Related
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