CN212780289U - 一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机，属于测试装置的技术领域。该试验机包括方箱底座，插嵌在方箱底座的内腔中、竖直向上延伸的两根立柱和两根滚珠丝杠，分别通过滑套、丝母同时穿装在立柱和滚珠丝杠上的上横梁，垂挂在上横梁中心的力值传感器，连接在力值传感器底部的水平上压板，安装在方箱底座上表面中心的水平下压板，输入端与水平上压板、水平下压板均相连接的位移传感器，布置在方箱底座内腔中的动力装置，以及配套的控制装置。本实用新型能够快速准确地对多种规格热塑性塑料管材的蠕变比率进行自动化测试，具有适用范围广、加载力稳定、试验准确度高、试验效率高、结构简单、操作方便、使用安全的优点。

Description

一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机

技术领域

本实用新型属于热塑性塑料管材的物理性能测试装置的技术领域，更具体地讲涉及一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机。

背景技术

随着基础建设的飞速发展，我国的高速公路、高铁线路也在不断延长，我国已经成为了世界高铁公里数最长的国家。而且随着世界经济的飞速发展和全球化进程的加快，未来对交通的需求还将会保持持续快速增长，相应对地埋管材也提出了更高的要求。例如热塑性塑料管材，埋地安装时会发生形变，形变经一段时间后就会停止，此段时间的长短取决于埋地土壤和安装情况，一般不会超过两年。为了掌握热塑性塑料管材埋地后的形变，需要提前了解热塑性塑料管材的性能指标，其中蠕变比率是评价热塑性塑料管材性能的一个重要指标。这就需要借助蠕变试验机来测试热塑性塑料管材蠕变比率。目前市场上常见的蠕变试验机多为半手工半机械化的试验装置，存在着下列不足之处：1、上压板和下压板之间的调节范围有限，不能对较小管径或较大管径进行试验，适用范围小；2、上压板和下压板之间的平行度不能满足试验精度要求；3、传统加载方式是人工加载，即依靠人工借助金属块等简单的加载工具进行加载，加载力不恒定、不准确，人为干扰因素大、试验精度较低；4、数据采集是通过人工利用钢直尺、形变测定仪、计数器等工具进行数据采集，存在精度差、耗时又耗力等缺陷。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机。本实用新型能够快速准确地对多种规格热塑性塑料管材的蠕变比率进行自动化测试，能够提前了解和掌握热塑性塑料管材的性能指标以及埋地后的形变，具有适用范围广、加载力稳定、试验准确度高、试验效率高、结构简单、操作方便、使用安全的优点。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机包括方箱底座（是本实用新型的安装基础），插嵌在方箱底座的内腔中、并竖直向上延伸的两根立柱和两根滚珠丝杠（通过滚珠丝杠与丝母配合，能够将滚珠丝杠的旋转转换为丝母和上横梁的上下移动，上横梁又带动水平上压板上下移动，进而对热塑性塑料管材试样进行加载或卸载；而立柱又具有导向作用，通过两根立柱可以确保水平上压板平稳地进行上下移动，即水平上压板在上下移动过程中一直保持水平状态，避免发生偏转，保证稳定加载，提高了试验准确度和试验效率，提高了使用安全性），分别通过滑套、丝母同时穿装在立柱和滚珠丝杠上的上横梁（在立柱的导向作用和滚珠丝杠、丝母的配合作用下，使上横梁能够平稳地进行上下移动进），垂挂在上横梁中心的力值传感器（连接在上横梁与水平上压板之间，传递压力、测量压力），连接在力值传感器底部的水平上压板（向下压缩热塑性塑料管材试样，对热塑性塑料管材试样施加压力进行加载，使热塑性塑料管材试样逐渐发生形变，进而来模拟热塑性塑料管材埋地安装后的受力和形变），安装在方箱底座上表面中心、且正对水平上压板的水平下压板（水平下压板的位置固定不动，支撑在热塑性塑料管材试样的底部，为热塑性塑料管材试样提供垂直向上的支撑力），输入端与水平上压板、水平下压板均相连接的位移传感器（位移传感器的示数为水平上压板与水平下压板之间的高度差值，又由于水平下压板的位置是固定的，位移传感器示数值的前后变化量与水平上压板的位移变化量是相等的，因此通过位移传感器可以测量水平上压板的位移变化量），布置在方箱底座内腔中驱动滚珠丝杠旋转的动力装置（动力装置驱动滚珠丝杠旋转，再通过滚珠丝杠与丝母配合作用转换为丝母和上横梁的上下平移），以及配套的控制装置。

本实用新型中所述水平上压板和水平下压板结构相同、以上下对称方式布置（水平上压板与水平下压板之间的空间为加载平台，加载平台空间比较大，而且随着水平上压板的上下平移灵活可调，所以能够满足多种规格热塑性塑料管材的蠕变比率试验测试需求，适用范围广、通用性强）。

本实用新型中所述上横梁为条状长方体结构，在上横梁的左右两侧分别对称开设两个滑套安装孔和两个丝母安装孔（滑套安装孔用于安装滑套，丝母安装孔用于安装丝母），两个丝母安装孔位于两个滑套安装孔之间（这样两个滚珠丝杠的间距较近，便于布置动力装置，便于动力的传递），两个滑套安装孔的位置和间距与两根立柱的位置和间距相匹配，两个丝母安装孔的位置和间距与两根滚珠丝杠的位置和间距相匹配。

本实用新型中所述动力装置包括依次相连的伺服电机及减速机、同步带、带轮，带轮的输出端安装在滚珠丝杠的底部（伺服电机及减速机为动力源，通过同步带将动力和转动传递给带轮，再经带轮传递给滚珠丝杠）。

本实用新型中所述力值传感器的输出端、位移传感器的输出端、动力装置的输入端均与控制装置以电信号方式相连接（控制装置根据力值传感器的输出端传递的力值信号是否为预设力值而对伺服电机及减速机发出转动或停转的指控信号；位移传感器能够将所测得水平上压板的位移变化量以电信号的方式传递到控制装置，并通过控制装置中的显示部件进行数值显示）。

本实用新型的设计原理如下：

本实用新型通过动力装置驱动滚珠丝杠旋转，再通过滚珠丝杠与丝母配合作用将滚珠丝杠的转动转换为上横梁的上下平行移动，上横梁又通过力值传感器带动水平上压板上下平行移动，进而对热塑性塑料管材试样进行加载或卸载，以此来模拟热塑性塑料管材埋地安装后的受力和形变，进而快速准确地对热塑性塑料管材进行蠕变比率测试，能够提前了解和掌握热塑性塑料管材的性能指标以及埋地后的形变。同时，本实用新型中设置有控制装置，能够根据力值传感器的输出端所传递的力值信号是否等于预设力值而对伺服电机及减速机发出转动或停转的指控信号，还能够接受并显示位移传感器能够将所测得水平上压板的位移变化量——即热塑性塑料管材的形变量，使整个试验过程实现了自动化，大大简化了操作过程。此外，本实用新型还设置两根具有导向作用的立柱，可以确保水平上压板平稳地进行上下移动，即水平上压板在上下移动过程中一直保持水平状态，避免发生偏转，保证稳定加载，提高了试验准确度和试验效率，提高了使用安全性。另外，本实用新型中水平上压板沿着滚珠丝杠和立柱能够进行上下平移的范围比较大，即水平上压板与水平下压板之间的加载平台空间比较大，而且灵活可调，所以能够满足多种规格热塑性塑料管材的蠕变比率试验测试需求，适用范围广、通用性强。

本实用新型的有益技术效果如下：

本实用新型能够快速准确地对多种规格热塑性塑料管材的蠕变比率进行自动化测试，能够提前了解和掌握热塑性塑料管材的性能指标以及埋地后的形变，具有适用范围广、加载力稳定、试验准确度高、试验效率高、结构简单、操作方便、使用安全的优点。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图中序号说明：1、水平上压板，2、力值传感器，3、水平下压板，4、滚珠丝杠，5、带轮，6、伺服电机及减速机，7、上横梁，7-1、滑套安装孔，7-2、丝母安装孔，8、方箱底座，9、热塑性塑料管材试样，10、立柱，11、位移传感器，12、丝母，13、滑套，14、同步带，15、控制装置。

具体实施方式

本实用新型以下结合附图作进一步描述：

如图1、图2所示，本实用新型的一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机，其特征在于：它包括方箱底座8（是本实用新型的安装基础），插嵌在方箱底座8的内腔中、并竖直向上延伸的两根立柱10和两根滚珠丝杠4（通过滚珠丝杠4与丝母12配合，能够将滚珠丝杠4的旋转转换为丝母12和上横梁7的上下移动，上横梁7又带动水平上压板1上下移动，进而对热塑性塑料管材试样9进行加载或卸载；而立柱10又具有导向作用，通过两根立柱10可以确保水平上压板1平稳地进行上下移动，即水平上压板1在上下移动过程中一直保持水平状态，避免发生偏转，保证稳定加载，提高了试验准确度和试验效率，提高了使用安全性），分别通过滑套13、丝母12同时穿装在立柱10和滚珠丝杠4上的上横梁7（在立柱10的导向作用和滚珠丝杠4、丝母12的配合作用下，使上横梁7能够平稳地进行上下移动进），垂挂在上横梁7中心的力值传感器2（连接在上横梁7与水平上压板1之间，传递压力、测量压力），连接在力值传感器2底部的水平上压板1（向下压缩热塑性塑料管材试样9，对热塑性塑料管材试样9施加压力进行加载，使热塑性塑料管材试样9逐渐发生形变，进而来模拟热塑性塑料管材埋地安装后的受力和形变），安装在方箱底座8上表面中心、且正对水平上压板1的水平下压板3（水平下压板3的位置固定不动，支撑在热塑性塑料管材试样9的底部，为热塑性塑料管材试样9提供垂直向上的支撑力），输入端与水平上压板1、水平下压板3均相连接的位移传感器11（位移传感器11的示数为水平上压板1与水平下压板3之间的高度差值，又由于水平下压板3的位置是固定的，位移传感器11示数值的前后变化量与水平上压板1的位移变化量是相等的，因此通过位移传感器11可以测量水平上压板1的位移变化量），布置在方箱底座8内腔中驱动滚珠丝杠4旋转的动力装置（动力装置驱动滚珠丝杠4旋转，再通过滚珠丝杠4与丝母12配合作用转换为丝母12和上横梁7的上下平移），以及配套的控制装置15。

本实用新型中所述水平上压板1和水平下压板3结构相同、以上下对称方式布置（水平上压板1与水平下压板3之间的空间为加载平台，加载平台空间比较大，而且随着水平上压板1的上下平移灵活可调，所以能够满足多种规格热塑性塑料管材的蠕变比率试验测试需求，适用范围广、通用性强）。

本实用新型中所述上横梁7为条状长方体结构，在上横梁7的左右两侧分别对称开设两个滑套安装孔7-1和两个丝母安装孔7-2（滑套安装孔7-1用于安装滑套13，丝母安装孔7-2用于安装丝母12），两个丝母安装孔7-2位于两个滑套安装孔7-1之间（这样两个滚珠丝杠4的间距较近，便于布置动力装置，便于动力的传递），两个滑套安装孔7-1的位置和间距与两根立柱10的位置和间距相匹配，两个丝母安装孔7-2的位置和间距与两根滚珠丝杠4的位置和间距相匹配。

本实用新型中所述动力装置包括依次相连的伺服电机及减速机6、同步带14、带轮5，带轮5的输出端安装在滚珠丝杠4的底部（伺服电机及减速机6为动力源，通过同步带14将动力和转动传递给带轮5，再经带轮5传递给滚珠丝杠4）。

本实用新型中所述力值传感器2的输出端、位移传感器11的输出端、动力装置的输入端均与控制装置15以电信号方式相连接（控制装置15根据力值传感器2的输出端传递的力值信号是否为预设力值而对伺服电机及减速机6发出转动或停转的指控信号；位移传感器11能够将所测得水平上压板1的位移变化量以电信号的方式传递到控制装置15，并通过控制装置15中的显示部件进行数值显示）。

本实用新型的具体使用情况如下：

在使用本实用新型之前，先按照上述结构描述以及参照附图组装本实用新型。组装完毕之后，将待测的热塑性塑料管材试样9放在水平下压板3上表面的正中心、且轴向垂直于上横梁7的长度方向。接着，操作控制装置15来启动伺服电机及减速机6转动即可：伺服电机及减速机6通过同步带14将动力和转动传递给带轮5，再经带轮5传递给滚珠丝杠4，通过滚珠丝杠4与丝母12配合作用将滚珠丝杠4的转动转换为上横梁7的向下平行移动，上横梁7又通过力值传感器2带动水平上压板1向下平行移动；当水平上压板1向下接触挤压到热塑性塑料管材试样9的上切面时，对热塑性塑料管材试样9施加压力进行加载，当力值传感器2检测到水平上压板1的加载力达到预设力值时，发出信号给控制装置15，控制装置15对伺服电机及减速机6发出制动信号，伺服电机及减速机6停止转动，滚珠丝杠4停止转动，上横梁7和水平上压板1停止向下平行移动；而热塑性塑料管材试样9在水平上压板1施加的加载力作用下逐渐发生形变；随着形变，热塑性塑料管材试样9与水平上压板1之间的接触逐渐变弱，当力值传感器2所测力值变小时，力值传感器2发出信号给控制装置15，控制装置15对伺服电机及减速机6发出启动信号，伺服电机及减速机6重新转动，滚珠丝杠4重新转动，上横梁7和水平上压板1继续向下平行移动，水平上压板1接触挤压到热塑性塑料管材试样9的上切面时又开始进行加载，直到加载力再次达到预设力值时，又重复上述制动过程、形变过程，并且前后相邻两次制动时水平上压板1的位移变化量会通过位移传感器11的检测传递给控制装置15进行数值显示——即测得前后相邻两次制动时热塑性塑料管材的形变量。继续重复上述启动、制动、形变过程，快速准确地自动测得热塑性塑料管材的一系列形变量，进而能够提前了解和掌握热塑性塑料管材的性能指标以及埋地后的形变。

Claims (5)

1.一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机，其特征在于：它包括方箱底座（8），插嵌在方箱底座（8）的内腔中、并竖直向上延伸的两根立柱（10）和两根滚珠丝杠（4），分别通过滑套（13）、丝母（12）同时穿装在立柱（10）和滚珠丝杠（4）上的上横梁（7），垂挂在上横梁（7）中心的力值传感器（2），连接在力值传感器（2）底部的水平上压板（1），安装在方箱底座（8）上表面中心、且正对水平上压板（1）的水平下压板（3），输入端与水平上压板（1）、水平下压板（3）均相连接的位移传感器（11），布置在方箱底座（8）内腔中驱动滚珠丝杠（4）旋转的动力装置，以及配套的控制装置（15）。

2.根据权利要求1所述的一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机，其特征在于：所述水平上压板（1）和水平下压板（3）结构相同、以上下对称方式布置。

3.根据权利要求1所述的一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机，其特征在于：所述上横梁（7）为条状长方体结构，在上横梁（7）的左右两侧分别对称开设两个滑套安装孔（7-1）和两个丝母安装孔（7-2），两个丝母安装孔（7-2）位于两个滑套安装孔（7-1）之间，两个滑套安装孔（7-1）的位置和间距与两根立柱（10）的位置和间距相匹配，两个丝母安装孔（7-2）的位置和间距与两根滚珠丝杠（4）的位置和间距相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机，其特征在于：所述动力装置包括依次相连的伺服电机及减速机（6）、同步带（14）、带轮（5），带轮（5）的输出端安装在滚珠丝杠（4）的底部。

5.根据权利要求1所述的一种用于测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验机，其特征在于：所述力值传感器（2）的输出端、位移传感器（11）的输出端、动力装置的输入端均与控制装置（15）以电信号方式相连接。

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