CN216718067U - 一种防旋转自对中弯曲试验工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防旋转自对中弯曲试验工具，包括限位支架、上部限位装置、中部限位装置、下部调整装置；中部限位装置包括对中调节机构、支撑机构和引伸计，下部调整装置的顶部两端分别设置有支撑机构，支撑机构之间设置有引伸计，下部调整装置上对应引伸计设有凹槽，两端的限位支架的侧壁上分别对称设置有对中调节机构；上部限位装置包括两端与限位支架固定连接的上支架，上支架的顶部设有上夹持杆，底部设置有上圆形压头；下部调整装置包括底座，底座的顶部设置有第一通槽，支撑机构的底部与第一通槽滑动连接，支撑机构的底部穿过第一通槽并与底座内部的调节机构连接，底座的底部设有下夹持杆。

Description

一种防旋转自对中弯曲试验工具

技术领域

本实用新型属于材料弯曲试验的技术领域，具体涉及一种防旋转自对中弯曲试验工具。

背景技术

金属材料三点弯曲（四点弯曲）试验在轴向压缩方向力作用下的力学性能试验，作为衡量材料静态力学以及动态疲劳性能的一个重要试验，在材料研究以及性能评定验收试验中得到广泛的引用，该试验得到三点（四点）弯曲强度、三点弯曲疲劳试验等等性能作为衡量材料的重要指标。

在现有的情况下，试验要求将加工完成的试样通过试验夹具夹持到拉伸试验机上进行试验，试验过程中由于使用了试验夹具，试验影响因素较多，试验结果较不稳定。

仔细分析现有的试验方式，发现具有以下的缺陷：

a. 试样为三点弯曲（四点弯曲）样品，装夹到简单型试验夹具上，不容易对正，不能呈现标准的三点受力模式。左右、前后、旋转方向上任一方向不对正，都会造成试验结果的差异。

b. 试验中使用的变形测量装置—引伸计，在试验断裂时容易损坏，不能提供保护。

c. 试验夹具中下支辊不能同步调节，容易造成调节中出现误差。

d. 动态试验中，两端夹头会相对旋转，造成试验过程中的不对正。

e. 试验夹具没有防护功能，对于高强度钢件以及脆性材料，试验中不能近距离观察，试验最大力时常有碎片飞出，存在人员伤害风险。

因此，有必要设计一种防旋转自对中弯曲试验工具，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种防旋转自对中弯曲试验工具，用于解决上述问题。

本实用新型的技术方案是：

一种防旋转自对中弯曲试验工具，包括限位支架，所述限位支架上从上至下依次设置有上部限位装置、中部限位装置、下部调整装置；

所述中部限位装置包括对中调节机构、支撑机构和引伸计，所述下部调整装置的顶部两端分别设置有支撑机构，且相邻支撑机构之间设置有引伸计，所述下部调整装置上对应设置有供引伸计掉落下沉的凹槽，所述中部限位装置两端的限位支架的侧壁上分别对称设置有对中调节机构；

所述上部限位装置包括两端与限位支架固定连接的上支架，所述上支架的顶部设有上夹持杆，且底部可拆卸设置有若干个上圆形压头；

所述下部调整装置包括底座，所述底座的顶部沿长度方向设置有第一通槽，所述支撑机构的底部与第一通槽滑动连接，且所述支撑机构的底部穿过第一通槽并与底座内部的调节机构连接，所述调节机构用于驱动相邻的支撑机构靠近或者远离，所述底座的底部设有下夹持杆。

上述技术方案的工作原理如下：

使用时，中部限位装置的两个对中调节机构左右夹持试样，支撑机构抵住试样的底部，引伸计装夹在试样上，测量试样的裂纹开口大小，并转换为裂纹长度，试验设备同时采集试验力值和引伸计测得的裂纹长度，上部限位装置的上夹持杆和下部限位装置的下夹持杆分别与试验机液压夹头连接，用于施加轴向载荷作用力，其中三点弯曲试验采用一个圆形压头，四点弯曲试验采用两个圆形压头，下部调整装置的调节机构用于调节两个支撑机构之间的间距，离合器控制调节机构与支撑装置的接触与分离。

本实用新型通过设置中部限位装置、上部限位装置和下部限位装置，使得三点弯曲试验或四点弯曲试验时，试样在上下、左右、旋转方向任一方向均对正，避免造成试验结果的差异，具有较好的实用性。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述对中调节机构包括调节旋钮、顶紧销钉，所述调节旋钮的一端穿过限位支架并与顶紧销钉滑动连接，所述顶紧销钉与调节旋钮之间设置有预紧弹簧，所述调节旋钮的一端与限位支架螺纹连接。

通过调节旋钮，将预紧销钉与试样接触，从而左右固定试样，以保证左右对称，内有缓冲弹簧，既能保证压紧试样，又不改变试样的受力状态。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述支撑机构包括设于底座顶部的支辊座和设于底座内部的固定方块，所述支辊座通过连接螺栓与固定方块连接，所述支辊座的顶部转动连接有支辊。

支辊在支辊座上可转动，并在循环力下自由往返运动，避免支辊与试样之间的摩擦力。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述支撑机构还包括支撑卡、限位卡，所述支辊座的顶部设置有支撑卡，所述支撑卡上转动设置有支辊。

支辊两端凸出部分为限位卡，限制试样位置，其宽度为试样宽度加0.5mm，避免试样的前后移动，支撑卡连同限位卡一起安装在支辊座上，并且快拆，以适应于不同的规格的试样对不同支撑半径支辊的要求。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述调节机构包括沿底座长度方向设置的调节螺柱，所述调节螺柱的两侧分别设有左旋螺纹和右旋螺纹，相邻固定方块靠近调节螺柱的一侧分别对应左旋螺纹、右旋螺纹设置有配合螺纹，所述调节螺柱的一端延伸至底座的外部并连接有手轮。

转动手轮，调节螺柱的左旋右旋螺纹分别与两个固定方块螺纹配合，使得两个固定方块同步移动，离合器用于控制固定方块与调节螺柱的接触与分开，调节螺柱与固定方块接触时，调节螺柱与固定方块的螺纹刚好配合传动。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，还包括离合器，所述离合器包括离合支撑杆；所述调节螺柱的两端分别与限位支架上下滑动连接；所述调节螺柱的中部设有离合器；所述离合支撑杆的一端横向穿过底座，且离合支撑杆与底座上下滑动连接，所述离合支撑杆位于调节螺柱的底部，且与调节螺柱呈垂直关系，所述离合支撑杆两端延伸出底座，且底部活动设置有高度垫片。

抬起手柄，离合支撑杆带动调节螺柱上升，使得固定方块与调节螺柱接触，放下手柄，调节螺柱下降，使得固定方块与调节螺柱分开；在试验时，处于分开状态，避免压向载荷造成调节螺栓的变形从而影响精度，非试验需要调节支辊位置时，处于接触状态。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述离合支撑杆的两端与高度垫片之间分别设有缓冲弹簧。

为了防止离合支撑杆、调节螺柱、支辊完全硬接触，在离合器下部安装弹簧，以缓冲夹紧力。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述底座的顶部、顶紧销钉和手轮上分别设有位置指示刻度。

设置指示刻度，能准确控制移动的距离。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，还包括设置在相邻支撑机构之间且位于供引伸计掉落下沉的凹槽两侧的保护支座，所述保护支座设置在底座的顶部，两个所述保护支座之间形成一供引伸计下沉的导向槽，且所述保护支座的高度大于引伸计的高度，且小于支撑机构的高度。

试验时，引伸计装夹在试样上，测量裂纹开口大小，并转换为裂纹长度，试验设备同时采集试验力值和引伸计测得的裂纹长度；预制裂纹结束，需要将试样压断，试样断裂瞬间，引伸计脱落，下沉到两个保护支座形成的保护空间内，从而避免引伸计收到样品挤压而损伤。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述相邻限位支架之间的外侧设置有透明保护套。

通过设置透明保护套，便于近距离观察试验过程，同时提供防护。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过设置中部限位装置、上部限位装置和下部限位装置，使得三点弯曲试验或四点弯曲试验时，试样在上下、左右、旋转方向任一方向均对正，避免造成试验结果的差异，具有较好的实用性；

2.本实用新型可以在试验中保护变形测量装置—引伸计，防止引伸计遭受损害；

3.本实用新型可以同步调节支撑机构，避免因不能同步调节而造成的误差；

4.本实用新型在动态试验时，两端的对中调节机构不会旋转，保证试样可以对正；

5.本实用新型在试验时设有透明保护套，对于高强度钢件以及脆性材料，试验中可以近距离观察，避免了试验最大力时碎片飞出，保证人员安全。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是对中调节机构的结构示意图；

图3是支撑机构的主视图；

图4是支撑机构的侧视图；

图5是上部限位装置的结构示意图一；

图6是上部限位装置的结构示意图二；

图7是调节机构的结构示意图；

图8是离合器的结构示意图；

图9是保护支座的结构示意图。

附图标记说明：

10、限位支架；20、中部限位装置；21、对中调节机构；211、顶紧销钉；212、调节旋钮；22、支撑机构；221、支辊座；222、固定方块；223、支辊；224、支撑卡；225、限位卡；23、引伸计；24、保护支座；30、上部限位装置；31、上支架；32、上夹持杆；33、上圆形压头；40、下部调整装置；41、调节机构；411、调节螺柱；412、手轮；42、离合器；421、离合支撑杆；422、手柄；423、缓冲弹簧；43、下夹持杆；44、底座。

具体实施方式

实施例1：

如图1、图5、图6所示，一种防旋转自对中弯曲试验工具，包括限位支架10，所述限位支架10上从上至下依次设置有上部限位装置30、中部限位装置20、下部调整装置40；

所述中部限位装置20包括对中调节机构21、支撑机构22和引伸计23，所述下部调整装置40的顶部两端分别设置有支撑机构22，且相邻支撑机构22之间设置有引伸计23，所述下部调整装置40上对应设置有供引伸计23掉落下沉的凹槽，所述中部限位装置20两端的限位支架10的侧壁上分别对称设置有对中调节机构21；

所述上部限位装置30包括两端与限位支架10固定连接的上支架31，所述上支架31的顶部设有上夹持杆32，且底部可拆卸设置有若干个上圆形压头33；

所述下部调整装置40包括底座44，所述底座44的顶部沿长度方向设置有第一通槽，所述支撑机构22的底部与第一通槽滑动连接，且所述支撑机构22的底部穿过第一通槽并与底座44内部的调节机构41连接，所述调节机构41用于驱动相邻的支撑机构22靠近或者远离，所述底座44的底部设有下夹持杆43。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图2、图9所示，所述对中调节机构21包括调节旋钮212、顶紧销钉211，所述调节旋钮212的一端穿过限位支架10并与顶紧销钉211滑动连接，所述顶紧销钉211与调节旋钮212之间设置有预紧弹簧，所述调节旋钮212的一端与限位支架10螺纹连接，还包括设置在相邻支撑机构22之间且位于供引伸计23掉落下沉的凹槽两侧的保护支座24，所述保护支座24设置在底座44的顶部，两个所述保护支座24之间形成一供引伸计23下沉的导向槽，且所述保护支座24的高度大于引伸计23的高度，且小于支撑机构22的高度。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图3、图4所示，所述支撑机构22包括设于底座44顶部的支辊座221和设于底座44内部的固定方块222，所述支辊座221通过连接螺栓与固定方块222连接，所述支辊座221的顶部转动连接有支辊223，所述支撑机构22还包括支撑卡224、限位卡225，所述支辊座221的顶部设置有支撑卡224，所述支撑卡224上转动设置有支辊223，且位于支辊223两端的支撑卡224上连接有限位卡225。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图7、图8所示，所述调节机构41包括沿底座44长度方向设置的调节螺柱411，所述调节螺柱411的两侧分别设有左旋螺纹和右旋螺纹，相邻固定方块222靠近调节螺柱411的一侧分别对应左旋螺纹、右旋螺纹设置有配合螺纹，所述调节螺柱411的一端延伸至底座44的外部并连接有手轮412，还包括离合器42，所述离合器42包括离合支撑杆421；所述调节螺柱411的两端分别与限位支架10上下滑动连接；所述调节螺柱411的中部设有离合器42；所述离合支撑杆421的一端横向穿过底座44，且离合支撑杆421与底座44上下滑动连接，所述离合支撑杆421位于调节螺柱411的底部，且与调节螺柱411呈垂直关系，所述离合支撑杆421两端延伸出底座44，且底部活动设置有高度垫片，所述离合支撑杆421的两端与高度垫片之间分别设有缓冲弹簧423，所述底座44的顶部、顶紧销钉211和手轮412上分别设有位置指示刻度。

本实施例的其他部分与上述实施例3相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，所述相邻限位支架10之间的外侧设置有透明保护套。

本实施例的其他部分与上述实施例4相同，故不再赘述。

实施例6：

如图1-图9所示，一种防旋转自对中弯曲试验工具，包括限位支架10，所述限位支架10上从上至下依次设置有上部限位装置30、中部限位装置20、下部调整装置40；

所述中部限位装置20包括对中调节机构21、支撑机构22和引伸计23，所述下部调整装置40的顶部两端分别设置有支撑机构22，且相邻支撑机构22之间设置有引伸计23，所述下部调整装置40上对应设置有供引伸计23掉落下沉的凹槽，所述中部限位装置20两端的限位支架10的侧壁上分别对称设置有对中调节机构21；

所述上部限位装置30包括两端与限位支架10固定连接的上支架31，所述上支架31的顶部设有上夹持杆32，且底部可拆卸设置有一个或者两个圆形压头；

所述下部调整装置40包括底座44，所述底座44的顶部沿长度方向设置有第一通槽，所述支撑机构22的底部与第一通槽滑动连接，且所述支撑机构22的底部穿过第一通槽并与底座44内部的调节机构41连接，所述调节机构41用于驱动相邻的支撑机构22靠近或者远离，所述底座44的底部设有下夹持杆43；

所述对中调节机构21包括调节旋钮212、顶紧销钉211，所述调节旋钮212的一端穿过限位支架10并与顶紧销钉211滑动连接，所述顶紧销钉211与调节旋钮212之间设置有预紧弹簧，所述调节旋钮212的一端与限位支架10螺纹连接，还包括设置在相邻支撑机构22之间且位于供引伸计23掉落下沉的凹槽两侧的保护支座24，所述保护支座24设置在底座44的顶部，两个所述保护支座24之间形成一供引伸计23下沉的导向槽，且所述保护支座24的高度大于引伸计23的高度，且小于支撑机构22的高度；

所述支撑机构22包括设于底座44顶部的支辊座221和设于底座44内部的固定方块222，所述支辊座221通过连接螺栓与固定方块222连接，所述支辊座221的顶部转动连接有支辊223，所述支撑机构22还包括支撑卡224、限位卡225，所述支辊座221的顶部设置有支撑卡224，所述支撑卡224上转动设置有支辊223，且位于支辊223两端的支撑卡224上连接有限位卡225；

所述调节机构41包括沿底座44长度方向设置的调节螺柱411，所述调节螺柱411的两侧分别设有左旋螺纹和右旋螺纹，相邻固定方块222靠近调节螺柱411的一侧分别对应左旋螺纹、右旋螺纹设置有配合螺纹，所述调节螺柱411的一端延伸至底座44的外部并连接有手轮412，还包括离合器42，所述离合器42包括离合支撑杆421；所述调节螺柱411的两端分别与限位支架10上下滑动连接；所述调节螺柱411的中部设有离合器42；所述离合支撑杆421的一端横向穿过底座44，且离合支撑杆421与底座44上下滑动连接，所述离合支撑杆421位于调节螺柱411的底部，且与调节螺柱411呈垂直关系，所述离合支撑杆421两端延伸出底座44，且底部活动设置有高度垫片，所述离合支撑杆421的两端与高度垫片之间分别设有缓冲弹簧423，所述底座44的顶部、顶紧销钉211和手轮412上分别设有位置指示刻度；

所述相邻限位支架10之间的外侧设置有透明保护套。

本实施例中，该工具的操作方法如下：

1.试验准备

试验前，检查试验设备和试验夹具，试验夹具整体移动到试验机上下夹头之间，先安装下夹头，试验机夹紧下夹持杆43，而后试验机夹头夹紧上夹持杆32。

2.试验夹具调整

根据要测试的试样，选择对应直径的支辊223，支辊223使用固定弹簧（拉簧）连接底座44，并检查支辊223能自由移动。

根据试样厚度和相关标准，跨距为8倍厚度的要求，调整支辊223（跨距）的距离，两个支辊座221集中靠在中间0点处，然后抬高手柄422，使调节螺柱411与固定方块222接触连接，旋转手轮412，使支辊座221向左向右同步移动，直到规定跨距；拧紧固定螺栓，安装保护支座24，通过标尺查看距离，满足宽度大于引伸计23的要求。

3.样品安装

按照图示安装样品，旋转左右试样对中调节机构21，两个读数相同。

4.夹紧上夹持杆32

夹紧上夹持杆32，使上圆形压头34离开试样表面，为了消除夹具自重的影响，此时试验设备力值清零，而后移动上夹持杆32，与试样上表面接触。

5.预制疲劳裂纹

装夹引伸计23，设置试验力值大小，使上夹头往复运动，试样从缺口处开始，逐步产生小裂纹，记录引伸计23开口位移和力值对应关系，直到裂纹长度满足要求。

6.压断试样

移动上夹头，将试样压断，记录力值和位移的关系曲线；试样断裂瞬间，引伸计23下落至保护位置。

7.记录数据

8.收拾现场

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防旋转自对中弯曲试验工具，其特征在于，包括限位支架（10），所述限位支架（10）上从上至下依次设置有上部限位装置（30）、中部限位装置（20）、下部调整装置（40）；

所述中部限位装置（20）包括对中调节机构（21）、支撑机构（22）和引伸计（23），所述下部调整装置（40）的顶部两端分别设置有支撑机构（22），且相邻支撑机构（22）之间设置有引伸计（23），所述下部调整装置（40）上对应设置有供引伸计（23）掉落下沉的凹槽，所述中部限位装置（20）两端的限位支架（10）的侧壁上分别对称设置有对中调节机构（21）；

所述上部限位装置（30）包括两端与限位支架（10）固定连接的上支架（31），所述上支架（31）的顶部设有上夹持杆（32），且底部可拆卸设置有若干个上圆形压头（33）；

所述下部调整装置（40）包括底座（44），所述底座（44）的顶部沿长度方向设置有第一通槽，所述支撑机构（22）的底部与第一通槽滑动连接，且所述支撑机构（22）的底部穿过第一通槽并与底座（44）内部的调节机构（41）连接，所述调节机构（41）用于驱动相邻的支撑机构（22）靠近或者远离，所述底座（44）的底部设有下夹持杆（43）。

2.根据权利要求1所述的一种防旋转自对中弯曲试验工具，其特征在于，所述对中调节机构（21）包括调节旋钮（212）、顶紧销钉（211），所述调节旋钮（212）的一端穿过限位支架（10）并与顶紧销钉（211）滑动连接，所述顶紧销钉（211）与调节旋钮（212）之间设置有预紧弹簧，所述调节旋钮（212）的一端与限位支架（10）螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种防旋转自对中弯曲试验工具，其特征在于，所述支撑机构（22）包括设于底座（44）顶部的支辊座（221）和设于底座（44）内部的固定方块（222），所述支辊座（221）通过连接螺栓与固定方块（222）连接，所述支辊座（221）的顶部通过转动连接有支辊（223）。

4.根据权利要求3所述的一种防旋转自对中弯曲试验工具，其特征在于，所述支撑机构（22）还包括支撑卡（224）、限位卡（225），所述支辊座（221）的顶部设置有支撑卡（224），所述支撑卡（224）上转动设置有支辊（223），且位于支辊（223）两端的支撑卡（224）上连接有限位卡（225）。

5.根据权利要求1所述的一种防旋转自对中弯曲试验工具，其特征在于，所述调节机构（41）包括沿底座（44）长度方向设置的调节螺柱（411），所述调节螺柱（411）的两侧分别设有左旋螺纹和右旋螺纹，相邻固定方块（222）靠近调节螺柱（411）的一侧分别对应左旋螺纹、右旋螺纹设置有配合螺纹，所述调节螺柱（411）的一端延伸至底座（44）的外部并连接有手轮（412）。

6.根据权利要求5所述的一种防旋转自对中弯曲试验工具，其特征在于，还包括离合器（42），所述离合器（42）包括离合支撑杆（421）；所述调节螺柱（411）的两端分别与限位支架（10）上下滑动连接；所述调节螺柱（411）的中部设有离合器（42）；所述离合支撑杆（421）的一端横向穿过底座（44），且离合支撑杆（421）与底座（44）上下滑动连接，所述离合支撑杆（421）位于调节螺柱（411）的底部，且与调节螺柱（411）呈垂直关系，所述离合支撑杆（421）两端延伸出底座（44），且底部活动设置有高度垫片。

7.根据权利要求6所述的一种防旋转自对中弯曲试验工具，其特征在于，所述离合支撑杆（421）的两端与高度垫片之间分别设有缓冲弹簧（423）。

8.根据权利要求5所述的一种防旋转自对中弯曲试验工具，其特征在于，所述底座（44）的顶部、顶紧销钉（211）和手轮（412）上分别设有位置指示刻度。

9.根据权利要求2所述的一种防旋转自对中弯曲试验工具，其特征在于，还包括设置在相邻支撑机构（22）之间且位于供引伸计（23）掉落下沉的凹槽两侧的保护支座，所述保护支座设置在底座（44）的顶部，两个所述保护支座之间形成一供引伸计（23）下沉的导向槽，且所述保护支座的高度大于引伸计（23）的高度，且小于支撑机构（22）的高度。

10.根据权利要求1所述的一种防旋转自对中弯曲试验工具，其特征在于，相邻所述限位支架（10）之间的外侧设置有透明保护套。

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