CN217484073U - 一种冲击试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体公开了一种冲击试验机，包括底座，底座上设置有机架和夹具，夹具上方设有带摆杆的摆锤，摆锤的摆杆转动连接于机架上。机架上设有弹性装置和限位装置，所述弹性装置位于摆锤上方，摆锤抬高挤压弹性装置的输出部，限位装置包括水平伸缩杆和竖直伸缩杆，竖直伸缩杆一端固接于机架上，竖直伸缩杆另一端与水平伸缩杆的一端垂直连接，水平伸缩杆水平伸缩用于限制摆锤的高度位置，竖直伸缩杆竖直伸缩用于调节水平伸缩杆的高度。本方案用以解决现有技术中不能根据试样材质、强度的不同对试验机冲击强度进行调节的问题。本方案主要用于对材料抗冲击强度进行测试。

Description

一种冲击试验机

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体是一种冲击试验机。

背景技术

冲击试验机有简支梁冲击试验机和悬臂梁冲击试验机等多种种类，其不同之处在于固定试样的夹具的结构形式不同，现使用更广泛的是悬臂梁冲击试验机。悬臂梁冲击试验机主要用于硬质塑料、增强尼龙、玻璃钢、陶瓷、铸石、电绝缘材料等非金属材料冲击韧性的测定，是化工行业、科研单位、大专院校质量检测等部门理想的试验设备。一般塑料在生产完成后需要进行一系列的测试，其中一项即是悬臂梁缺口冲击试验，即将塑料试样切开一个缺口进行击打测试。现有技术中，悬臂梁冲击试验机在使用时，当试样长度不同，悬臂梁高度不能调整，夹具高度也不能调整，只能调整试样本身的高度或更换其他长度的试样，一方面导致夹具夹持不稳，另一方面增加了耗材，因此使用起来十分不便。

基于上述技术问题，授权公告号为CN208383416U的实用新型专利公开了一种悬臂梁冲击试验机，该悬臂梁冲击试验机包括底板，底板上设置有护板和固定板，固定板前侧的底板上设置有试样夹具，试样夹具上方的固定板上设有悬臂和数字显示屏，悬臂上固定有摆锤，其中，试样夹具通过螺套、螺杆、齿环、齿条等构件实现其相对于底板的竖直位置变化，以适应不同试样的试验高度要求。但是该悬臂梁冲击试验机只能满足不同大小的试样对于试验高度的要求，而不能根据试样材质、强度的不同在进行试验时对冲击力度进行调整，从而完成对多种材料冲击韧性的测试。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种冲击试验机，以解决现有技术中不能根据试样材质、强度的不同对试验机冲击强度进行调节的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种冲击试验机，包括底座，底座上设置有机架和夹具，夹具上方设有带摆杆的摆锤，摆锤的摆杆转动连接于机架上。所述机架上设有弹性装置和限位装置，所述弹性装置位于摆锤上方，摆锤抬高挤压弹性装置的输出部，所述限位装置包括水平伸缩杆和竖直伸缩杆，竖直伸缩杆一端固接于机架上，竖直伸缩杆另一端与水平伸缩杆的一端垂直连接，水平伸缩杆水平伸缩用于限制摆锤的高度位置，竖直伸缩杆竖直伸缩用于调节水平伸缩杆的高度。

技术原理及相比于现有技术的有益效果：

采用本方案对试样进行冲击试验，首先将冲击试验机放置在水平操作台上，此时摆锤在自身重力作用下处于自然下垂状态，竖直伸缩杆和水平伸缩杆均处于收缩状态。抬起摆锤使其摆杆挤压弹性装置的输出部，弹性装置在摆杆的挤压下进行相应的收缩，待弹性装置收缩到一定程度时，调节竖直伸缩杆的长度，使得水平伸缩杆与对应位置摆杆的高度一致，再调节水平伸缩杆使其伸长，摆杆支承在水平伸缩杆上，即摆锤的高度位置被水平伸缩杆限制。此时，弹性装置因被摆杆挤压而积蓄弹性势能，同时摆锤因摆杆转动而被抬高后具备重力势能。然后将试样固定在夹具上，固定好之后收缩水平伸缩杆，解除其对摆锤高度位置的限制，摆锤在弹性装置的弹力和自身的重力作用下向下摆动，摆动到与试样接触时对试样施加冲击力，试样在摆锤的冲击下被破坏。

如果试样没有被摆锤冲击破坏，则重复上述步骤，但是要提高摆杆对弹性装置的挤压强度，使得摆锤被抬高位置更高、弹性装置的压缩程度更大，从而使摆锤的重力势能和弹性装置积蓄的弹性势能均更大，则在摆锤下摆的过程中能够转化为摆锤更大的动力势能，以提高摆锤下摆后对试样的冲击强度，直至试样被冲击破坏。

本冲击试验机相比于现有技术，可以通过弹性装置被摆杆挤压程度的不同来调节摆锤对试样的冲击力大小，以适应不同材质试样进行冲击试验时所需要的冲击强度，因此可以对更多种材料进行抗冲击能力测试，适用范围更广。本冲击试验机在实现上述功能的同时，其结构并没有过于复杂化，仅在现有结构的基础上作了简单增设，因此结构简单适于工业生产。

进一步，所述夹具包括左限位块、右限位块和抵紧块，左限位块和右限位块固设在底座上，抵紧块位于左限位块和右限位块之间，抵紧块与左限位块通过设有的弹性件连接，自然状态下抵紧块与右限位块相抵紧。

有益效果：通过本技术方案对试样进行位置固定时，只需压缩弹性件将抵紧块向左限位块的方向移动，手持试样上端将其抵靠在右限位块的左壁上，然后松开抵紧块使其在弹性件的作用下向右移动，由于抵紧块在自然状态下便与右限位块相抵紧，此时试样位于抵紧块与右限位块之间，抵紧块在弹性件的作用力下与限位块一起能够实现对试样的位置限定。该技术方案相比于现有技术来说，在对试样进行位置固定时，不用一直手持试样直至其被限位装置固定，使用更为方便快捷。

进一步，所述夹具还包括转动手柄，转动手柄穿过左限位块与左限位块螺纹连接，固定试样时转动手柄将抵紧块相对于右限位块抵紧。

有益效果：与左限位块螺纹连接的转动手柄，在穿过左限位块后，可继续通过与左限位块上的螺纹配合向右移动，直至与抵紧块相接触并将其相对于右限位块抵紧。如果不设置转动手柄来对抵紧块进行进一步紧固，由于抵紧块与左限位块是通过弹性件连接的，在试验过程中，当试样承受摆锤的冲击力时，该冲击力传递到抵紧块上容易造成抵紧块向左限位块方向移动，使得试样位置固定不牢靠而影响试验结果，采用本技术方案之后可以有效避免上述问题，使得抵紧块对试样位置的限定更牢固，增强试验结果的准确性。

进一步，所述左限位块为L形，所述抵紧块底部设有通槽，通槽的尺寸与L形左限位块水平部分尺寸相匹配。

有益效果：采用本方案，抵紧块通过凹槽与L形左限位块水平部分相互配合实现水平移动，限制了抵紧块在水平面上位移的路线，使其只能沿左限位块的水平部分作直线运动。相比于抵紧块在水平面上自由移动，本技术方案中抵紧块的移动路线与弹性件轴线水平，弹性件对抵紧块的弹力相对于抵紧块侧面垂直，更有利于弹性件对抵紧块施加弹力将其相对于右限位块抵紧。

进一步，所述右限位块与抵紧块接触处设有放置试样的凹槽，所述凹槽位于摆锤自然下垂状态下的轴线上。

有益效果：所述右限位块与抵紧块接触处设有凹槽，在放置试样时可直接将其放置在凹槽内，增加了确定试样固定位置的便捷性；凹槽位于摆锤自然下垂状态下的轴线上，即摆锤摆到最低位置时才与试样相接触，相比于凹槽设置在其他位置，本技术方案可以使得摆锤与试样接触时，其重力势能和弹性装置的弹性势能会全部转化为动能，此时摆锤对试样的冲击力度是最大的，将能量最大限度地转化运用，更有效实现对试样的冲击。

进一步，所述机架包括支撑板、悬梁、安装板和挡板，支撑板竖直设置在底座上，悬梁一端连接在支撑板上，悬梁另一端与挡板连接，悬梁上转动连接有摆锤，安装板固接在悬梁上，安装板上设有限位装置和弹性装置。

有益效果：采用本方案，竖直设置的支撑板为摆锤提供了足够的高度，摆锤转动连接于悬梁上，设有弹性装置和限位装置的安装板也固定连接于悬梁上，可以为摆锤挤压弹性装置、限位装置限制摆锤位置提供良好的工作空间，通过机架各部分的配合能够有效实现本冲击试验机的多种冲击力度调节。

进一步，所述限位装置的水平伸缩杆和竖直伸缩杆均为为电动伸缩杆。

有益效果：电动伸缩杆相比于手动控制的限位装置，可以更准确地实现对摆锤的固定和释放，在解除对摆锤的位置限制时更加迅速，减少了手动操作对试验结果的影响。

进一步，所述弹性装置输出部设有滚球，滚球的中心位于弹性装置轴线上。

有益效果：弹性装置自由端设置滚球，且滚球的中心位于弹性装置轴线上，则摆锤对弹性装置进行压缩时是与滚球进行点接触，在作用力相等的情况下，接触面积减小可以增大压强，有利于提提高摆锤对弹性装置的压缩效率；滚球的中心位于弹性装置的轴线上，则摆锤对弹性装置进行压缩时，作用力是沿着弹性装置的轴向传递的，避免了压缩过程中作用力的损耗。

进一步，所述弹性装置和弹性件内都设有刚性弹簧。

有益效果：弹性装置和弹性件内都设有刚性弹簧，一是因为相比于其他弹性物体，刚性弹簧结构简单，更有利于加工制造；二是因为相比于普通的弹簧，刚性弹簧由于其具有一定的刚度，在被压缩时更不容易相对于其轴线发生扭转，保证完全实现预期弹性势能的转化。

进一步，所述底座下表面转角处设置有可伸缩支脚，支脚内设有弹簧。

有益效果：在底座下表面设置可伸缩支脚，且支脚内设有弹簧，相比于现有技术来说，本技术方案在进行冲击试验时，当摆锤撞击试样时，其传递到底座上的力可以被可伸缩支脚内的弹簧吸收转化，因而减少了整个冲击试验机的震荡，有效实现了减震的功能。

附图说明

图1为本实用新型一种冲击试验机实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型一种冲击试验机实施例的正视示意图。

图3为本实用新型一种冲击试验机实施例在另一视角下的局部三维结构示意图。

图4为图3的正视示意图。

图5为本实用新型一种冲击试验机实施例夹具的结构示意图。

图6为图5的正视示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座1、支脚2、支撑板3、悬梁4、摆锤51、摆杆52、安装板6、限位装置7、竖直伸缩杆71、水平伸缩杆72、弹性装置8、竖直弹簧81、滚球82、夹具9、左限位块91、右限位块92、抵紧块93、水平弹簧94、转动手柄95、凹槽96、挡板10。

实施例基本如附图1至图6所示：

一种冲击试验机，包括矩形底座1，底座1上表面固定连接有机架和夹具9，夹具9上方悬有一带摆杆52的摆锤51，摆锤51的摆杆52转动连接于机架上。所述机架包括支撑板3、悬梁4、安装板6和挡板10，支撑板3竖直固定连接在底座1上表面后边缘，悬梁4一端与支撑板3固定连接，悬梁4另一端与挡板10固定连接。

所述安装板6为L形，L形安装板6一边竖直固定连接在悬梁4上，L形安装板6另一边水平悬空。L形安装板6水平悬空边的下表面固定连接有一弹性装置8和一限位装置7，所述弹性装置8位于摆锤51上方，摆锤51抬高后其摆杆52能够挤压弹性装置8的输出部；所述限位装置7包括水平伸缩杆72和竖直伸缩杆71，竖直伸缩杆71一端固接于安装板6上，竖直伸缩杆71另一端与水平伸缩杆72的一端垂直固定连接，水平伸缩杆72水平伸缩用于限制摆锤51的高度位置，竖直伸缩杆71竖直伸缩用于调节水平伸缩杆72的高度。

当摆锤51被抬高到一定高度，其摆杆52与弹性装置8接触时，继续抬高摆锤51其摆杆52会对弹性装置8产生挤压，挤压过程中弹性装置8积蓄相应的弹性势能，摆杆52对弹性装置8挤压的程度不同，弹性装置8积蓄的弹性势能大小不同，摆锤5自身的高度也不同。根据摆杆52对弹性装置8挤压程度不同时，摆锤51和摆杆52高度位置的变化，调整限位装置7竖直伸缩杆71的伸缩长度，使得固定在竖直伸缩杆71端部的水平伸缩杆72与摆杆52对应段处于同一高度上，伸长水平伸缩杆72直至水平伸缩杆72与摆杆52接触，此时摆杆52支承在水平伸缩杆72上，则摆锤51被水平伸缩杆72限制住其高度位置。

所述夹具9固定连接在底座1的上表面中心位置，夹具9包括左限位块91、右限位块92、抵紧块93和水平弹性件94，左限位块91和右限位块92固定连接在底座1上，抵紧块93位于左限位块91和右限位块92之间，水平弹性件94一端固定连接在左限位块91上，水平弹性件94另一端固定连接在抵紧块93上，自然状态下抵紧块93与右限位块92通过水平弹性件94的弹力作用相抵紧。

所述夹具9还包括转动手柄95，转动手柄95穿过左限位块91与左限位块91螺纹连接，固定试样时转动手柄95将抵紧块93相对于右限位块92抵紧。所述左限位块91为L形，抵紧块93底部设有通槽，通槽的尺寸与L形左限位块91水平部分尺寸相匹配。所述右限位块92与抵紧块93接触处设有放置试样的凹槽96，所述凹槽96位于摆锤5自然下垂状态下的轴线上。

使用夹具9固定试样时，先将转动手柄95通过螺纹旋转到远离抵紧块93的位置，向左限位块91的方向推动抵紧块93，使得抵紧块93在通槽和L形左限位块91水平部分的相互配合下向左平移，此时水平弹性件94被压缩，抵紧块93与右限位块92之间的距离足够容纳试样。将试样放置在凹槽96内，松开抵紧块93，抵紧块93在水平弹性件94的弹力推动下向右水平移动，直至将试样抵紧在抵紧块93和右限位块92之间。然后反向旋转转动手柄95，使其在左限位块91的螺纹配合下向右移动，直至转动手柄95将抵紧块93相对于右限位块92抵紧。

所述弹性装置8包括竖直弹性件81和滚球82，竖直弹性件81一端固接在安装板6上，另一端与滚球82活动连接，滚球82的中心位于弹性装置8的轴线上，滚球82能够在竖直弹性件81的端部滚动。当摆杆52对弹性装置8进行挤压时，实际是与滚球82进行点接触，在作用力相等的情况下，接触面积减小可以增大压强，有利于提高摆杆52对弹性装置8的挤压效率，此时竖直弹性件81被挤压而收缩，积蓄相应的弹性势能。

所述竖直弹性件81和水平弹性件94内均设有刚性弹簧(图中未标出)，刚性弹簧的设置使得竖直弹性件81和水平弹性件94被挤压时能够积蓄足够大小的弹性势能，以实现其各自的结构功能。

所述限位装置7的水平伸缩杆72和竖直伸缩杆71均为为电动伸缩杆，对竖直伸缩杆71和水平伸缩杆72的长度调节通过电力驱动，省去了人工调节的麻烦，也避免了人工调节不准确带来的试验误差。

所述底座1下表面转角处固定连接有可伸缩支脚2，支脚2内固定连接有弹簧(图中未标出)，内部固设有弹簧的可伸缩支脚2可以在进行冲击试验时，当摆锤51撞击试样传递到底座1上的力可以被可伸缩支脚2内的弹簧吸收转化，因而减少了整个冲击试验机的震荡，能够有效实现减震的功能。

采用本实用新型冲击试验机进行非金属材料的抗冲击性能试验，首先将冲击试验机放置在水平操作台上，接通电源，此时底座1处于水平状态，摆锤5处于自然下垂状态，竖直伸缩杆71和水平伸缩杆72均处于收缩状态。

抬起摆锤51使其摆杆52与滚球82接触并对弹性装置8进行挤压，此时竖直弹性件81处于收缩状态，积蓄了相应的弹性势能。根据试样材质及强度大小，调整摆锤51的上抬高度，摆杆52对弹性装置8的挤压强度随之变化，竖直弹性件81积蓄的弹性势能也随之改变。调整好摆锤51的上抬高度后，电动控制限位装置7的竖直伸缩杆71竖直伸长，直至水平伸缩杆72与对应位置的摆杆52处于同一高度，再电动控制水平伸缩杆72水平伸长，使得水平伸缩杆72与对应位置的摆杆52接触，此时摆杆52支承在水平伸缩杆72上，则摆锤51的高度位置被水平伸缩杆72限制。

限制好摆锤51的高度位置后，使用夹具9固定试样。先将转动手柄95通过螺纹旋转到远离抵紧块93的位置，使得抵紧块93失去转动手柄95的相抵，再向左限位块91的方向水平推动抵紧块93，此时水平弹性件94被压缩，直到抵紧块93与右限位块92之间的距离足够容纳试样时，将试样放置在凹槽96内，松开抵紧块93，抵紧块93在水平弹性件94的弹力推动下向右水平移动，直至将试样抵紧在抵紧块93和右限位块92之间。然后反向旋转转动手柄95，使其在左限位块91的螺纹配合下向抵紧块93移动，直至转动手柄95将抵紧块93相对于右限位块92抵紧。

固定好试样后，电动控制限位装置7的水平伸缩杆72水平收缩，摆杆52失去水平伸缩杆72对其的支承后，摆锤51的高度位置限制也相应解除，则摆锤51在自身重力和弹性装置8的弹力作用下向下摆动，在摆锤51的下摆过程中，摆锤51自身的重力势能和竖直弹性件81积蓄的弹性势能转化为摆锤51向下摆动的动力势能。由于凹槽96位于摆锤51自然下垂状态下的轴线上，因此摆锤51下摆到最低点时才会与试样接触，此时摆锤51的重力势能最小、动能达到最大值，当摆锤51与试样接触时，该最大动能转化为对试样的冲击能量，试样吸收该冲击能量后被破坏。至此，完成冲击试验机对试样的一次冲击试验。

若完成上述步骤后试样并没有被冲击破坏，则取下试样，更换同材质、同强度、同尺寸的另一个试样重复上述步骤，但是在抬高摆锤51使其摆杆52挤压弹性装置8时，将摆锤51抬到更高的位置，使得摆杆52对弹性装置8的挤压强度更高，此时摆锤51具有比上述更大的重力势能，竖直弹性件81也积蓄有比上述更大的弹性势能，则摆锤51下摆后会获得更大的动能，摆锤51接触试样时对试样造成的冲击强度也随之加大。

重复上述步骤对同材质、同强度、同尺寸的试样进行冲击试验，直至试样被冲击破坏。

使用本冲击试验机对不同材质、不同强度的试样进行冲击试验，只需改变摆锤51的上抬高度，即改变摆杆52对弹性装置8的挤压强度，就能随之改变摆锤51的重力势能和竖直弹性件81积蓄的弹性势能，那么摆锤51失去限位装置7对其的高度位置限制后，在下摆过程中获得的动能也会随之改变，摆锤51接触试样时，试样吸收到的冲击能量也会相应产生变化，也就实现了本冲击试验机根据试样材质、强度不同改变冲击强度的功能。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种冲击试验机，包括底座，底座上设置有机架和夹具，夹具上方设有带摆杆的摆锤，摆锤的摆杆转动连接于机架上，其特征在于：所述机架上设有弹性装置和限位装置，所述弹性装置位于摆锤上方，摆锤抬高后摆杆挤压弹性装置的输出部，所述限位装置包括水平伸缩杆和竖直伸缩杆，竖直伸缩杆一端固接于机架上，竖直伸缩杆另一端与水平伸缩杆的一端垂直连接，水平伸缩杆水平伸缩用于限制摆锤的高度位置，竖直伸缩杆竖直伸缩用于调节水平伸缩杆的高度。

2.根据权利要求1所述的一种冲击试验机，其特征在于：所述夹具包括左限位块、右限位块和抵紧块，左限位块和右限位块固设在底座上，抵紧块位于左限位块和右限位块之间，抵紧块与左限位块通过设有的弹性件连接，自然状态下抵紧块与右限位块相抵紧。

3.根据权利要求2所述的一种冲击试验机，其特征在于：所述夹具还包括转动手柄，转动手柄穿过左限位块与左限位块螺纹连接，固定试样时转动手柄将抵紧块相对于右限位块抵紧。

4.根据权利要求2所述的一种冲击试验机，其特征在于：所述左限位块为L形，所述抵紧块底部设有通槽，通槽的尺寸与L形左限位块水平部分尺寸相匹配。

5.根据权利要求2所述的一种冲击试验机，其特征在于：所述右限位块与抵紧块接触处设有放置试样的凹槽，所述凹槽位于摆锤自然下垂状态下的轴线上。

6.根据权利要求1所述的一种冲击试验机，其特征在于：所述机架包括支撑板、悬梁、安装板和挡板，支撑板竖直设置在底座上，悬梁一端连接在支撑板上，悬梁另一端与挡板连接，悬梁上转动连接有摆锤，安装板固接在悬梁上，安装板上设有限位装置和弹性装置。

7.根据权利要求1所述的一种冲击试验机，其特征在于：所述限位装置的水平伸缩杆和竖直伸缩杆均为为电动伸缩杆。

8.根据权利要求1所述的一种冲击试验机，其特征在于：所述弹性装置输出部设有滚球，滚球的中心位于弹性装置轴线上。

9.根据权利要求2所述的一种冲击试验机，其特征在于：所述弹性装置和弹性件内都设有刚性弹簧。

10.根据权利要求1所述的一种冲击试验机，其特征在于：所述底座下表面转角处设置有可伸缩支脚，支脚内设有弹簧。

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