CN220982888U - 一种水平拉伸试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种水平拉伸试验机，包括夹持机构、载物台和控制系统；所述夹持机构包括第一固定板和活动板，通过垂直排列的至少两层的拉压丝杠连接；载物台设于第一固定板和活动板之间，用于将试样置于便于夹具夹持的位置；控制系统，包括驱动装置，与拉压丝杠的一端连接，用于通过拉压丝杠将活动板在水平方向上移动。本申请利用两层的拉压丝杠、第一固定板和活动板构成一个适合大尺寸试样进入的测试空间，解决了由于试样体积较大导致不便放置的难题。且试样在拉伸或压缩测试过程中为水平受力，大幅降低了因自身重力带来的测试误差，提高了测试精度，非常适合尺寸大、重量大的试样进行测试。

Description

一种水平拉伸试验机

技术领域

本实用新型属于材料性能试验测试领域，具体涉及一种水平拉伸试验机。

背景技术

此部分的陈述仅仅提供与本公开有关的背景技术信息，并且这些陈述可能构成现有技术。在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题。

现有的拉伸试验机，主要分为竖式拉伸试验机和卧式拉伸试验机两类。拉伸试验机可用于测试材料的力学性能，但对于一些大型试样或需要测试零部件的服役性能时，由于尺寸因素和试样自身重力因素等影响，目前在性能测试过程中仍存在一些问题。竖式拉伸试验机，如申请号202220955354.1专利名称为“基于万能试验机的复合试件拉伸实验夹具”中的试验机，其优点是在拉伸中试样不受摩擦力的影响，但由于采用夹具为试样提供支撑，活动横梁在垂直方向上移动，当试样尺寸较大时，空间太小，无法将试样放入试验机；而当试样的质量较大时，由于重力影响，其测试结果受重力影响而不准确。卧式拉伸试验机，如申请号202120699376.1专利名称为“卧式拉伸试验机穿销插拔定位行走自动控制装置”中的试验机，水平承载并保证平行度，可针对钢筋、钢丝绳等细长类试样进行性能测试。但因其结构特点，在进行实验时，由于试样自身重力较大，与接触面容易产生较大的摩擦力。并且需将试样放置于丝杠的水平跨度之间，需要额外使用起重机等机械，取放试样都十分不便，非常不适合尺寸大、重量大的试样进行测试。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于解决现有技术中的一部分问题，或至少缓解这些问题。

一种水平拉伸试验机，包括：

夹持机构，包括垂直排列的第一固定板和活动板；所述第一固定板和活动板同一水平面的相对侧均设有用于夹持试样的夹具；所述第一固定板通过杆类连接装置与活动板连接；

载物台，设于所述第一固定板和活动板之间，用于将试样置于便于夹具夹持的位置；

控制系统，包括驱动装置，与所述连接装置的一端连接，用于通过杆类连接装置将所述活动板在水平方向上移动。

可选的，所述杆类连接装置为垂直排列的至少两层的拉压丝杠；所述拉压丝杠的丝杠轴穿过所述第一固定板和活动板，其丝杠座与所述活动板连接；所述控制系统与所述拉压丝杠的一端连接，通过旋转拉压丝杠以带动所述活动板在其拉压丝杠上水平运动。

所述夹具可拆卸的与所述第一固定板或/和活动板连接。

所述载物台包括升降机；所述升降机的升降机底座设有滑槽，与导向键相适配，以实现水平移动。

进一步的，所述载物台还包括上料机构；所述上料机构的顶端设有第一导轨，所述升降机的顶端设有第二导轨；所述第二导轨能够移动至与所述第一导轨相适配的位置，用于将试样通过所述第一导轨移动至第二导轨上。

进一步的，所述载物台还包括固定底板；所述导向键设于所述固定底板上；所述上料机构与所述固定底板固定连接；所述第一固定板与所固定底板固定连接。

进一步的，所述载物台还包括螺杆，其一端与所述升降机底座连接；另一端穿过所述第一固定板与所述第一固定板螺纹连接。

所述夹持机构还包括下端与地面或固定底板接触或固定连接的第二固定板，其上设有机架丝杠；所述机架丝杠的一端通过定位块与所述活动板固定连接，另一端穿过所述第二固定板；所述第二固定板的两侧设有锁紧螺母，套设于所述机架丝杠上。

所述控制系统与所述第一导轨和第二导轨连接，能够通过驱动所述第一导轨和第二导轨将试样移动至待夹持位置；所述控制系统与升降机和上料机构连接，用以控制升降机和上料机构的升降；所述控制系统与所述螺杆的另一端连接，以通过旋转螺杆来控制升降机的水平移动；所述控制系统与所述机架丝杠的另一端连接，以通过所述机架丝杠带动所述活动板水平移动。

所述的水平拉伸试验机，还包括测试装置，与夹具连接，用以对试样进行测试并收集力和行程等变形信息。

本实用新型具有如下有益效果：

1、由于采用夹具进行水平夹持，可使得放置其上的试样在进行拉伸、压缩等试验时，试样与接触面的摩擦力得到极大的减小，从而避免摩擦力对试验数据的影响。且采用杆类连接装置，其所占面积小，可大幅增大测试空间，试样无论是取放入夹具之间还是进行测试都比较方便，非常适合尺寸大、重量大的试样进行测试实验；

2、为进一步减小诸如拉压丝杠等杆类连接装置对大尺寸试样取放的影响，本申请通过设置升降机、螺杆、上料机构及导轨等进行协同作用，使试样在不额外使用起重机等大型机械的情况下也能很顺畅的进入测试空间，进一步增大了本申请产品可测试试样的范围；

3、第二固定板及其上的结构设计，能确保整套设备的平衡程度，并能使活动板与第一固定板之间的间距变大，以适应更大尺寸的试样。

附图说明

本实用新型的上述结构可以通过以下的附图给出的非限定性的实施例进一步说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1-机架丝杠；2-1-第二固定板；2-2-第一固定板；3-活动板；4-拉压丝杠；5-控制系统；6-螺杆；7-载物台固定板；8-升降机；9-升降机底座；10-固定底板；11-上料机构；12-1-第一导轨；12-2-第二导轨；13-导向键；14-定位块；15-锁紧螺母。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施例只用于说明本实用新型而非限制本实用新型，在不脱离本实用新型技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，作出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的范围内。

如图1所示，一种水平拉伸试验机，包括：

夹持机构，包括垂直排列的第一固定板2-2和活动板3；所述第一固定板2-2和活动板3同一水平面的相对侧均设有用于夹持试样的夹具；所述第一固定板2-2通过杆类连接装置与活动板3连接；

载物台，设于所述第一固定板2-2和活动板3之间，用于将试样置于便于夹具夹持的位置；

控制系统5，包括驱动装置，与所述杆类连接装置的一端连接，用于通过杆类连接装置将所述活动板3在水平方向上移动。

水平拉伸试验机，还包括测试装置，与夹具连接，用以对试样进行测试并收集力和行程等变形信息。当然，控制系统5中也可包含测试装置，如传感组件等。

杆类连接装置主要指占据空间不大的诸如连杆机构、滑块机构等，现有技术中可有多种选择与控制系统5配合。

由于采用夹具进行水平夹持，可使得放置其上的试样在进行拉伸、压缩等实验时，试样水平受力，可降低因自身重力影响带来的测试误差。且采用杆类连接装置，其所占面积小，可大幅增大测试空间，非常适合尺寸大、重量大的试样及零部件进行测试实验。

杆类连接装置也可如图1所示，所述杆类连接装置为垂直排列的至少两层的拉压丝杠4；所述拉压丝杠4的丝杠轴穿过所述第一固定板2-2和活动板3，其丝杠座与所述活动板3连接；所述控制系统5与所述拉压丝杠4的一端连接，通过旋转拉压丝杠4以带动所述活动板3在其拉压丝杠4上水平运动。

拉压丝杠4可在垂直方向上多层排列，每一层由一根或多根拉压丝杠4构成。优选，如图1所示的两层四根的排列方式，占据的横向空间更少，移动活动板3时更稳定。控制系统5通过旋转拉压丝杠4来使活动板3靠近或远离第一固定板2-2，从而调整夹具位置，和实现夹具对试样的拉伸或压缩等实验操作。由于如拉压丝杠4等连接装置均呈上下垂直分布，仅占用了横向的少量空间，从而使本申请的试样测试空间较大，试样无论是取放入夹具之间还是进行测试都比较方便，非常适合大尺寸的试样。

如图1所示，所述载物台包括升降机8；所述升降机8的升降机底座9设有滑槽，与导向键13相适配，以实现水平移动，从而通过升降机8和导向键13使试样移动至待夹持位置。

如图1所示，所述载物台还包括螺杆6，其一端与所述升降机底座9连接；另一端穿过所述第一固定板2-2与所述第一固定板2-2螺纹连接。螺杆6的一端可穿过升降机底座9的凸起，并通过该凸起两侧的螺母以限制螺杆6的位置，从而通过旋转螺杆6使升降机8沿导向键13移动，以调整升降机8上方的试样的水平位置。

当然，也可采用一般的连接杆，一端与升降机底座9固定连接，另一端穿过第一固定板2-2与驱动装置连接，通过驱动装置推拉以实现水平移动升降机8的目的。也可采用其他现有结构或机械来代替上述部件。

如图1所示，所述载物台还包括上料机构11；所述上料机构11的顶端设有第一导轨12-1，所述升降机8的顶端设有第二导轨12-2；所述第二导轨12-2能够移动至与所述第一导轨12-1相适配的位置，用于将试样通过所述第一导轨12-1移动至第二导轨12-2上。第一导轨12-1和第二导轨12-2均可为水平排列的两根导轨，如图1所示，通过载物台固定板7使之与上料机构11和升降机8的顶端固定连接。

也可，升降机8与载物台固定板7为活动连接。载物台固定板7可与外部的驱动装置(如旋转装置等)连接。当试样移动至第二导轨12-2上后，通过驱动装置使载物台固定板7旋转90°。此时第二导轨12-2处于与夹具夹持相应的横向状态，从而使试样在被夹持拉伸、压缩的水平运动时与第二导轨12-2的滚轮接触，即产生的是滚轮摩擦，可大幅降低摩擦力对测试结果的影响，进一步提高测试精度。

如图1所示，所述载物台还包括固定底板10；所述导向键13设于所述固定底板10上；所述上料机构11与所述固定底板10固定连接；所述第一固定板2-2与所固定底板10固定连接。

当然，第一固定板2-2也可直接与地面固定连接，也可达到相同的效果。

升降机8可以采用导轨式、曲臂式，剪叉式、链条式、装卸平台等方式，上料机构11与升降机8类似。

若试样的尺寸过大，将必然受到底层的拉压丝杠4影响。此时，要么只能对符合底层拉压丝杠4间距的试样进行测试；要么必须将第一固定板2-2和活动板3面积变大，以使底层的拉压丝杠4的间距变大，从而使升降机8能通过拉压丝杠4的间距将试样升至待夹持高度。为了能使本申请的产品适用大尺寸的试样，且又不使本申请的结构过大，故采用上述结构，并如图1所示，将与升降机8连接的第二导轨12-2设于底层的拉压丝杠4的上方。先利用上升时不与拉压丝杠4接触的上料机构11将试样上升至第二导轨12-2的高度，使第一导轨12-1与第二导轨12-2平齐；再通过推动或导轨传动方式将试样从第一导轨12-1运送至第二导轨12-2；最后由升降机8将试样运送至待夹持位置。采用上述结构，大尺寸的试样移动时不会受到底层的拉压丝杠4的影响，非常适合大尺寸的试样进行测试。

如图1所示，所述夹持机构还包括下端与地面或固定底板10接触或固定连接的第二固定板2-1，其上设有机架丝杠1；所述机架丝杠1的一端通过定位块14与所述活动板3固定连接，另一端穿过所述第二固定板2-1；所述第二固定板2-1的两侧设有锁紧螺母15，套设于所述机架丝杠1上。由于本申请的夹持机构体积、重量较大，第二固定板2-1与地面或固定底板10接触或固接，配合与地面或固定底板接触或固接的第一固定板2-2，从而使夹持机构存在基准以确保设备平衡，并能使活动板3保持水平移动。且可通过机架丝杠1来移动活动板3，使活动板3与第一固定板2-2之间的间距变大，以适应更大尺寸的试样。

当然，若为了确保设备平衡，将第一固定板2-2固定在地面或固定底板10上，由其承托整个夹持机构也是可行的。或，也可将活动板3的下端做大，与固定底板10接触，并于活动板3的下端设置与导向键13适配的滑槽，也是可行的。

所述夹具可拆卸的与所述第一固定板2-2或/和活动板3连接。夹具可以是通用的，也可以根据测试需求定制，如测试长方体、环形件、及其他异形件等。当然，夹具也可固设于第一固定板2-2和活动板3上。

控制系统5包括如伺服电机的驱动装置，也可包括如减速机、联轴器、轴承组件以及传感组件等装置。可有多个驱动装置与不同待驱动结构连接。如图1所示，所述控制系统5与所述第一导轨12-1和第二导轨12-2连接，能够通过驱动所述第一导轨12-1和第二导轨12-2将试样移动至待夹持位置；所述控制系统5与升降机8和上料机构11连接，用以控制升降机8和上料机构11的升降；所述控制系统5与所述螺杆6的另一端连接，以通过旋转螺杆6来控制升降机8的水平移动；所述控制系统5与所述机架丝杠1的另一端连接，以通过所述机架丝杠1带动所述活动板3水平移动。

上述控制系统5、上料机构11、升降机8、丝杠均为现有技术，不属于本申请的保护范围。

具体操作步骤如下：

步骤1：将试样放置于上料机构11的第一导轨12-1上，并控制上料机构11上升，使第一导轨12-1与升降机8顶端的第二导轨12-2平齐，上料机构11停止垂直运动；试样通过导轨12-2进入机架内部的第二导轨12-2后，通过螺杆6使升降机8沿导向键13水平移动，以调整试样使其在第一固定板2-2和活动板3中间。

步骤2：将夹具安装在第一固定板2-2和活动板3上(夹具可以是通用的，也可以根据测试需求定制，如测试长方体、环形件、及其他异形件等)安装好后两夹具中心线与机架丝杠1的中心线重合；由于定位块14与活动板3连接，可通过机架丝杠1、定位块14来调整活动板3至合适的水平位置，再利用锁紧螺母15将机架丝杠1与第二固定板2-1固定在一起，从而得到不同数值的拉伸/压缩行程。

步骤3：控制升降机8令其垂直运动，使试样达到待夹持位置(一般为试样的水平中心线与机架丝杠1的中心线重合时)后停止运动。

步骤4：控制夹具夹持住试样，再通过控制系统5中的伺服电机旋转拉压丝杠4，使第二固定板2-1和活动板3一同水平运动，从而完成试样的水平拉伸/压缩等变形操作，并通过传感组件获取试样变形过程的力和位移等信息。

步骤5：测试完毕后，控制夹具松开试样，并通过螺杆6和升降机8使第二导轨12-2与第一导轨12-1完全平齐，再通过导轨将试样移动至第一导轨12-1上。

步骤6：控制上料机构11下降，取出试样，实验完成。

本申请利用两层的拉压丝杠4、第一固定板2-2和活动板3构成一个适合大尺寸试样进入的测试空间，并通过升降机8、导轨、上料机构11等将该大尺寸试样巧妙的绕开底层的拉压丝杠4送入测试空间，大幅降低了大尺寸试样给测试造成的影响。且利用夹具进行水平夹持，也大幅降低摩擦力对测试结果的影响，提高测试精度，非常适合尺寸大、重量大的试样进行测试。

上述没有特指的固定连接，可以是铆接、焊接、螺栓联接等连接方式，活动连接，可以是铰接等连接方式。

Claims (9)

1.一种水平拉伸试验机，其特征在于，包括：

夹持机构，包括垂直排列的第一固定板(2-2)和活动板(3)；所述第一固定板(2-2)和活动板(3)同一水平面的相对侧均设有用于夹持试样的夹具；所述第一固定板(2-2)通过杆类连接装置与活动板(3)连接；

载物台，设于所述第一固定板(2-2)和活动板(3)之间，用于将试样置于便于夹具夹持的位置；

控制系统(5)，包括驱动装置，与所述杆类连接装置的一端连接，用于通过杆类连接装置将所述活动板(3)在水平方向上移动。

2.根据权利要求1所述的水平拉伸试验机，其特征在于，所述杆类连接装置为垂直排列的至少两层的拉压丝杠(4)；所述拉压丝杠(4)的丝杠轴穿过所述第一固定板(2-2)和活动板(3)，其丝杠座与所述活动板(3)连接；所述控制系统(5)与所述拉压丝杠(4)的一端连接，通过旋转拉压丝杠(4)以带动所述活动板(3)在其拉压丝杠(4)上水平运动。

3.根据权利要求1所述的水平拉伸试验机，其特征在于，所述夹具可拆卸的与所述第一固定板(2-2)或/和活动板(3)连接。

4.根据权利要求1或2所述的水平拉伸试验机，其特征在于，所述载物台包括升降机(8)；所述升降机(8)的升降机底座(9)设有滑槽，与导向键(13)相适配，以实现水平移动。

5.根据权利要求4所述的水平拉伸试验机，其特征在于，所述载物台还包括上料机构(11)；所述上料机构(11)的顶端设有第一导轨(12-1)，所述升降机(8)的顶端设有第二导轨(12-2)；所述第二导轨(12-2)能够移动至与所述第一导轨(12-1)相适配的位置，用于将试样通过所述第一导轨(12-1)移动至第二导轨(12-2)上。

6.根据权利要求5所述的水平拉伸试验机，其特征在于，所述载物台还包括固定底板(10)；所述导向键(13)设于所述固定底板(10)上；所述上料机构(11)与所述固定底板(10)固定连接；所述第一固定板(2-2)与所固定底板(10)固定连接；所述控制系统(5)与所述第一导轨(12-1)和第二导轨(12-2)连接，能够通过驱动所述第一导轨(12-1)和第二导轨(12-2)将试样移动至待夹持位置；所述控制系统(5)与升降机(8)和上料机构(11)连接，用以控制升降机(8)和上料机构(11)的升降。

7.根据权利要求4所述的水平拉伸试验机，其特征在于，所述载物台还包括螺杆(6)，其一端与所述升降机底座(9)连接；另一端穿过所述第一固定板(2-2)与所述第一固定板(2-2)螺纹连接；所述控制系统(5)与所述螺杆(6)的另一端连接，以通过旋转螺杆(6)来控制升降机(8)的水平移动。

8.根据权利要求1或6所述的水平拉伸试验机，其特征在于，所述夹持机构还包括下端与地面或固定底板(10)接触或固定连接的第二固定板(2-1)，其上设有机架丝杠(1)；所述机架丝杠(1)的一端通过定位块(14)与所述活动板(3)固定连接，另一端穿过所述第二固定板(2-1)；所述第二固定板(2-1)的两侧设有锁紧螺母(15)，套设于所述机架丝杠(1)上；所述控制系统(5)与所述机架丝杠(1)的另一端连接，以通过所述机架丝杠(1)带动所述活动板(3)水平移动。

9.根据权利要求1所述的水平拉伸试验机，其特征在于，还包括测试装置，与夹具连接。