CN2879167Y - 环刚度试验机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种测试管材环刚度试验机，包括设有电机和传动装置的机座箱、位于该机座箱上面的立柱、分别位于该立柱顶部和下部的上、下横梁和位于该上下横梁之间的移动横梁。立柱包括对角设置的两光杠和另外对角设置的两丝杠，该丝杠的下端与机座箱中的传动装置连接，移动横梁的四角穿套于光杠和丝杠上，并与两丝杠形成螺旋副。移动横梁与下横梁之间设有装夹传感机构和测量装置。本实用新型采用四跟立柱替代了原设备的六根立柱，扩大了试验机试验空间，增加了中横梁移动的平稳性；环刚度内径测量装置结构简单，操作方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种材料拉伸、压缩、弯曲等力学试验的计量装置，尤其涉及用于环形横截面管材环刚度力学性能试验的试验机。
背景技术
工程建设中需使用大量的管材，其中塑料管材得到广泛的应用。塑料管承受外部压力时，如果环刚度不够，塑料管将产生过大的变形或者压塌。因而，对于承受外部压力的管材，环刚度是最重要的性能指标。目前，环刚度用理论计算方法还不够准确，所以环刚度主要是通过试验后用试验结果计算出来的。根据国标GB/9647-2003，环刚度的测定是将规定的管材试样在两个平行板间按规定的条件垂直压缩，使管材直径方向变形达到3％。根据试验测定造成3％变形的力来计算环刚度。
现有测试管材环刚度的试验设备包括底座、设于底座上的四根光杠支撑着一上横梁，另外两根丝杠与一中横梁形成螺旋副，一传动装置驱动丝杠转动，从而带动中横梁上下移动来对环形试样施压，通过内径变形的测量装置和传感器系统进行管材的环刚度试验。
现有环刚度试验设备存在以下缺点：
1、在小门式机器上，通过大变形结构来测量环刚度，会受到小门式机的有效试验空间及大变形结构的限制，测量范围不大。
2、内径测量装置结构复杂，操作不方便。
3、当做大管径试样环刚度试验时，由于设备较高，运行起来很不稳定，影响试验效果。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有环刚度试验机测量范围小、运行不稳定和内径测量装置复杂、操作不便的技术问题，提出了一种测试范围大、运行平稳和内径测量装置简单、操作方便的环刚度试验机。
为解决上述问题，本实用新型的技术方案是构建一种环刚度试验机，包括设有电机和传动装置的机座箱、位于该机座箱上面的立柱、分别位于该立柱顶部和下部的的上、下横梁和位于该上、下横梁之间的移动横梁。立柱包括对角设置的两光杠和另外对角设置的两丝杠，该丝杠的下端与所述机座箱中的传动装置连接。移动横梁的四角穿套于所述的光杠和丝杠上，并与两丝杠形成螺旋副。移动横梁与下横梁之间设有装夹传感机构和测量装置。
其中，所述的传动装置包括：设于所述电机输出轴上的第一小带轮、设于该电机一侧的第一大带轮、连接第一小带轮和第一大带轮的第一皮带、设于第一大带轮芯轴上的第二小带轮、分别设于所述两丝杠下端上的第二大带轮的、连接第二小带轮和两第二大带轮的第二皮带。
所述第二皮带的两侧分别设有一固定张紧轮和一活动张紧轮。
所述的电机为伺服电机，该电机的一侧设有电机驱动器，所述的带轮和皮带均为同步带轮和同步带。
所述的装夹传感机构包括：设于所述下横梁上的下压板、通过一十字头与所述移动横梁下表面连接的传感器和上压板，该传感器通过信号线与外部电脑主机相连。
所述的测量装置设有分别通过夹具座与所述移动横梁、下横梁形成可拆连接的上、下竖直立柱，上、下竖直立柱上分别设有可锁紧的滑套，两滑套的一侧分别铰接有上、下摆杆，上、下摆杆上分别设有锁紧螺母，上、下摆杆的自由端分别穿套有垂直其轴线的上、下导杆，所述上导杆的上端设有平行所述上摆杆的上探杆，上导杆的下端设有挂钩，所述下导杆的下端设有平行所述下摆杆的下探杆，下导杆的上端正对所述挂钩处设有一抽出式编码器。
本实用新型采用四跟立柱(两根光杠和两根四杠)替代了原设备的六根立柱，扩大了环刚度试验机试验空间，可以测量试样的内径范围为小于等于2000mm，外径测量范围为小于等于2400mm；光杠从移动横梁中穿过，除了起支撑作用外，还起到导向的作用，增加了移动横梁移动的平稳性；环刚度内径测量装置结构简单，操作方便；采用高精度编码器，试验测量精度高；采用二级同步带减速，传动效率高，节能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作详细的说明，其中：
图1是本实用新型试验的示意图；
图2是图1的主视图；
图3是本实用新型的主视图；
图4是本实用新型的动力系统的俯视图；
图5是图4的剖视图；
图6是本实用新型测量装置的结构示意图；
图7是本实用新型测量装置上部机构上探杆下垂时的非工作状态示意图；
图8是图7中的上探杆向上升起的状态图；
图9是图7中的上探杆向上升到工作状态的示意图；
图10是本实用新型移动横梁带有装夹传感机构的局部放大图。
具体实施方式
图1和图2为本实用新型较佳实施例测试环形试样的示意图，其中试样01应是一段环形管材，为表达内径测量装置的安装图中只保留了半边管材。图3示出了本实用新型较佳实施例的基本结构(请参阅图1)，所述的环刚度试验机，包括内部设有电机6和传动装置的机座箱1、位于该机座箱上面位于四角的立柱、分别位于该立柱顶部和下部的的上横梁2、下横梁15和位于该上、下横梁之间的移动横梁3。所述立柱包括对角设置的两光杠4和另外对角设置的两丝杠5，该丝杠的下端穿过所述机座箱1的表面并与其中的传动装置连接。移动横梁3的四角穿套于所述的光杠4和丝杠5上，并与两丝杠5形成螺旋副、与两光杠4形成滑动副。所述移动横梁3与下横梁15之间设有装夹传感机构和内径测量装置02。
如图4、图5所示，所述的电机6为伺服电机，该电机的一侧设有电机驱动器14。所述的传动装置包括：设于该电机输出轴上的第一小带轮7、设于该电机一侧的第一大带轮8、连接第一小带轮和第一大带轮的第一皮带9、设于第一大带轮芯轴10上的第二小带轮11、分别设于所述两丝杠5下端上的第二大带轮的12、连接第二小带轮和两第二大带轮的第二皮带13。上述的带轮7、8、11、12和皮带9、13均为同步带轮和同步带。所述第二皮带13的两侧分别设有一固定张紧轮28和一活动张紧轮29。
如图10所示，所述的装夹传感机构包括：设于所述下横梁15上表面的下压板16、通过一十字头17与所述移动横梁3下表面连接的传感器18和上压板19，该传感器通过信号线20与外部电脑主机相连。
如图3和图6所示，所述的内径测量装置02设有分别通过夹具座21与移动横梁3、下横梁15形成可拆连接的上竖直立柱22和下竖直立柱23，上下竖直立柱上分别设有通过一螺钉可锁紧固定的滑套24，两滑套的一侧分别铰接有上摆杆25和下摆杆26，上、下摆杆上分别套有使其处于水平位置时可固定的锁紧螺母27，上、下摆杆的自由端分别穿套有垂直其轴线的上导杆30和下导杆31。所述上导杆30的上端设有平行所述上摆杆25的上探杆32，上导杆的下端设有挂钩33。所述下导杆31的下端设有平行所述下摆杆26的下探杆34，下导杆31的上端正对所述挂钩33处设有一抽出式光电编码器35。该测量装置精确度为0.01mm，测量内径范围为小于等于2000mm，试样01的长度可为300mm、400mm两种。
测试前，如图7所示，先将测量装置的锁紧螺母27松开，将上摆杆25向下转动，使得上探杆32处于竖直位置，同理也要将下探杆34处于竖直位置(图中未示出)，如此以便安装试样。测试时，将试验机的移动横梁3调节至适当高度(以刚好放进试样为宜)，再将试样01沿径向推入试验机上、下压板16、19之间，调整位置，使之处于上、下压板正中(请参考图1和图2)。如图8、图9所示，将将上摆杆25向上转动，使得上探杆32处于水平位置。同理也要将下探杆34处于水平位置。如图6所示，松开滑套24上的螺钉，使得上、下摆杆分别带动上、下探杆32、34分别沿上、下立柱22、23滑动，调整上、下探杆使其大致与试样的轴线方向平行，并且与试样内壁紧密接触。紧固后缓慢拉出编码器上的挂环03，将之挂在上部分的挂钩33上。然后将编码器的数据线与外部电脑连接。当试验机加载将试件的直径方向变形达到3％时，电脑录得变形的力，而来计算试验管材的环刚度。
Claims (6)
1、一种环刚度试验机，包括设有电机(6)和传动装置的机座箱(1)、位于该机座箱上面的立柱、分别位于该立柱顶部和下部的上、下横梁(2、15)和位于该上下横梁之间的移动横梁(3)，其特征在于：所述立柱包括对角设置的两光杠(4)和另外对角设置的两丝杠(5)，该丝杠的下端与所述机座箱(1)中的传动装置连接，所述移动横梁(3)的四角穿套于所述的光杠(4)和丝杠(5)上，并与两丝杠(5)形成螺旋副，所述移动横梁(3)与下横梁(15)之间设有装夹传感机构和测量装置。
2、如权利要求1所述的环刚度试验机，其特征在于：所述的传动装置包括：设于所述电机(6)输出轴上的第一小带轮(7)、设于该电机一侧的第一大带轮(8)、连接第一小带轮和第一大带轮的第一皮带(9)、设于第一大带轮芯轴(10)上的第二小带轮(11)、分别设于所述两丝杠(5)下端上的第二大带轮的(12)、连接第二小带轮和两第二大带轮的第二皮带(13)。
3、如权利要求2所述的环刚度试验机，其特征在于：所述第二皮带(13)的两侧分别设有一固定张紧轮(28)和一活动张紧轮(29)。
4、如权利要求3所述的环刚度试验机，其特征在于：所述的电机(6)为伺服电机，该电机的一侧设有电机驱动器(14)，所述的带轮(7、8、11、12)和皮带(9、13)均为同步带轮和同步带。
5、如权利要求4所述的环刚度试验机，其特征在于：所述的装夹传感机构包括：设于所述下横梁(15)上的下压板(16)、通过一十字头(17)与所述移动横梁(3)下表面连接的传感器(18)和上压板(19)，该传感器通过信号线(20)与外部电脑主机相连。
6、如权利要求5所述的环刚度试验机，其特征在于：所述的测量装置设有分别通过夹具座(21)与所述移动横梁(3)、下横梁(15)形成可拆连接的上、下竖直立柱(22、23)，上、下竖直立柱上分别设有可锁紧的滑套(24)，两滑套的一侧分别铰接有上、下摆杆(25、26)，上、下摆杆上分别设有锁紧螺母(27)，上、下摆杆的自由端分别穿套有垂直其轴线的上、下导杆(30、31)，所述上导杆(30)的上端设有平行所述上摆杆(25)的上探杆(32)，上导杆的下端设有挂钩(33)，所述下导杆(31)的下端设有平行所述下摆杆(26)的下探杆(34)，下导杆(31)的上端正对所述挂钩(33)处设有一抽出式编码器(35)。
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