JP5887954B2 - Strength tester - Google Patents
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
本発明は、スポット溶接の強度を計測するための強度試験機に関するものである。 The present invention relates to a strength tester for measuring the strength of spot welding.
二枚の金属板の結合にはスポット溶接による工法が作業や装置が簡便なためや強度上などから広く用いられている。更に、ナットやおねじの結合にもスポット溶接が利用されている。このスポット溶接の強度試験方法は日本工業規格JISZ3136に制定しており、その中でJISZ2241で規定した引張試験機を用いることを記載している。
しかし材料試験を目的とする引張試験機は、高価なため、主として研究機関などに設置され、生産現場で利用されることは稀である。そこでスポット溶接の製造業者においては、品質管理の面から、生産現場でも容易に使用出来て、かつ、廉価な強度試験機が必要とされている。
For joining two metal plates, a spot welding method is widely used because of its simple work and equipment and strength. Furthermore, spot welding is also used for coupling nuts and male screws. This spot welding strength test method is established in Japanese Industrial Standard JISZ3136, and describes that a tensile tester defined in JISZ2241 is used.
However, tensile testing machines for material testing are expensive and are therefore mainly installed in research institutions and rarely used at production sites. In view of quality control, spot welding manufacturers need an inexpensive strength tester that can be used easily at the production site.
従来の材料試験機として用いる引張試験機は図9に示すようにボールねじ等を用いて、上部ヘッドが上下に移動する方式が主で、駆動源としてモータまたは、油圧機器を用いて作動させる(特許文献1、2参照)。そのため、大きな構造体となり、費用も高価な設備となる。 As shown in FIG. 9, the conventional tensile testing machine used as a conventional material testing machine is mainly a system in which the upper head moves up and down using a ball screw or the like, and is operated using a motor or hydraulic equipment as a drive source ( (See Patent Documents 1 and 2). Therefore, it becomes a large structure and becomes expensive equipment.
スポット溶接では主に二枚の金属板を結合する例が多いが、更に溶接ナットと金属板の結合、溶接ネジと金属板の結合など幅広く活用されている。この三種類の結合の強度試験を簡便に実施できる装置が必要とされている。 In spot welding, there are many examples in which two metal plates are mainly joined, but they are also widely used for joining welding nuts and metal plates, welding screws and metal plates. There is a need for an apparatus that can easily perform these three types of bond strength tests.
スポット溶接の強度試験としてのみ用いる場合には、研究機関の材料試験の引張試験機のような精度を保証するまでの必要はない。 When it is used only as a strength test for spot welding, there is no need to guarantee the accuracy as in a tensile tester for material tests at research institutions.
本発明者等は先に特許文献3を提案しているが、本発明は、それを更に進化させ、金属板のスポット溶接の強度試験と同時に、ナットやおねじのスポット溶接の強度試験ができ、また、スポット溶接の生産現場に設置出来るような小型で、廉価な強度試験機を提供する。 The inventors of the present invention have previously proposed Patent Document 3, but the present invention can be further evolved to perform a spot welding strength test for nuts and male screws simultaneously with a spot welding strength test for metal plates. Also, a small and inexpensive strength tester that can be installed at the spot welding production site is provided.
しかし、精度が未知の強度試験機の精度を監視し、校正出来るシステムを作り上げることが課題となる。 However, it is a challenge to create a system that can monitor and calibrate the accuracy of a strength tester whose accuracy is unknown.
本発明は次の構成により上記課題を解決する。
<構成1>
ベース上に載置した油圧ジャッキのラムの上昇で力を付与する強度試験機で
スポット溶接した金属板試験片は締付けボルトによりつかみ歯A、つかみ歯Bで保持し、
スポット溶接したナット試験片はナットにボルトを取り付け、昇降フレーム下部の上に置いたスペーサに載置し保持し、
スポット溶接したおねじ試験片は、治具ナットを取り付け、下側部の前記つかみ歯Bを除去し、U字溝のあるスライドプレートを持つ下ユニットを取り付け、上側部の前記つかみ歯Bを除去し、前記治具ナットを嵌め込む異形孔部を持つ上ブロックを取り付け、保持し、
前記昇降フレーム下部と昇降フレーム上部は、一対の昇降ポストで連結して前記ラムと共に上昇し、前記試験片に引張力、または圧縮力を付与し、
前記油圧ジャッキの油圧を電気信号に変える圧力変換器と、
前記圧力変換器から出力された引張力、または圧縮力の最大値をデジタル表示するデジタル表示計と、
前記デジタル表示計には校正用計測器で得られた補正値が入力されており、
更に前記デジタル表示計に電気的に接続されて前記デジタル表示計に入力されているデー
タを印刷するプリンタを有することを特徴とする強度試験機。
The present invention solves the above problems by the following configuration.
<Configuration 1>
The metal plate test piece spot-welded with a strength tester that applies force by raising the ram of the hydraulic jack placed on the base is held by gripping teeth A and gripping teeth B by tightening bolts .
The spot-welded nut test piece is bolted to the nut, placed on a spacer placed on the bottom of the lifting frame , and held.
The spot-welded male thread test piece is attached with a jig nut, the lower gripping tooth B is removed , a lower unit having a slide plate with a U-shaped groove is attached, and the upper gripping tooth B is removed. And attach and hold an upper block having a modified hole into which the jig nut is fitted ,
The elevating frame lower part and the elevating frame upper part are connected with a pair of elevating posts and rise together with the ram, and give tensile force or compressive force to the test piece
A pressure transducer for converting the hydraulic pressure of the hydraulic jack into an electrical signal;
A digital indicator that digitally displays the maximum value of tensile force or compressive force output from the pressure transducer;
A correction value obtained by a calibration measuring instrument is input to the digital indicator,
The strength tester further comprises a printer that is electrically connected to the digital display and prints data input to the digital display.
本発明により、工場内の加工現場においても、場所を取らず、かつ簡便に、試験が可能で、廉価な強度試験機が提供出来る。スポット溶接の品質管理が、容易になり、その品質向上につながる。 According to the present invention, it is possible to provide an inexpensive strength tester that can be easily and easily tested even at a processing site in a factory. Spot welding quality control becomes easier and leads to improved quality.
添付する図を用いて実施例を説明すると、次のとおりである。 The embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
図1はスポット溶接した金属板試験片1の強度試験を示す実施例である。
図1に示すように、スポット溶接した金属板試験片1を把持する上下各々一対のつかみ歯A2、つかみ歯B3とこれらのつかみ歯を介して金属板試験片1に引張力を付与する油圧ジャッキ7と、油圧ジャッキ7には油圧計で加圧を表示するためのゲージ孔が付いており、このゲージ孔に油圧を強度としての電気信号に変える圧力変換機14を装着し、圧力変換機14から出力された強度の最大値をデジタル表示するデジタル表示計15と、デジタル表示計15に電気的に接続されてデジタル表示計に入力されているデータを印刷するプリンタ16とにより構成したものである。
FIG. 1 is an example showing a strength test of a spot-welded metal plate test piece 1.
As shown in FIG. 1, a hydraulic jack for applying a tensile force to the metal plate test piece 1 through a pair of upper and lower gripping teeth A2 and B3, which grip the spot-welded metal plate test piece 1 and these gripping teeth. 7 and the hydraulic jack 7 are provided with gauge holes for displaying the pressurization with a hydraulic gauge. A pressure converter 14 for changing the hydraulic pressure into an electric signal as strength is attached to the gauge hole. The digital display meter 15 that digitally displays the maximum intensity value output from the printer and the printer 16 that is electrically connected to the digital display meter 15 and prints data input to the digital display meter. .
駆動源として手動式油圧ジャッキ7を用いる。この油圧ジャッキ7で昇降フレーム下部6を押し上げて、上下各々一対のつかみ歯A2、つかみ歯B3で把持した金属板試験片1に引張力を与え金属板試験片1を破断する。油圧ジャッキ7のゲージ孔に装着した圧力変換器14で油圧を電気信号に換え、電気信号を強度としてデジタル表示する表示計15に示す。この表示をプリンタ16で印刷し、記録として残す。 A manual hydraulic jack 7 is used as a drive source. The lower part 6 of the elevating frame is pushed up by the hydraulic jack 7, and a tensile force is applied to the metal plate test piece 1 gripped by a pair of upper and lower gripping teeth A2 and B3, thereby breaking the metal plate test piece 1. A pressure meter 14 mounted in the gauge hole of the hydraulic jack 7 converts the hydraulic pressure into an electrical signal, and the display meter 15 digitally displays the electrical signal as intensity. This display is printed by the printer 16 and remains as a record.
プリンタ16は、圧力変換機14から出力された強度データの最大値を印刷し、また、試験片の各集合体の平均値、標準偏差などを印刷する機能を有するものである。 The printer 16 has a function of printing the maximum value of the intensity data output from the pressure converter 14 and printing the average value, standard deviation, and the like of each aggregate of test pieces.
油圧ジャッキ7のゲージ孔の油圧を圧力変換器14で電気信号に換え、電気信号を強度としてデジタル表示計15に示すが、油圧ジャッキ7は重量物を押し上げる目的の器具であり、その精度は未知である。そのため、真の数値と比較し、その差を是正するための補正値をデジタル表示計15に入力する必要がある。真の数値は図2に示す校正用計測器30を用いる。油圧ジャッキ7の数値が表示されるデジタル表示計15の数値と、校正用計測器30のデジタル表示計37の数値の差を比較して補正値を入力、校正することにより、計測機器ではない油圧ジャッキ7でもその精度は高まる。油圧ジャッキのメーカーなどで販売している油圧ジャッキのゲージ孔にアナログ圧力計を直接取り付け、油圧がそのまま表示される油圧計に比較すると、精度は格段優れたものとなる。 The hydraulic pressure of the gauge hole of the hydraulic jack 7 is converted into an electric signal by the pressure transducer 14 and the electric signal is shown as an intensity on the digital indicator 15, but the hydraulic jack 7 is an instrument intended to push up a heavy object and its accuracy is unknown. It is. Therefore, it is necessary to input a correction value for correcting the difference with the true numerical value to the digital display meter 15. For the true numerical value, the calibration measuring instrument 30 shown in FIG. 2 is used. By comparing the numerical value of the digital indicator 15 on which the numerical value of the hydraulic jack 7 is displayed with the numerical value of the digital indicator 37 of the calibration measuring instrument 30 and inputting and calibrating the correction value, the hydraulic pressure that is not a measuring instrument is obtained. The accuracy of the jack 7 is also increased. Compared to a hydraulic gauge in which an analog pressure gauge is directly attached to the gauge hole of a hydraulic jack sold by a hydraulic jack manufacturer or the like and the hydraulic pressure is displayed as it is, the accuracy is much better.
リリースノブ8をロックし、油圧ジャッキ7の操作棒9を上下に作動すると、ラム10は上昇し、つかみ歯A2、つかみ歯B3と連結した昇降フレーム下部6が上に押し上げられ、金属板試験片1に引張力を与えることで金属板試験片1は破断する。
リリースノブ8は右に廻しロックして油圧ジャッキ7のラム10の作動を可能とするものである。また、リリースノブ8を左に廻し、リリースすることで、油圧ジャッキ7の油圧が開放され、ラム10は下降する。
When the release knob 8 is locked and the operation rod 9 of the hydraulic jack 7 is operated up and down, the ram 10 is raised, and the lower part 6 of the lifting frame connected to the gripping teeth A2 and B3 is pushed up, and the metal plate test piece By applying a tensile force to 1, the metal plate test piece 1 breaks.
The release knob 8 is turned to the right and locked to enable the operation of the ram 10 of the hydraulic jack 7. Further, when the release knob 8 is turned counterclockwise and released, the hydraulic pressure of the hydraulic jack 7 is released and the ram 10 is lowered.
引張強さは油圧ジャッキ7の油圧が圧力変換器14で電気信号となり、デジタル表示計15にkNの数値で表示される。金属板試験片1が破断するとデジタル表示計15の数値は、強度の最大値が表示される。この表示をプリンタ16が印刷して記録として残す。 The tensile strength of the hydraulic jack 7 is converted into an electrical signal by the pressure transducer 14 and displayed on the digital indicator 15 with a numerical value of kN. When the metal plate test piece 1 breaks, the numerical value of the digital indicator 15 displays the maximum value of strength. This display is printed by the printer 16 and recorded as a record.
プリンタ16は、デジタル表示計15を経由して圧力変換機14から出力された引張力のデータの最大値を印刷し、また、試験片の各集合体の平均値、標準偏差などを印刷する機能を有するものである。 The printer 16 prints the maximum value of the tensile force data output from the pressure transducer 14 via the digital indicator 15 and also prints the average value, standard deviation, etc. of each aggregate of test pieces. It is what has.
図8に示すように、プリンタ16とは別にパーソナルコンピュータに接続して高度な解析も可能である。更に、メモリカードにデータを保存することで、他のコンピュータでの解析もできる。 As shown in FIG. 8, advanced analysis is possible by connecting to a personal computer separately from the printer 16. Furthermore, the data can be stored in a memory card and analyzed by another computer.
リリースノブ8をリリースすることで油圧ジャッキ7の油圧が開放され、ラム10、及び、一体に連結された昇降フレーム上部11と昇降フレーム下部6が降下する。ここで破断した試験片1を取り去り、試験は完了する。 By releasing the release knob 8, the hydraulic pressure of the hydraulic jack 7 is released, and the ram 10 and the lifting frame upper part 11 and the lifting frame lower part 6 that are integrally connected are lowered. The test piece 1 thus broken is removed, and the test is completed.
本発明の強度試験機は、更に金属板にスポット溶接したナット試験片24の強度試験を行なうことができる。
ナット試験片24の強度試験は日本工業規格JISB1196に示されるように、押込みはく離試験がある。スポット溶接を施す溶接ナットにおいても強度の品質管理は大切な課題である。図4においてボルト25を装着したナット試験片24を保持するスペーサ22を、上昇フレーム下部6のプレート上に載置する。上昇フレーム下部6は油圧ジャッキ7の作動で上昇し、ボルト25が固定プレート23に突き当たり、更に上昇することで溶接ナットが剥離し、その強度の最大値がデジタル表示計15にkNで表示される。既に校正により、補正値が入力されているので、精度は先に記述した内容と同等である。
The strength tester of the present invention can further perform a strength test of the nut test piece 24 spot-welded to a metal plate.
The strength test of the nut test piece 24 includes an indentation peeling test as shown in Japanese Industrial Standard JISB1196. Quality control of strength is also an important issue for welded nuts that are spot welded. In FIG. 4, the spacer 22 that holds the nut test piece 24 to which the bolt 25 is mounted is placed on the plate of the lower frame 6. The lower part 6 of the ascending frame is raised by the operation of the hydraulic jack 7, the bolt 25 hits the fixed plate 23, and further rises so that the weld nut is peeled off. . Since the correction value has already been input by calibration, the accuracy is equivalent to the content described above.
図5(a)、(b)は図4を右側面から見た部分図でスポット溶接したナット試験片24の強度試験の詳細を示す説明図である。図5(a)は図4と同じくボルト25を装着したナット試験片24を保持するスペーサ22を、上昇フレーム下部6のプレート上に載置した状態である。図5(b)は上昇フレーム下部6が上昇し固定プレート23にボルト突き当たった状態で、ここからナット試験片24の破断が始まり、溶接ナットと金属板が剥離し、その強度が表示される。この図が示すようにこの強度試験は、日本工業規格JISB1196に記載された押込みはく離試験そのものである。また、JISB1195に制定されているツバ部に突起が三個所ありプロジェクション溶接する溶接ボルトの強度試験もナット試験片24と同様に実施できる。 FIGS. 5A and 5B are explanatory views showing the details of the strength test of the nut test piece 24 spot-welded in a partial view of FIG. 4 viewed from the right side. FIG. 5A shows a state in which the spacer 22 holding the nut test piece 24 to which the bolt 25 is mounted is placed on the plate of the lower frame lower part 6 as in FIG. FIG. 5 (b) shows the state in which the lower part 6 of the rising frame is raised and the bolt is abutted against the fixing plate 23, the nut test piece 24 starts to break, the weld nut and the metal plate are peeled off, and the strength is displayed. As shown in this figure, this strength test is an indentation peeling test itself described in Japanese Industrial Standard JISB1196. Further, the strength test of the welding bolt for projection welding, which has three projections on the flange portion established in JIS B1195, can be performed in the same manner as the nut test piece 24.
本発明の強度試験機は、図6に示すように、更に金属板にスポット溶接したおねじ試験片31の強度試験を行なうことができる。スポット溶接用のおねじなどスポット溶接用スタッド類は先端中央に小さな三角形の突起を有しており、金属板にプロジェクション溶接する工法である。前述したJISB1195で制定しているツバ部に突起が三個所ある溶接ボルトとは異なり、金属板に孔を必要としない。このおねじ試験片31の強度試験は図7(b)に示すおねじ試験片31の保持具32を別途取り付け行う。以下にその試験の手順を説明する。 As shown in FIG. 6, the strength tester of the present invention can further perform a strength test of a male screw test piece 31 spot-welded to a metal plate. Spot welding studs such as spot welding male threads have a small triangular projection at the center of the tip, and are a method of projection welding to a metal plate. Unlike the weld bolt having three protrusions on the brim portion defined in JISB1195 described above, no hole is required in the metal plate. In the strength test of the male screw test piece 31, a holder 32 of the male screw test piece 31 shown in FIG. The test procedure is described below.
ここでの試験は図1の上下二つのつかみ歯B3を除去した後、図6に示すように、図7(b)のおねじ保持具32を上下のつかみ歯A2に固定する。おねじ保持具32は上ブロック35と下ユニット36で構成され、上下に分離しており、各々が二本ずつのボルトで上下のつかみ歯A2に固定される。 In this test, after removing the upper and lower gripping teeth B3 of FIG. 1, the male screw holder 32 of FIG. 7B is fixed to the upper and lower gripping teeth A2 as shown in FIG. The male screw holder 32 is composed of an upper block 35 and a lower unit 36, which are vertically separated, and each is fixed to the upper and lower gripping teeth A2 by two bolts.
次に、図7(a)−1,(a)−2のように治具ナット33をおねじ試験片31に取り付け、強度試験機本体4に取り付けた上ブロック35の異形穴部38にセットし、スライドプレート34を図7(b)の矢印の方向にスライドし二つの門型プレート39に挿入する。図7(c)はU字溝を持つ挿入されたスライドプレート34がおねじ試験片31の金属板の上面にセットされた状態を示す説明図である。ここでリリースノブ8をロックし、油圧ジャッキ7の操作棒9を上下に作動すると、ラム10は上昇し、上ブロック35と共に治具ナット33も上昇するので、溶接したおねじとスライドプレート34に押さえられた金属板に引張力が付与されおねじと金属板は破断し、その強度の最大値がデジタル表示計15にkNで表示される。ここでも、既に校正により、補正値が入力されているので、精度は先に記述した内容と同等である。 Next, as shown in FIGS. 7 (a) -1 and (a) -2, the jig nut 33 is attached to the male thread test piece 31 and set in the deformed hole 38 of the upper block 35 attached to the strength tester main body 4. Then, the slide plate 34 is slid in the direction of the arrow in FIG. 7B and inserted into the two portal plates 39. FIG. 7C is an explanatory view showing a state in which the inserted slide plate 34 having a U-shaped groove is set on the upper surface of the metal plate of the male screw test piece 31. Here, when the release knob 8 is locked and the operating rod 9 of the hydraulic jack 7 is moved up and down, the ram 10 rises and the jig nut 33 rises together with the upper block 35. A tensile force is applied to the pressed metal plate, the male screw and the metal plate are broken, and the maximum value of the strength is displayed on the digital indicator 15 in kN. Again, since the correction value has already been input by calibration, the accuracy is equivalent to the content described above.
コンパクトで場所を取らず、簡便に試験ができ、かつ、廉価なため、スポット溶接の強度試験として、工場の加工現場においても利用出来る。金属板の試験片と同時に溶接ナットや溶接ネジのスポット溶接強度試験も合わせて、簡便に出来るので、スポット溶接関連部品の品質の向上に寄与出来る。 Because it is compact and does not take up space, it can be easily tested and is inexpensive, so it can be used as a spot welding strength test at the factory processing site. The spot welding strength test for welded nuts and welded screws can be performed easily at the same time as the metal plate test piece, which can contribute to improving the quality of spot welding related parts.
1 金属板試験片
2 つかみ歯A
3 つかみ歯B
4 強度試験機本体
5 ベース
6 昇降フレーム下部
7 油圧ジャッキ
8 リリースノブ
9 操作棒
10 ラム
11 昇降フレーム上部
12 昇降ポスト
13 ポストガイド
14 圧力変換器
15 デジタル表示計
16 プリンタ
20 締付けボルト
22 スペーサ
23 固定プレート
24 ナット試験片
25 ボルト
26 本体フレーム
30 校正用計測器
31 おねじ試験片
32 おねじ保持具
33 治具ナット
34 スライドプレート
35 上ブロック
36 下ユニット
37 校正用計測器のデジタル表示計
38 異形孔部
39 門型プレート
1 Metal plate test piece 2 Gripping teeth A
3 grasping teeth B
4 Strength tester body
5 Base 6 Lower part of lifting frame 7 Hydraulic jack 8 Release knob 9 Operation rod 10 Ram 11 Upper part of lifting frame 12 Lifting post 13 Post guide 14 Pressure transducer 15 Digital indicator 16 Printer
20 Tightening bolt 22 Spacer 23 Fixing plate 24 Nut test piece 25 Bolt 26 Body frame 30 Calibration instrument 31 Male thread test piece 32 Male screw holder 33 Jig nut 34 Slide plate 35 Upper block 36 Lower unit 37 Calibration instrument Digital display meter 38 Profile hole
39 Portal plate
Claims (1)
スポット溶接した金属板試験片は締付けボルトによりつかみ歯A、つかみ歯Bで保持し、
スポット溶接したナット試験片はナットにボルトを取り付け、昇降フレーム下部の上に置いたスペーサに載置し保持し、
スポット溶接したおねじ試験片は、治具ナットを取り付け、下側部の前記つかみ歯Bを除去し、U字溝のあるスライドプレートを持つ下ユニットを取り付け、上側部の前記つかみ歯Bを除去し、前記治具ナットを嵌め込む異形孔部を持つ上ブロックを取り付け、保持し、
前記昇降フレーム下部と昇降フレーム上部は、一対の昇降ポストで連結して前記ラムと共に上昇し、前記試験片に引張力、または圧縮力を付与し、
前記油圧ジャッキの油圧を電気信号に変える圧力変換器と、
前記圧力変換器から出力された引張力、または圧縮力の最大値をデジタル表示するデジタル表示計と、
前記デジタル表示計には校正用計測器で得られた補正値が入力されており、
更に前記デジタル表示計に電気的に接続されて前記デジタル表示計に入力されているデー
タを印刷するプリンタを有することを特徴とする強度試験機。 The metal plate test piece spot-welded with a strength tester that applies force by raising the ram of the hydraulic jack placed on the base is held by gripping teeth A and gripping teeth B by tightening bolts .
The spot-welded nut test piece is bolted to the nut, placed on a spacer placed on the bottom of the lifting frame , and held.
The spot-welded male thread test piece is attached with a jig nut, the lower gripping tooth B is removed , a lower unit having a slide plate with a U-shaped groove is attached, and the upper gripping tooth B is removed. And attach and hold an upper block having a modified hole into which the jig nut is fitted ,
The elevating frame lower part and the elevating frame upper part are connected with a pair of elevating posts and rise together with the ram, and give tensile force or compressive force to the test piece
A pressure transducer for converting the hydraulic pressure of the hydraulic jack into an electrical signal;
A digital indicator that digitally displays the maximum value of tensile force or compressive force output from the pressure transducer;
A correction value obtained by a calibration measuring instrument is input to the digital indicator,
The strength tester further comprises a printer that is electrically connected to the digital display and prints data input to the digital display.
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