JPS61194328A - Load apparatus - Google Patents

Load apparatus

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Publication number
JPS61194328A
JPS61194328A JP3476385A JP3476385A JPS61194328A JP S61194328 A JPS61194328 A JP S61194328A JP 3476385 A JP3476385 A JP 3476385A JP 3476385 A JP3476385 A JP 3476385A JP S61194328 A JPS61194328 A JP S61194328A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
double nut
rotation
nut
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3476385A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Giichi Abe
義一 阿部
Chikahide Koizumi
小泉 親秀
Keiji Shigesawa
繁沢 慧爾
Yoshikatsu Doi
由勝 土井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP3476385A priority Critical patent/JPS61194328A/en
Publication of JPS61194328A publication Critical patent/JPS61194328A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces

Abstract

PURPOSE:To apply ultra-low speed repeating load with high accuracy, by applying rotary driving to a double nut limited in the movement to the axial direction by a motor and moving a screw rod shaped load rod limited in rotation to the axial direction. CONSTITUTION:When a worm 22 is rotated to integrally rotate a nut holder 9, a clamp flange 7 and a double nut 5. In this case. because a flange part 9a is held between thrust bearings 17, 17' being nut movement limiting means, the double nut performs only rotary motion. By this mechanism, the load road 4 limited in its rotation by a rotation stop jig 35 is moved up and down in the axial direction through a ball screw to apply load to a test piece S. By reversing the rotary direction of the motor, repeating load can be applied to the test piece.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、材料の疲労試験等において、繰返し荷重を負
荷するために使用するに適した負荷装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a loading device suitable for use in applying repetitive loads in fatigue tests of materials and the like.

(従来の技術) 現在、疲労試験機に組み込まれている負荷用の7クチユ
エータとしては、サーボバルブを用いた油圧式アクチュ
エータが主流を占めている。
(Prior Art) Currently, hydraulic actuators using servo valves are the mainstream as load actuators incorporated in fatigue testing machines.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来の油圧式アクチュエータは、負
荷速度が比較的高い高周波の疲労試験用に開発されたも
のであり、サーボバルブによる微小油量制御が困難であ
るため、超低速負荷での試験は一般に不可能であるとい
う問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional hydraulic actuator described above was developed for high-frequency fatigue tests with relatively high loading speeds, and it is difficult to control minute amounts of oil using a servo valve. Therefore, there was a problem in that testing under ultra-low speed loads was generally impossible.

また、油圧系統への異物混入防止や、油温の管理のため
の手間を必要とするほか、油圧ポンプの騒音がかなり大
きいという問題点もあった。
In addition, it requires time and effort to prevent foreign matter from entering the hydraulic system and to control oil temperature, and there is also the problem that the hydraulic pump is quite noisy.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記油圧式アクチュエータに付随す    
′る問題点を解決し、超低速での繰返し負荷を可能とす
るため、以下に述べるような構成とした。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a solution to the above-mentioned hydraulic actuator.
In order to solve this problem and enable repeated loading at extremely low speeds, we adopted the configuration described below.

すなわち1本発明にかかる負荷装置は、ポールねじによ
って互いに螺合するねじ棒状の負荷ロッドとダブルナツ
ト、ダブルナツトを回転駆動するためのモータ、該モー
タの回転をダブルナツトに伝達するウオームギヤ式減速
機、ダブルナツトの回転時に軸方向の移動を規制する移
動規制手段およびダブルナツトの回転時に負荷ロッドの
回転を規制し、軸方向のMJl&のみを許す回り止め装
置をそなえてなる。
In other words, the load device according to the present invention includes a threaded load rod and a double nut that are screwed together by a pole screw, a motor for rotationally driving the double nut, a worm gear type reducer that transmits the rotation of the motor to the double nut, and a double nut. The double nut is provided with a movement restricting means for restricting movement in the axial direction during rotation, and a rotation prevention device for restricting rotation of the load rod during rotation of the double nut and allowing only MJl& in the axial direction.

(作用) モータが回転すると、その回転運動がウオームギヤ式減
速機を介してダブルナツトに伝えられ。
(Operation) When the motor rotates, its rotational motion is transmitted to the double nut via the worm gear reducer.

該ダブルナツトを低速で回転させる。このため、ダブル
ナツトに螺合する負荷ロッドが回転を拘束された状態で
軸方向に移動し、試験片に荷重を負荷する。
Rotate the double nut at low speed. Therefore, the load rod screwed into the double nut moves in the axial direction while its rotation is restricted, and applies a load to the test piece.

(実施例) 第1図は、本発明にかかる負荷装置の1例をあられすも
ので、この負荷装置lは、材料試験機本体のテーブル2
に取り付けて使用される。
(Example) Fig. 1 shows an example of a loading device according to the present invention.
It is used by attaching it to.

負荷*1illのハウジング3の芯部には、外周部にボ
ールねじが設けられた上下方向の負荷ロッド4が設けら
れ、これに予圧をかけたダブルナツト5がボールねじに
よって螺合している。ダブルナツト5は、上端部にフラ
ンジ部5aをそなえ、この7ランジl!1l15aが、
ボルト8,8.・・・で締め付けられた締付はフランジ
7とナツト保持具9によって挾持されている。ハウジン
グ2の上端の開口部には、上蓋11が、また下端の開口
部には下蓋13が、それぞれボルトで固着されている。
A vertical load rod 4 with a ball screw provided on the outer periphery is provided in the core of the housing 3 with load *1ill, and a double nut 5 preloaded with this is screwed into the load rod 4 by the ball screw. The double nut 5 has a flange portion 5a at its upper end, and has a 7-lunge l! 1l15a is
Bolt 8, 8. . . is held between the flange 7 and the nut holder 9. An upper cover 11 and a lower cover 13 are fixed to the opening at the upper end of the housing 2 and the opening at the lower end, respectively, with bolts.

この負荷装allは、テーブル2を貫通して上蓋11に
螺着される取付ボルト8,8.・・・によって試験機に
取り付けられる。締付フランジ7の芯部に設けられてい
る筒部7aは、上蓋11の芯部に設けられた通孔11a
内に挿入されており、その外周部と通孔11aの内壁と
の間にラジアル軸受15が介装されている。ナツト保持
具9は、全体が筒状に形成され、上端部がフランジ部9
aとなり、それよりも下の部分が順に支承部9b、ギヤ
固定部8C1延長部8dとなっている。そして、上記支
承部9bの下端部と71ウジング3の内壁部との間には
、上記と同様なラジアル軸受15′が介装されている。
This load device all has mounting bolts 8, 8, . It is attached to the testing machine by... The cylindrical portion 7a provided in the core of the tightening flange 7 is connected to the through hole 11a provided in the core of the upper lid 11.
A radial bearing 15 is inserted between the outer circumferential portion and the inner wall of the through hole 11a. The nut holder 9 has a cylindrical shape as a whole, and has a flange portion 9 at the upper end.
a, and the portions below it are, in order, the support portion 9b and the gear fixing portion 8C1 extension portion 8d. A radial bearing 15' similar to that described above is interposed between the lower end of the support portion 9b and the inner wall of the housing 3.

また、ナツト保持具9のフランジ部9aの上下両面は、
スラストベアリング17.1?’によって挾持されてい
る。なお、ナツト保持具9の中間内面部には、ダブルナ
ツト5に接触しないニゲ部9eが形成されていナツト保
持X9のギヤ固定部9Cには複リードウオームギヤ式減
速機19の複リードウオームホイール20が嵌装され、
ポル)21,21.・・・によって固定されている。ま
た、ノーウジング3にはつ第一ムの保持部3aが設けら
れ、この内部に複す−ドウ會−ム22が収められている
。これらウオーム22とウオームホイール20とは互い
に一合してもする。
Further, both upper and lower surfaces of the flange portion 9a of the nut holder 9 are
Thrust bearing 17.1? 'is held by. Note that the nut holder 9 has a negated portion 9e formed on the intermediate inner surface that does not contact the double nut 5, and the multi-lead worm wheel 20 of the multi-lead worm gear type reducer 19 is fitted into the gear fixing portion 9C of the nut holder X9. equipped,
Pol) 21, 21. It is fixed by... Further, the nose ring 3 is provided with a first chamber holding section 3a, and a plurality of chambers 22 are housed inside this section. The worm 22 and the worm wheel 20 may be aligned with each other.

ウオームホイール20は、その中心線とウオーム22の
軸心とが一致するようにシム24で固定位置が調整され
る。ウオーム22の軸には大プーリ24が取り付けられ
、この大ブー1J24は、下方に設置したモータ2Bの
回転軸2111aに取り付けた小プーリ27とベルト2
9で結ばれている。モータ28は、基準発信器30から
サーボ増幅器3!を介して供給される信号により起動さ
れるDCサーボモータである。
The fixing position of the worm wheel 20 is adjusted by a shim 24 so that its center line and the axis of the worm 22 coincide. A large pulley 24 is attached to the shaft of the worm 22, and this large boolean 1J24 is connected to a small pulley 27 attached to the rotating shaft 2111a of the motor 2B installed below and the belt 2.
They are connected by 9. The motor 28 is connected from the reference oscillator 30 to the servo amplifier 3! It is a DC servo motor that is activated by a signal supplied through the servo motor.

負荷ロッド4の上部は、締付ボルト7、上蓋!lを貫通
し、テーブル2に穿設した通孔2aを通ってテーブル2
の上面に突出している。負荷ロッド4の上端部には摺動
キャップ28が嵌着され、このキャップがテーブル2に
固定された案内リング32に摺動自在に嵌合している。
The upper part of the load rod 4 is the tightening bolt 7 and the upper cover! The table 2 passes through the hole 2a drilled in the table 2
It protrudes from the top surface. A sliding cap 28 is fitted to the upper end of the load rod 4, and this cap is slidably fitted to a guide ring 32 fixed to the table 2.

また、負荷口、ド4の下端部には、同芯の補助軸33が
ボルト34゜34、・・・によって接合されており、こ
の補助軸33の下端部には、横方向に突出する回わり止
め具35が、2ランジ付きの筒状取付具37、ボルト3
8゜39、ビン′40等によって固着されている0回わ
り止め具35の中間部やや先端寄りの位置に、差動トラ
ンス42のコア0ツド43が固定されている。また、回
わり止め具35の先端部には、ガイドローラ45を支持
する軸4Bが突設されている。
Further, a concentric auxiliary shaft 33 is connected to the lower end of the load port and the door 4 by bolts 34, 34, . . . The stopper 35 is a cylindrical fitting 37 with two flange, and the bolt 3
A core 0 end 43 of a differential transformer 42 is fixed at a position in the middle of the 0-turn stopper 35, which is fixed by a pin 40 or the like, at a position slightly closer to the tip. Furthermore, a shaft 4B that supports a guide roller 45 is provided protruding from the tip of the rotation stopper 35.

前記ハウジング3の下蓋13には、ガイド棒取付板50
がポル)51,51.・・・によって固定されている。
A guide rod mounting plate 50 is provided on the lower cover 13 of the housing 3.
51, 51. It is fixed by...

ガイド棒取付板50には、前記差動トランス42のコイ
ル44を保持するコイル保持具53が嵌着され、ボルト
で固定されている。ガイド棒取付板50の端部には、上
下方向のガイド棒55が取り付けられている。ガイド棒
55には、上下に間隔をおいて1対のリミットスイッチ
511,5?が、それぞれの支持具−58,59によっ
て取り付けられており、これらリミットスイッチ511
.57の中間部に、前記ガイドローラ45が、ガイド棒
55に接して転勤するように支持されている。上記リミ
ットスイッチ511.57は、負荷ロッド4の移動範囲
を規制するためのもので、ガイドローラ45の軸4Bの
先端部48aが当接したときにモータ2Bを停止するよ
うになっている。
A coil holder 53 that holds the coil 44 of the differential transformer 42 is fitted onto the guide rod mounting plate 50 and fixed with bolts. A vertical guide rod 55 is attached to an end of the guide rod attachment plate 50. The guide rod 55 is provided with a pair of limit switches 511, 5?, vertically spaced apart from each other. are attached by respective supports 58 and 59, and these limit switches 511
.. The guide roller 45 is supported at an intermediate portion of the guide rod 57 so as to be in contact with the guide rod 55 and rotate. The limit switches 511, 57 are for regulating the movement range of the load rod 4, and stop the motor 2B when the tip end 48a of the shaft 4B of the guide roller 45 comes into contact.

なお、この負荷装置lのハウジング3内部くは、前記ウ
オームホイール20の上面のレベルまで調滑油が満たさ
れた状態で使用されるので、下蓋13の部分には油漏出
防止用のオイルシールBOとOリング81が設けられて
いる。また、下蓋の適所に油を抜きとるための排油孔8
3が設けられており。
The inside of the housing 3 of this load device 1 is filled with lubricating oil up to the level of the upper surface of the worm wheel 20, so an oil seal is provided in the lower lid 13 to prevent oil leakage. A BO and an O-ring 81 are provided. In addition, there is an oil drain hole 8 for draining oil at the appropriate location on the lower lid.
3 are provided.

ガイド棒取付板50に設けた通孔50a内に収められた
栓84によって閉塞されている。
The through hole 50a provided in the guide rod mounting plate 50 is closed by a plug 84 housed in the through hole 50a.

この負荷装置ttの使用に際して、基準発信器30から
発せられる信号がサーボ増幅器31に供給されると、そ
の信号によってDCサーボモータ2Bが正逆いずれの向
きにも回転する。モータ2eが回転すると、ベルト29
を介してつt−ム22が回転させられるので、これと噛
合するウオームホイール20が回転し、ナツト保持具9
.締付はフランジ7、ダブルナツト5を一体として回転
させる。この場合、ナツト保持具9のフランジ部8aが
、ナツト移動規制手段であるスラストベアリング17.
17’によって挾持されているので、ダブルナツト5は
軸方向に移動せず、回転運動のみを行なう。
When this load device tt is used, when a signal emitted from the reference oscillator 30 is supplied to the servo amplifier 31, the signal causes the DC servo motor 2B to rotate in either the forward or reverse direction. When the motor 2e rotates, the belt 29
Since the worm wheel 22 is rotated through the worm wheel 22, the worm wheel 20 that meshes with the worm wheel 20 rotates, and the nut holder 9 is rotated.
.. Tightening is done by rotating the flange 7 and double nut 5 as one unit. In this case, the flange portion 8a of the nut holder 9 is connected to the thrust bearing 17. which is the nut movement regulating means.
17', the double nut 5 does not move in the axial direction, but performs only rotational movement.

ダブルナツト5が定位置で回転すると、ポールねじを介
してこれと螺合する負荷ロッド4が。
When the double nut 5 rotates in a fixed position, the load rod 4 is threadedly engaged with it via a pole screw.

モータの回転方向に応じて軸方向に上下動する。It moves up and down in the axial direction depending on the rotation direction of the motor.

この場合、負荷ロッド4は1回わり止め具35によって
回転が規制されているので、軸方向にのみ移動し、試験
機に取り付けられている試験片に荷重を負荷する。モー
タの回転方向を切り返えることによって、負荷ロッドを
綴返し上下動させることができる。負荷ロッド4が上下
に移動すると、回わり止め具35も一体となって移動し
、この移動量が差動トランス42によって検出される。
In this case, since the rotation of the load rod 4 is restricted by the one-turn stopper 35, it moves only in the axial direction and applies a load to the test piece attached to the testing machine. By changing the direction of rotation of the motor, the load rod can be moved up and down in reverse. When the load rod 4 moves up and down, the rotation stopper 35 also moves together, and the amount of this movement is detected by the differential transformer 42.

そして、この検出信号はサーボ増幅器31にフィードバ
ック、される、したがって、負荷ロッド4の移動方向お
よび移動量が基準発信器30の指令通り正しく制御され
る。
This detection signal is fed back to the servo amplifier 31, so that the direction and amount of movement of the load rod 4 are correctly controlled as instructed by the reference transmitter 30.

この負荷装置lは、油圧ポンプや油圧バルブを使用しな
いので、騒音の発生がきわめて少なく。
This load device 1 does not use a hydraulic pump or a hydraulic valve, so it generates very little noise.

長期に亘る疲労試験用の負荷装置として使用する場合の
ランニングコストが低い、また、駆動部にバックラッシ
ュの非常に小さい精密ボールねじや複リードウオームギ
ヤ式減速装置を採用しているので、起動時の時間遅れや
1反転時の波形の乱れ等を問題とすることなく超低速の
繰返し試験を行なうことができる。駆動源としてサーボ
モータを使用し、入力、出力の信号の差を絶えず0にす
るサーボ方式でウオームギヤ式減速機を駆動するので、
常に正確な駆動状態を維持することができる。
The running cost is low when used as a load device for long-term fatigue tests, and since the drive unit uses a precision ball screw with extremely low backlash and a multi-lead worm gear type reduction device, the Ultra-low speed repetitive tests can be performed without problems such as time delays and waveform disturbances during one reversal. A servo motor is used as the drive source, and the worm gear reducer is driven by a servo method that constantly reduces the difference between input and output signals to 0.
Accurate driving conditions can be maintained at all times.

(効果) 以上の説明から明らかなように5本発明にかかる負荷4
IcIiは、騒音が低く、メインテナンスが容易で、超
低速の繰返し負荷を高精度に与えることのできるすぐれ
たものとなった。
(Effect) As is clear from the above explanation, 5 Loads on the present invention 4
IcIi has become an excellent product with low noise, easy maintenance, and the ability to apply repeated loads at extremely low speeds with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は本発明にかかる負荷装置の1例を
あられす正面断面図および側面図である。
1 and 2 are a front sectional view and a side view of an example of a load device according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ボールねじによって互いに螺合するねじ棒状の負
荷ロッドとダブルナット、ダブルナットを回転駆動する
ためのモータ、該モータの回転をダブルナットに伝達す
るウォームギヤ式減速機、ダブルナットの回転時に軸方
向の移動を規制する移動規制手段およびダブルナットの
回転時に負荷ロッドの回転を規制し、軸方向の運動のみ
を許す回り止め装置をそなえてなる負荷装置。
(1) A threaded load rod and a double nut screwed together by a ball screw, a motor for rotating the double nut, a worm gear reducer that transmits the rotation of the motor to the double nut, and a shaft when the double nut rotates. A load device comprising a movement restricting means for restricting movement in the direction, and a detent device that restricts the rotation of the load rod when the double nut is rotated and allows movement only in the axial direction.
JP3476385A 1985-02-22 1985-02-22 Load apparatus Pending JPS61194328A (en)

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JP3476385A JPS61194328A (en) 1985-02-22 1985-02-22 Load apparatus

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JP3476385A JPS61194328A (en) 1985-02-22 1985-02-22 Load apparatus

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102435505A (en) * 2011-08-31 2012-05-02 沭阳县科兴公路仪器有限责任公司 Pavement material strength tester with double worms
CN103913384A (en) * 2013-01-08 2014-07-09 陕西汉江机床有限公司 Axial rigidity measuring apparatus of ball screw assembly
US11717113B2 (en) 2020-06-23 2023-08-08 Survival Light Products, Inc. Coffee grinder systems and methods

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