TWI351514B - - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種試驗裝置，特別是指一種可裝設 於拉伸试驗機上之扭轉試驗裝置。 【先前技術】 、硬 度試:拉伸試驗機，試驗機 :閱圖！，習知拉伸試驗機i包括一機座u、二相間隔 _機座u向上延伸的導桿12、一固設於該機座n的固 疋炎頭座13 ’及-滑設於該二導桿12且可相對於該機座u 上下移動的活動夾頭座14 » 拉伸試驗是將-試棒1G的—端固設於該拉伸試驗機i 的固定夾頭座13上’而另—端固設於該活動夾頭座14，之 後使該活動夾頭座14朝遠離該固定夾頭座13的方向移動 ,而得到有關於該試棒10的降伏強度、抗拉強度、伸長率 、斷面收縮率、加工硬化指數及異向塑性應變比.等等之資 料，進而可獲得該試棒1 〇之拉伸特性。 參閱圖2，但若是要獲得材料的扭轉特性時，則需另外 藉助一扭轉試驗機2 ’該扭轉試驗機2包括一機座21、二 相間隔自該機座21向上延伸的導桿22、一固設於該機座 21上的固定夾頭座23、一滑設於該二導桿22且可相對於 該機座21上下移動的活動夾頭座24、一樞設於該活動夾頭 座23的失頭25’及一設置於該活動夾頭座24上，用以驅 動該夹頭25轉動的馬達26。 5 的固定夹頭::將:試棒20的-端固設於該拉伸試驗機2 的夹頭25 Φ ，而另-端固設於該活動夹頭座24上 轉=棒:，，而，該馬達26，™^ # ^ 侍到有關該試棒20所承受的扭矩、剪應力 ...等等之貧料’進而可獲得該試棒2〇之扭轉特性。’’、 種絲2了知’讀材料試驗機往往只能獲得特定的苹 種的材料試驗機，=:的所有特性往往需購置許多 材料試驗機皆須尋找、二：加了設備的成本’而每-種 的地方放置，所以購置多種的材 枓成驗機帅也壓縮了放置其它設備的空間。 【發明内容】 因此’本發明之目的，即在提供一種可裝設於拉伸試 驗機上之扭轉試驗裝置。 於是，本發明可裝設於拉伸試驗機上之扭轉試驗裝置 的該拉伸試驗機包括-機座、—固設於該機座上之固定夹 碩座’及—與該固定夾頭座對應設置且可相對於該固定夹 碩座上、下移動的活動失頭座，而該扭轉試驗裝置是可供 檢測一待測試棒，該待測試棒具有一固定端及一相反的扭 轉，而可裝設於該拉伸試驗機上之扭轉試驗裝置是包含 —推動單元及一試驗單元，該試驗單元與該推動單元是相 對應設置於該拉伸試驗機上。 該推動單元，具有一可拆卸的固設於該活動夾頭座上 的第一承載座、一可分離的固設於該第一承載座上的定位 座，及一樞設於該定位座上的第一傳動臂，其中，該第一 1351514 傳動有-插設於該定位座的第一極接端，及一相反於 該第一樞接端的第二樞接端。

々該試驗單元具有一可拆卸地回設於該拉伸試驗機之固 疋夹頭座上的第二承載座、兩相間隔地凸設於該第二承載 座上的第一、二支樓座、一橫向樞設於該第-、二支樓座 亡並々可供前述待測試棒穿置於中的軸心套筒、—連結該轴 套筒上且位於該第一、二支撐座間的第二傳動臂、一固 設於該第二承載座上且鄰近該第一支撐座的的固定座及 鄰近該第一支撐座的夹套，其中，該軸心套筒的中間部 位具有-連結段’而該固定座上具有一可供前述待測試棒 的固定端插置固定的固定孔’該第二傳動臂具有一連社於 該軸心套筒之連結段的第一連結端，及一與該第一㈣臂 的第二樞接端相樞接的第二連結端，又該夾套是可將該待 測試棒的扭轉端夾制於軸心套筒的一端緣。 本發明之功效藉由分別相對應設置於該拉伸試驗機之 活動夾頭座與固定夾頭座上的該推動單元與該試驗單元， 使該拉伸試驗機縱向的拉伸力轉換為施加於該待測試棒上 的扭力’亦即，利用該推動單元與該試驗單元的相互配合 ，使得該拉伸試驗機不但可以獲得待測試棒的拉伸特性， 更可獲得待測試棒的扭轉特性。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特 衍點與功效，在 以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細 #死明中，將可清 楚的呈現。 1351514 參閱，3丨發明之-較佳實施例的扭轉試驗裝置4包 含一推動單元5及一試驗單元6。 該推動單元5具有一第— 承載座51、—可分離的固設 於該第一承載座51上的定位庙 弋伹厓52,及—樞設於該定位座 52上的第一傳動臂53，其中，兮莖^ T这第一傳動臂53具有一樞 設於該定位座52的第一樞接踹a ^ 接喁531，及_相反於該第一樞 接端531的第二枢接端532。

1式驗單6具有_與該第—承載座Η相間隔設置的 第二承載座61、兩相間隔地凸設於該第二承載座61上的第 -、二支揮座62、63、-橫向拖設於該第_、二支撐座62 、63上的轴心套筒64、-連結該軸心套筒64上且位於該 第-、二支撐座62、63間的第二傳動臂65、一固設於該第 二承載座6i上且鄰近該第一支撐座62的固定座託，及一 鄰近該第二支撐座63且可夾制於該軸心套筒Μ之一端緣 的炎套67’其中，該第二傳動臂65具有—第—連結端651

，及一相反於該第一連結端651且樞接於該第一傳動臂Η 之第二枢接端532上的第二連結端652。 參閱圖4並請一併回顧圖3，該軸心套筒64的中間部 位具有一連結段641、二分別自該連結段641相反兩端朝遠 離該連結段641方向延伸的樞設段642，及一自該其中—樞 设段642朝遠離該連結段641方向延伸且斷面概呈c字型 的夹制段643，其中，該連結段641的斷面是呈中空方形， 該軸心套筒64的該二樞設段642的斷面呈圓環形，且可分 別穿伸於該第一、二支撐座62、63中而被支撐，並令該軸 (S ) 8 1351514 心套筒64的夾制段643可凸出於該第二支撐座63之外， 至於，該夹套67具有一夾制槽671，使凸出於該第二支撐 座63的該軸心套筒64之夾制段643可伸入該夹制槽671 中，並利用該夹套67的夾制功能將該夹制段643連結於該 夹套67上。 此外，該試驗單元6更包含二分別置於該第一、二支 撐座62、63内的第一、二油封軸承6〇1、6〇2，及一與該第 一油封軸承όοι共同置於該第一支撐座62上的定位軸承 6〇3，再者，肖固定座66具有—呈方形的固定孔661。 參閱圖5、6並請-併回顧圖4，本實施例所應用的拉 伸式驗機3包括-機座31、-固設於該機座31上之固定夾 =座32 ’及一與該固定夹頭座32對應設置且可相對於該固 定夾頭座32上、下移動的活動夾頭座33。當要以該拉伸試 驗機3檢測-待測試棒刚的扭轉特性時，是先將該扭轉 試驗裝置4的推動單元5與試驗單元6，分別藉由其上的該 第一、二承載座、61而螺合於該拉伸試驗機3的活動夫 頭座33與固定夹頭座32上，之後再將該 設於該試驗單元6上，其中，該待測試棒1〇〇具有^ 形的固定端HH及一相反且亦呈方形的

待測試棒購是穿入於該試驗單元6的細套筒Γ中I

::定位轴承™定位於該轴心套筒二，U 4測試棒_可相對於該“套筒64轉動 測試棒1〇〇的固定端101與 卩時7該待 套筒…設段心，::：，於該軸心 7該待測试棒100的固定 9 !351514 端iOl是伸入並固定於該固定座66的固定孔661中，而該

扭轉端102則與該轴心套筒64的夾制段643 一同穿置於該 夾套67的夾制槽671中，再藉由該夾套67的夾制作用予 以夾制，使得該待測試棒1〇〇的扭轉端1〇2能與該軸心套 筒64同步轉動，至於該試驗單元6之第二傳動臂65的第 連…知651是連接於該軸心套筒64的連結段64丨，使該 第二傳動臂65的擺動可帶動該軸心套筒料隨之轉動，再 利用該第/由封軸承601與第二油封轴承602的設置，使 該軸心套筒64可相對於該第一、二支撐座62、〇轉動。

參閱圖7、8並請一併回顧圖6,其中，該第二傳動臂 65的長度是為L，且當該第二傳動臂65尚未擺動之初，該 第一傳動臂65與該第二承載座61之頂面的夾角為0，此 長度L值與夾角0值皆可以量測方式取得，亦即l值與夾 角（9值是在4待測試棒丨⑼安裝完畢後即可獲得當扭轉 試驗開始後，舰動㈣伸試驗機3，使㈣減頭座33 朝該固定夾頭座32移動至如圖7假想線所示位置其移動 位移可設為ΔΙ距離，使得該推動單元5的第—傳動臂53依 據圖7中箭頭7所示方向擺動’由於該試驗單元6的第二 傳動青65與該第-傳動臂53相互樞接，所以連帶造成該 4驗單兀6的第—傳動臂65依據圖7中箭頭8所示方向擺 動’而產生-扭轉角p，由於該第二傳動臂&的第一連結 端651是連接於該！^套筒64的連結段64卜所以該第二 傳動臂65依據圖7中箭頭8所示方向擺動亦帶動該軸心套 筒64依據如圖7中箭頭8所示方向轉動，由於該轴心套筒 (S ) 10 1351514 64的夾制段643與該待測試棒ι〇〇的扭 夾套67所夹制，且該待測試棒刚 1為該 固™…固定孔⑹心二= 二丑轉端102相對於該待測試棒1〇〇的固定端⑼也產生 ^同扭轉’而扭轉角卜冰軌 :石的：式，其h是該待測試棒1〇〇的長度 為該待測試棒刚的極慣性矩，則可求得扭矩τ， 再由剪應力r = Ajl中，r盍访/ ，即可求得“剪應力‘測試棒10°最小的截*半徑 移動：再座)33朝該固定一分別 的剪… ），並以上述公式求出相對應

=應力心’且使該待測試棒⑽反覆承受煎應力A 勞=_# _ _ ’即可得知該待測試棒刚的疲 試驗，本發明之可裝設於拉伸試驗機3上之扭轉 夹頭Λ #用分別相對應設置於該拉伸試驗機3之活動 =:定::座32上的該推動單“^ 驗機3縱向的拉伸力轉換為施加於該待測試棒 伸特性、7使诗該拉伸試驗機3不但可以獲得材料的拉 測試棒，該扭轉試驗以4 f獲得該待 用严備 *特性及疲勞壽命，達到-機多用途的利 ，^:進而減少了採靖扭轉試驗機與疲勞試驗機的成本 間，、# 、咸^ 了置放扭轉試驗機與疲勞試驗機所需的空 而〜加空fa1的利料，故確實能達到本發明之目的 1351514 參 惟以上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡翠的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一示意圖，說明習知拉伸試驗機； • 圖2是一示意圖，說明習知扭轉試驗機； 圖3是一側視圖，說明本發明可裝設於拉伸試驗機上 之扭轉試驗裝置之較佳實施例； 圖4是一立體分解圖，輔助說明圖3中試驗單元的部 份元件態樣； 圖5是一局部側視圖，輔助說明該較佳實施例裝設於 妆試驗機上的態樣； 圖6是一剖視圖，說明該較佳實施例之試驗單元組合 • 有—待測試棒時的態樣； 闇 n 疋一動作示意圖，輔助說明該較佳實施例動作時 各元件間位置的改變；及 圖8疋一示意圖’說明該較佳實施例動作時’所應用 之公式的幾何關係。 (S ) 12 1351514

【主要元件符號說明】 3 拉伸試驗機 651 第一連結端 31 機座 652 第二連結端 32 固定夾頭座 66 固定座 33 活動夾頭座 661 固定孔 4 扭轉試驗裝置 67 夾套 41 推動單元 671 夾制槽 51 第一承載座 601 第一油封軸承 52 定位座 602 第二油封軸承 53 第一傳動臂 603 定位軸承 531 第一枢接端 7 ' 8 箭頭 532 第二枢接端 100 待測試棒 6 試驗單元 101 固定端 61 第二承載座 102 扭轉端 62 第一支撐座 L 第二傳動臂的長度 63 第二支撐座 Θ 第二傳動臂與該第 64 軸心套筒 二承載座之頂面的 641 連結段 夾角 642 柩設段 AL 活動夾頭座朝機座 643 央_制段 移動的距離 65 第二傳動臂 φ 扭轉角 13

Claims (1)

1351514 十、申請專利範圍： 1. 一種可裝設於拉伸試驗機上之扭轉試驗裝置該拉伸試 驗機包括一機座、一固設於該機座上之固定夾頭座，及 一與該固定夾頭座對應設置且可相對於該固定夾頭座移 動的活動夾頭座，而該扭轉試驗裝置是可供檢測試驗一 待測試棒用，該待測試棒具有一固定端及一相反的扭轉 端，該可裝設於拉伸試驗機上之扭轉試驗裝置，包含： 一推動單元，具有一可拆卸的固設於該活動夾頭座 上的第一承載座、一可分離的固設於該第一承載座上的 定位座，及一枢設於該定位座上的第一傳動臂，其中， δ玄第傳動臂具有一樞設於該定位座的第一樞接端，及 一相反於該第一樞接端的第二枢接端；及 一試驗單元’與該推動單元相對應設置於該機座上 ，具有一可拆卸的固設於該固定夾頭座上的第二承載座 、兩相間隔地凸設於該第二承載座上的第一、二支撐座 、一橫向樞設於該第一、二支撐座上並可供前述待測試 棒穿置於中的軸心套筒、一連結該軸心套筒上且位於該 第一、二支撐座間的第二傳動臂、一固設於該第二承載 座上且鄰近該第一支撐座的的固定座，及一鄰近該第二 支撐座的夾套，其中，該軸心套筒的中間部位具有一連 結段，而該固定座上具有一可供前述待測試棒的固定端 插置固定的固定孔，該第二傳動臂具有一連結於該軸心 套筒之連結段的第一連結端，及一與該第一傳動臂的第 二樞接端相樞接的第二連結端，又該夾套是可將該待测 14 1351514 試棒的扭轉端夾制於軸心套筒的一端緣。

2.依據申請專利範圍第1項所述之可裝設於拉伸試驗機上 之扭轉試驗裝置，其中，該軸心套筒更具有二分別自該 連結段相反兩端朝遠離該連結段方向延伸的樞設段，及 一自該其中一樞設段朝遠離該連結段方向延伸的夾制段 ，該二枢設段分別穿設於該第一、二支撐座且斷面呈圓 環形，且該夾制段的斷面概呈C字型，而該夾套具有一 夾制槽，而該軸心套筒的夾制段及該待測試棒的扭轉端 穿置於該夾制槽’而被該夾套所夾制，使得該待測試棒 的扭轉端與該轴心套筒可同步轉動。 依據申請專利範圍第2項所述之可裝設於拉伸試驗機上 之扭轉試驗裝置’其中，該試驗單元更具有二分別置於 該第一、二支撐座中的第一、二油封軸承。 、 依據申請專利範圍第3項所述之可裝設於拉伸 上 之扭轉試驗裝置，其中，該試驗單元更具-定位軸承， 該定位軸承可供該待測試棒穿置，並將該待測 定位在該軸心套筒内。 15