[实用新型]一种新型材料试验机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可以进行组合实验的材料试验机。特别涉及一种结构简单、功能齐全且能进行双向加载及复合式加载的材料试验机。 

背景技术

随着工业技术的迅速发展，对于材料的各种力学性能测量，如拉伸、压缩、扭转及弯曲性能的测量从科研到教学、军事到工业、工业到民用等众多领域中得到广泛的应用，然而现有的材料试验机由于自身设计、结构尺寸等限制其应用范围，其呈现两个极端，一种是只能实现单一试验方式的试验设备，而无法满足一些组合性的试验。另一种是多功能材料试验机，其机构庞大、结构复杂、造价昂贵，严重限制了材料试验机的普及应用。 

目前典型的材料试验设备是液压式万能材料试验机及电子万能材料试验机。现有的材料试验机能对材料进行单向拉伸、压缩、扭转和弯曲等实验，可以满足大部分实验要求，但对双向拉压等有特殊要求的实验却无法实现。且在实际应用中存在如下问题： 

1、设备的机构庞大、占用空间较大、结构复杂，使用过程中设备出现故障率高，需要专门的技术人员解决。 

2、设备造价昂贵，使用费用及维护费用较高，在一定场合限制其应用。 

3、现有的材料试验机无法实现双向拉伸、压缩、扭转等组合性的实验，不能满足某些特定的实验要求。 

发明内容

本实用新型专利设计了一种占用空间小(约60×30×25)、机构简单、造价低廉且能进行各种组合性试验机。本实验仪器创造性的实现对试件的双向拉伸、双向压缩及双向扭转的等各种特定要求的组合性试验。 

本装置由控制系统、检测系统、拉压扭系统、弯曲系统四大部分组成， 

控制系统是由工控机通过软件系统控制运动控制卡，使运动控制卡驱动步进电动机转动经联轴器后分别带动第一蜗杆、第二蜗杆、升降平台运动，实现运动控制。 

检测系统由STSS-1应力应变模块和加载传感器组成，加载时可通过加载部位的加载传感器获得应力应变信号，然后传感器将应力应变信号传送给应力应变模块，实现实时检测出应力应变的变化。 

拉压扭系统是由两端带有螺纹旋向相反的轴、与轴成螺纹联接的的活动机座、固定在活 动机座上的一对圆形四爪卡盘组成。由于轴两端螺纹旋向相反，即轴的转动轴带动两端活动机座移动实现双向拉压，通过转动两端活动机座上的蜗杆并带动两端卡盘转动实现双向扭转。 

所述圆形四爪卡盘包括夹头，其特征在于：夹头设计成拔盘抓手形状，以便对工件进行拉伸时能有效增加夹持力矩。夹头前端安装有调节螺钉。其功能在于当调节螺钉与工件表面接触形成铰支点，扭转时直接用夹头直接夹紧即可，调节螺钉远离夹持面以免形成铰点影响夹持力度。 

弯曲系统是为装夹在固定机座中部上表面的能上下移动的升降平台，升降平台上设有加载头。 

所述升降平台是由一个方形平台、四根连杆和加载头组成，连杆上通过螺栓连接有丝杆，通过转动丝杆上的手轮带动升降平台实现升降，推动连杆上方的圆柱形加载头进行加载。 

本实用新型相较于现有的材料试验机的优点在于： 

1、试验机的结构简单、点用空间小、设备原理简单明晰，故障出现率低。 

2、设备造价低廉，无需其它的维护和使用费用，能扩展其应用范围和使用场合。 

3、本实用新型能在工件的一次装夹中完成一系列的组合试验，无需再调整工件，大大满足测试要求和提高测量精度。 

4、创造性的实现材料试验机对工件的双向拉伸、压缩及扭转的试验，而且能实现各种复合式双、单向试验。解决了现有设备不能实现的问题。 

附图说明

本实用新型装置具体实施例的结构框图及附图说明如下： 

图1材料试验机整体结构图 

图2弯曲加载系统主视图 

图3弯曲加载系统侧视图 

图4四爪卡盘主视图 

图5四爪卡盘侧视图 

图6试件弯曲加载示意图 

图7试件扭转示意图 

图8试件拉压示意图 

1、运动控制卡；2、步进电动机；3、联轴器；4、第一蜗杆；5、第一蜗轮；6、滚动轴 承；7、轴端挡板；8、轴承套；9、套筒；10、第二蜗杆；11、第二蜗轮；12、活动机座；13、升降平台；14、手轮；15丝杆；16、加载头17、连杆；18、固定螺钉；19、四爪卡盘；20、调节螺钉；21、夹头；22、旋转齿轮；23、夹紧螺钉；24、固定螺孔；25、滑动导轨；26、加载传感器；27、轴；28、机座；29、工控机；30：STSS-1应力应变模块；31、方形平台。 

具体实施方式