專利名稱：粘接強度檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種材料粘接強度檢測儀。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)中為了將兩個材料(或構(gòu)件、工件)互相聯(lián)接起來，可以采用各種各樣的聯(lián)接方式，其中通過膠粘劑把被聯(lián)接材料聯(lián)接在一起，使其具有一定強度的聯(lián)接工藝，叫膠粘工藝(或稱膠結(jié)工藝)。膠粘工藝成本低，聯(lián)接后的重量輕，可被粘接的材料范圍也非常廣泛，可以為木制品、金屬構(gòu)件、有機材料等等，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應用。膠粘結(jié)構(gòu)在使用時，總是要求具有最佳的力學性能，目前評定膠粘體系力學性能優(yōu)劣的主要指標是粘接強度，粘接強度是指在外力作用下，使膠粘件中的膠粘劑與被粘物界面或其鄰近處發(fā)生破壞所需要的應力，粘接強度又稱為膠接強度。粘接強度是膠粘體系破壞時所需要的應力，其大小不僅取決于粘合力、膠粘劑的力學性能、被粘物的性質(zhì)、粘接工藝，而且還與接頭形式、受力情況(種類、大小、方向、頻率)、環(huán)境因素(溫度、濕度、壓力、介質(zhì))和測試條件、實驗技術(shù)等有關(guān)。粘接接頭在外力作用下膠層所受到的力，可以歸納為剪切、拉伸、不均勻扯離和剝離4種形式:(I)剪切。如圖1所示，即對被聯(lián)接材料施加外力大小相等、方向相反，基本與粘接面平行的外力，剪切力均勻分布在整個被聯(lián)接材料的粘接面上。(2)拉伸，亦稱均勻扯離。如圖2所示，即粘接面受到方向相反且垂直于粘接面的拉力作用，拉伸力均勻分布在整個粘接面上。(圖2所示)(3)不均勻扯離。也叫劈裂。如圖3所示，外力作用的方向雖然也垂直于粘接面，但是分布不均勻。(4)剝離。如圖4所示，外力作用的方向與粘接面成一定角度，基本分布在粘接面的一條直線上。上述4種力，在同一膠粘體系中很有可能有幾種力同時存在，只是何者為主的問題。根據(jù)粘接接頭受力情況不同，粘接強度具體可以分為剪切強度、拉伸強度、不均勻扯離強度、剝離強度等。對應上述應力的粘接強度的檢驗及評價方法方法不難獲得，也可以方便地得到檢驗的儀器和裝備。但是通過觀察以上所述的檢測方法及相應的檢測儀器、設備，粘接材料所形成的粘接面均為一平面，對粘接面施加的破壞應力均為沿著與粘接面或平行、或垂直、或呈一定角度的向外部的位移運動。但在生產(chǎn)實踐中，當將一聯(lián)接材料的外圓面(或外圓錐面)與另一聯(lián)接材料的內(nèi)圓面(內(nèi)圓錐面)相粘接的情況，此時，所形成的粘接面為一圓面或圓錐面。就無法使用上述檢測儀對材料的粘接面的粘接強度進行有效的檢驗。對這類材料的粘接強度的檢測設備急需研制。
發(fā)明內(nèi)容[0010]發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種材料粘接強度檢測儀。本實用新型采用的材料粘接強度的檢測儀，包括機架，第一緊固件、第二緊固件，旋轉(zhuǎn)裝置；所述第一緊固件通過旋轉(zhuǎn)裝置固連在機架的下部；所述第二緊固件通過連接桿固連在機架上，連接桿上固連有扭矩檢測裝置。將被測試樣放置在檢測儀內(nèi)，第一粘接件被第一緊固件緊固，第二粘接件被第二緊固件夾固。啟動旋轉(zhuǎn)裝置，當旋轉(zhuǎn)裝置產(chǎn)生的剪切應力大于第一、第二粘接件的粘接強度時，粘接面將被破壞，粘接件之間產(chǎn)生方向相反的旋轉(zhuǎn)位移，記錄扭矩峰值，即可獲得粘接面被破壞時的最大剪切應力，從而可用于對粘接材料的粘接強度的強弱、好壞、是否達到控制標準進行定量評價。上述檢測儀也可以由以下部件組成:包括機架，第一緊固件、第二緊固件，旋轉(zhuǎn)裝置、軸向施力裝置；所述第一緊固件通過旋轉(zhuǎn)裝置固連在機架的下部；所述軸向施力裝置固連在機架的上部，第二緊固件固連在軸向施力裝置的驅(qū)動軸的下端，驅(qū)動軸上固連有扭矩檢測裝置。與前述的檢測儀相比，增加了 一個軸向施力裝置，這樣可以向下部施加更大的壓力，便于第二緊固件進入、插入第二粘接件的內(nèi)孔或內(nèi)錐孔中。上述檢測儀的第一緊固件可以由卡盤和下部的卡盤座組成，卡盤用于鎖緊、卡固第一粘接件。上述旋轉(zhuǎn)裝置由電機帶動，電機的輸出轉(zhuǎn)軸與卡盤座固連。上述第二緊固件可以設計成帶上下鉗口的可相互鎖緊的夾板。上下夾板分別夾持第二粘接件的上下端面并與第二粘結(jié)件鎖緊、卡固。上述第二緊固件也可以設計成與第二粘接件內(nèi)孔相適配的圓柱體(或圓錐體)，圓柱體的外周有至少一條軸向凸齒(圓錐體的外周有至少一條凸齒)。第二緊固件從上部插入第二粘接件的內(nèi)孔的同時，凸齒嵌固在第二粘結(jié)件的孔壁內(nèi)，這樣的結(jié)構(gòu)可以增強第二緊固件對第二粘接件的抵抗旋轉(zhuǎn)的卡固性能。更進一步的改進是，軸向施力裝置的驅(qū)動軸上分別設置有扭矩傳感器和拉伸力傳感器。當被測試樣為圓錐形結(jié)構(gòu)時，軸向施加的壓力將會在第二粘接件與第二緊固部件之間產(chǎn)生圓周切向的摩擦力，摩擦力與軸向力成正比關(guān)系，并與粘接面上產(chǎn)生的剪切應力方向相反。通過儀表測量出軸向力，可將摩擦力對扭矩的影響予以排除。使不同結(jié)構(gòu)的粘接面的粘接強度具有可比性。本實用新型檢測儀與通常所采用的檢測儀不同，其適用于測試粘接面為圓面、圓錐面結(jié)構(gòu)的粘接材料之間的粘接強度。被測試材料一為內(nèi)孔呈圓形或圓錐形的筒形或環(huán)形結(jié)構(gòu)。被測試材料二為環(huán)形結(jié)構(gòu)，外周為具有與被測試材料一的內(nèi)孔相適配的圓形或圓錐形結(jié)構(gòu)。測試材料二套入測試材料一的內(nèi)孔，并相互粘接固連。通過測試粘接面之間被施加外力后產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)，破壞粘接面的瞬時扭力力矩，來評價粘接材料的粘接強度。

本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:圖1-圖4是現(xiàn)有技術(shù)的材料粘接強度的測試方法示意圖。圖5是錐形結(jié)構(gòu)的被測試樣的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實用新型實施例1的粘接強度檢測儀結(jié)構(gòu)示意圖。(其中固定部位的各部件為局部透視圖)圖7是本實用新型實施例2的粘接強度檢測儀結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是圖6的A-A剖面示意圖。圖9是圖6中第一粘接件和第二粘接件組成的被測試樣剖面放大示意圖。(為避免剖面線過多，影響各部件線條結(jié)構(gòu)顯示，只有粘接面有剖面線)。圖10是圖6中的第二緊固件的放大示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。實施例1:如圖6、8所示的第一種實施例的粘接強度檢測儀，包括機架4，機架下部固連的電機5通過減速器可驅(qū)動第一緊固件的卡盤座6旋轉(zhuǎn)，卡盤座上部固連卡盤8 ;機架上部固連軸向施力裝置12 (如氣缸或液壓油缸)，軸向施力裝置的驅(qū)動軸上設置有扭矩傳感器10 ;驅(qū)動軸下端固連第二緊固件9，第二緊固件為與第二粘接件內(nèi)孔相適配的圓柱體，其結(jié)構(gòu)如圖
8、10所示，圓柱體的外周有若干條軸向凸齒13。被測試樣7的結(jié)構(gòu)如圖9所示，具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的第一粘接件1，第二粘接件3和粘接面2。上述試樣的粘接強度檢測方法如下:1、試樣固定:將被測試樣7放置在檢測儀的卡盤內(nèi)，第一粘接件被卡盤固定，驅(qū)動軸在軸向施力裝置的驅(qū)動下，將第二緊固件插入第二粘接件的內(nèi)孔，凸齒嵌固在第二粘結(jié)件的孔壁內(nèi)，與第二粘接件緊固連接。2、試樣旋轉(zhuǎn):啟動電機，并逐漸增加電機的輸出功率，當測試試樣的第一粘接件和第二粘接件之間的粘接面被破壞，第一粘接件和第二粘接件相互產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移時，關(guān)閉電機。3、測量:記錄粘接面破壞時所測得的扭矩量(即其峰值)，將其用于評價材料粘接面的粘接強度。實施例2:如圖7所示的第二種實施例的粘接強度檢測儀，其與圖6所示的檢測儀的區(qū)別在于，被測試樣7結(jié)構(gòu)如圖5所示，其具有錐形結(jié)構(gòu)的第一粘接件1，第二粘接件3和粘接面2 ;其半圓錐角為α，平均直徑為D。軸向施力裝置的驅(qū)動軸上分別設置有扭矩傳感器10和拉伸力傳感器11 ;驅(qū)動軸下端固連的第二緊固件9具有與第二粘接件內(nèi)孔相適配的錐形結(jié)構(gòu)，第二緊固件的錐面上有至少一條凸齒。實施例2的檢測儀的檢測方法如下:1、試樣固定:將被測試樣7放置在卡盤內(nèi)，第一粘接件被卡盤固定。驅(qū)動軸在軸向施力裝置的驅(qū)動下，將第二緊固件插入第二粘接件的內(nèi)孔，凸齒嵌固在第二粘結(jié)件的孔壁內(nèi)，與第二粘接件緊固連接。2、第一次測量:保持軸向壓力，拉伸力傳感器記錄驅(qū)動軸施加在第二粘接件上的軸向力。3、試樣旋轉(zhuǎn):啟動電機，并逐漸增加電機的輸出功率，當測試試樣的第一粘接件和第二粘接件之間的粘接面被破壞，第一粘接件和第二粘接件相互產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移時，關(guān)閉電機。4、第二次測量:記錄粘接面破壞時所測得的扭矩量(即其峰值)，將步驟2所測得的軸向力和粘接面破壞時所測得的扭矩量按照如下公式進行計算后，可評價材料粘接面的粘接強度F:F==M-Mf=M-P/ ( μ X D/2sin α )式中:M-粘接面被破壞時的扭矩量Mf-第二粘接件的摩擦力矩K-第二粘接件的摩擦力矩P-作用在第二粘接件上的軸向力μ -第二粘接件與第二緊固件的摩擦系數(shù)D-第二粘接件內(nèi)錐孔的平均摩擦直徑α-第二粘接件內(nèi)錐孔的半圓錐角。此外，第二粘接件的摩擦力矩中，還可以考慮溫度等影響因素，在公式中引入溫度等常數(shù)。F=M-Mf=M-KP/( μ XD/2 s ina)，K 為常數(shù)。實施例1和實施例2中，第一、第二緊固件夾持緊固第一、第二粘接件的方法也可以采用本領(lǐng)域其他的適宜夾固方式。如可以將第二緊固件設計成底部有凸齒的壓頭，凸齒可以為多個，并呈三點式分布，軸向施力裝置的驅(qū)動軸將壓頭的凸齒壓入第二粘接件的端面。第二緊固件也可以設計成由四方頭緊定螺絲和夾頭組成，將一個或多個緊定螺絲擰入第二粘接件的上端面，夾頭夾緊緊定螺絲的方頭。下部的旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)方向與緊定螺絲的擰緊旋轉(zhuǎn)方向相反，即可使第二緊固件牢牢將第二粘接件夾緊，在粘接面被破壞前，不會隨著下部的旋轉(zhuǎn)裝置同向旋轉(zhuǎn)。當然上述緊定螺絲也可以采用活節(jié)螺絲等替換，還可以在兩個活結(jié)螺絲之間的圓頭孔之間穿插定位棒，用夾頭夾持圓頭或定位棒都可以將第二粘接件夾持固定。其他適宜的夾持方式，在此不再一一詳述。盡管已經(jīng)根據(jù)優(yōu)選實施例對本實用新型進行了示例和描述，但應認識到，本實用新型并不局限于前述的具體實施方式
。在不背離權(quán)利要求書中所闡述的本發(fā)明的情況下，可對此作出變更和改變，如上述第一粘接件和第二粘接件均可以在圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的基礎上，有所變化，如在環(huán)形端面上形成外翻邊。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種粘接強度檢測儀，其特征在于:包括機架，第一緊固件、第二緊固件，旋轉(zhuǎn)裝置；所述第一緊固件通過旋轉(zhuǎn)裝置固連在機架的下部；所述第二緊固件通過連接桿固連在機架上，連接桿上固連有扭矩檢測裝置。
2.一種粘接強度檢測儀，其特征在于:包括機架，第一緊固件、第二緊固件，旋轉(zhuǎn)裝置、軸向施力裝置；所述第一緊固件通過旋轉(zhuǎn)裝置固連在機架的下部；所述軸向施力裝置固連在機架的上部，第二緊固件固連在軸向施力裝置的驅(qū)動軸的下端，驅(qū)動軸上固連有扭矩檢測裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的粘接強度檢測儀，其特征在于:所述驅(qū)動軸上分別設置有扭矩傳感器和拉伸力傳感器。
4.如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利所述的粘接強度檢測儀，其特征在于:旋轉(zhuǎn)裝置包括電機，第一緊固件包括卡盤，卡盤下部的卡盤座與電機輸出轉(zhuǎn)軸固連。
5.如權(quán)利要求1所述的粘接強度檢測儀，其特征在于:第二緊固件為帶上下鉗口的可相互鎖緊的夾板。
6.如權(quán)利要求2所述的粘接強度檢測儀，其特征在于:第二緊固件為一圓柱體，圓柱體的外周有至少一條軸向凸齒。
7.如權(quán)利要求3所述的粘接強度檢測儀，其特征在于:第二緊固件為一圓錐體，圓錐面的外周有至少一條凸齒。
專利摘要一種粘接強度檢測儀，包括機架，第一緊固件、第二緊固件，旋轉(zhuǎn)裝置；所述第一緊固件通過旋轉(zhuǎn)裝置固連在機架的下部；所述第二緊固件通過連接桿固連在機架上，連接桿上固連有扭矩檢測裝置。將被測試樣放置在檢測儀內(nèi)，第一粘接件被第一緊固件緊固，第二粘接件被第二緊固件夾固。啟動旋轉(zhuǎn)裝置，當旋轉(zhuǎn)裝置產(chǎn)生的剪切應力大于第一、第二粘接件的粘接強度時，粘接面將被破壞，粘接件之間產(chǎn)生方向相反的旋轉(zhuǎn)位移，記錄扭矩峰值，即可獲得粘接面被破壞時的最大剪切應力，通過測試粘接面之間被施加外力后產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)，破壞粘接面的瞬時扭力力矩，可以評價粘接材料的粘接強度。
文檔編號G01N19/04GK203037558SQ20122074236
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者李勇剛 申請人:成都豪能科技股份有限公司