專利名稱:擴(kuò)大試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)噸位的增力裝置的制作方法
本實(shí)用新型屬材料試驗(yàn)裝置長(zhǎng)期以來在疲勞實(shí)驗(yàn)中大噸位試驗(yàn)需用大噸位試驗(yàn)機(jī)已成慣例，而我國目前生產(chǎn)的高頻拉、壓疲勞試驗(yàn)機(jī)最大噸位只有10噸，不適宜對(duì)大噸位試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，但進(jìn)口大噸位的高頻拉、壓疲勞試驗(yàn)機(jī)需要大量的外匯，例如美國生產(chǎn)的“MTS 880型50噸位的就需28萬美元，并且引進(jìn)零配件困難。然而隨著國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，又必須對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行一系列的產(chǎn)品抽樣試驗(yàn)。因此除了研制國產(chǎn)的大噸位高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)外，擴(kuò)大現(xiàn)有小噸位試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)噸位將是十分有意義的。而目前國內(nèi)、外尚未見到這方面的研究文獻(xiàn)。
本實(shí)用新型是針對(duì)生產(chǎn)發(fā)展的需要提出來的，其目的就是為了擴(kuò)大現(xiàn)有比較多的小噸位試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)范圍，即在原試驗(yàn)機(jī)上增加一個(gè)增力裝置后能進(jìn)行大噸位的試驗(yàn)。
當(dāng)物體系統(tǒng)中某一個(gè)零件受到外力作用時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)中各零件之間相互作用的變化，為了使其中某個(gè)零件(試件)所受到的載荷等于常數(shù)或在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，同時(shí)充分發(fā)揮試驗(yàn)機(jī)的作用，就必須通過物體系統(tǒng)內(nèi)部的幾何約束尺寸的可調(diào)性來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于這種可調(diào)性稱之為內(nèi)封閉力系的彈性化。
由圖1可知，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是把試驗(yàn)夾具、試件和整個(gè)試驗(yàn)機(jī)看成一個(gè)封閉力系來考慮，試驗(yàn)機(jī)所受到的載荷就等于試件所受到的載荷F＝S′±Fa′，由圖2可知新的設(shè)計(jì)方法則把試驗(yàn)夾具和試件組成一個(gè)獨(dú)立的封閉力系。當(dāng)試件變到等值力F時(shí)，由于QP′是系統(tǒng)內(nèi)部各零件之間的相互作用力，并未施加到試驗(yàn)機(jī)上，所以試驗(yàn)機(jī)所受到的載荷僅僅是動(dòng)載荷±Fa，在此，假設(shè)試件的試驗(yàn)條件為軸向靜載荷S′＝20噸，軸向動(dòng)載荷Fa′＝S′×10％＝20噸，并且假定試件剛度Ca與墊套剛度Cb的比值為21，利用內(nèi)封閉力系的理論，首先給試件產(chǎn)生一個(gè)20噸的預(yù)緊力QP，然后通過試驗(yàn)機(jī)加上±3噸的動(dòng)載荷Fa，即可滿足試件的試驗(yàn)條件，從而將試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)噸位擴(kuò)大一倍多。如果軸向靜載荷S′繼續(xù)增大，則同理可進(jìn)行更大噸位的試驗(yàn)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是很顯著的，經(jīng)濟(jì)效果也很好，具體表現(xiàn)在(1)能確保原試驗(yàn)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)及使用壽命。(2)能達(dá)到“以小改大一機(jī)多用”的目的。(3)噸位顯示系統(tǒng)明顯高于國產(chǎn)“天水紅山牌PLC－10型”拉、壓疲勞試驗(yàn)機(jī)。(4)以“天水紅山牌PLC－10型為例，每臺(tái)改裝費(fèi)僅為在大噸位試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行1、2次的試驗(yàn)費(fèi)用，而進(jìn)口一臺(tái)大噸位的試驗(yàn)機(jī)約30萬美元，可節(jié)約大量外匯。本實(shí)用新型可以擴(kuò)大原試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)噸位，而且可以做拉、扭聯(lián)合試驗(yàn)。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)如圖3所示，上鎖緊螺帽〔1〕和下鎖緊螺帽〔12〕均為主機(jī)(原試驗(yàn)機(jī))上的零件。聯(lián)接螺套〔2〕和聯(lián)接螺栓〔11〕均為主機(jī)和增力裝置的聯(lián)接件。彈簧元件〔3〕主要為降低增力裝置的剛度。聯(lián)接螺母〔4〕通過螺紋副聯(lián)接傳感器〔6〕。墊圈〔7〕的長(zhǎng)度取決于試件的長(zhǎng)度。零件〔8〕為作疲勞試驗(yàn)的試件，加載支架〔9〕是多螺紋副零件，下螺紋副聯(lián)接聯(lián)接螺栓〔11〕，上內(nèi)螺紋副聯(lián)接傳感器〔6〕，上外螺紋副聯(lián)接加載齒輪〔10〕。加載齒輪〔10〕通過螺紋副置于加載支架〔9〕之上。變位小齒輪〔13〕與加載齒輪〔10〕組成兩對(duì)齒輪副。另件〔5〕為套筒，上與彈簧元件〔3〕嵌接，下與加載齒輪〔10〕嵌接。另件〔14〕為試件螺帽。
本實(shí)用新型屬于材料試驗(yàn)設(shè)備，該裝置主要由加載系統(tǒng)和測(cè)力系統(tǒng)二部分組成，測(cè)力系統(tǒng)是通過拉壓傳感器〔6〕和數(shù)字顯示儀〔15〕組成。
本實(shí)用新型為“武漢市汽車標(biāo)準(zhǔn)件廠”引進(jìn)美國康明斯公司汽車發(fā)動(dòng)機(jī)高強(qiáng)度汽缸、連桿螺栓進(jìn)行了超噸位疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)條件和結(jié)果如下試驗(yàn)主機(jī)甘肅天水紅山材料試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的“天水紅山牌PLC－10型”10噸試驗(yàn)機(jī)。出廠編號(hào)為P－78005。
試驗(yàn)主要儀器上海華東電子儀器廠生產(chǎn)的YJD－1型電阻應(yīng)變儀，出廠編號(hào)為82－7－301試驗(yàn)平均載荷Fm＝12600Kg試驗(yàn)交變載荷Fa＝1260Kg循環(huán)次數(shù)1.2×105試驗(yàn)頻率163HZ該試驗(yàn)結(jié)果已得到美國康明斯公司認(rèn)可。
權(quán)利要求
1.一種擴(kuò)大試驗(yàn)噸位的增力裝置，其特征在于包括下列另部件(1)套筒[5]上與彈簧元件[3]嵌接，下與加載齒輪[10]嵌接，加載齒輪[10]通過螺紋副置于加載支架[9]之上，(2)傳感器[6]上與聯(lián)接螺帽[4]組成螺紋副聯(lián)接，下與加載支架[9]的內(nèi)螺紋副聯(lián)接，傳感器[6]與試件[8]之間有墊圈[7]，聯(lián)接螺套[2]和聯(lián)接螺栓[11]均為主機(jī)和增力裝置的聯(lián)接件，彈簧元件[3]與試件螺帽[14]連接，(3)變位小齒輪[13]與加載齒輪[10]組成兩對(duì)齒輪副。
專利摘要
擴(kuò)大試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)噸位的增力裝置屬于材料試驗(yàn)設(shè)備。該裝置主要由加載系統(tǒng)和測(cè)力系統(tǒng)二部分組成。加載系統(tǒng)是通過變位齒輪帶動(dòng)螺紋副運(yùn)動(dòng)完成。測(cè)力系統(tǒng)是通過拉壓傳感器和數(shù)字顯示儀來實(shí)現(xiàn)。在一定的條件下，本實(shí)用新型能明顯提高小噸位試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)噸位的能力。
文檔編號(hào)G01N3/00GK86204822SQ86204822
公開日1987年9月2日 申請(qǐng)日期1986年7月12日
發(fā)明者徐安定, 鐘毅芳, 陳繼平, 彭文生 申請(qǐng)人:華中工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan