本发明专利技术公开了一种蜗轮蜗杆丝杠传动式双向拉伸试验机，其特征试是由机架、加载动力模块、传感器模块和夹持模块组成；整个加载动力模块是安装固定在机架上，夹持模块的两个夹紧头分别贯穿于加载动力模块的两个拉伸移动块上，并且传感器模块中测力器和位移传感器也是固定在加载动力模块上；试样固定在夹紧头上后，加载动力模块中的电机旋转带动蜗轮、蜗杆，蜗轮分别传动两个反向螺纹滚珠丝杠，进而带动两个拉伸移动块的反向移动，实现试样的拉伸或者压缩，并且通过传感器模块中的测力器和位移传感器分别采集试样拉伸过程的受力值与位移量。本发明专利技术能够实现材料细微尺寸试样的拉伸，从而辅助材料微纳结构机械力学性能的研究。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术适用于金属及非金属材料的力学性能测试，具体地说是一种蜗轮蜗杆丝杠传动式双向拉伸试验机。
技术介绍
拉伸试验机广泛应用于各种金属、非金属、复合材料、医药、食品、木材、铜材、铝材、塑料型材、电线电缆、纸张、薄膜、橡胶、纺织、航空航天等行业进行拉伸性能指标的测试，特别是现阶段各种新材料、新工艺层出不穷，各种器件的加工尺寸越来月微型化，对于材料微纳结构机械力学性能指标的测试显得尤为重要，由于测试试样只有毫米量级，试样屈服力和形变量很小，试样拉伸过程需要保证试样拉伸过程不发生扭转变形且受力均匀，国内的拉伸试验机是单向拉伸且拉伸速度较大，无法完成细微尺度的力学性能测试。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术所存在的不足，提出一种蜗轮蜗杆丝杠传动式双向拉伸试验机，以期能够实现材料细微尺寸试样的拉伸，从而辅助材料微纳结构机械力学性能的研究。本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案为：本专利技术一种蜗轮蜗杆丝杠传动式双向拉伸试验机的特点是包括：机架、加载动力模块、传感器模块以及夹持模块；在所述机架上设置有所述加载动力模块、传感器模块以及夹持模块；所述机架包括：电机座、电机法兰座、第一轴承座、第二轴承座、第三轴承座、第四轴承座、第五轴承座、第六轴承座、第七轴承座、第八轴承座、第九轴承座、第十轴承座；所述加载动力模块包括：电机、齿轮箱、电机法兰、连接器、电机连接轴、蜗杆轴、第一蜗杆、第一蜗轮、第二蜗杆、第二蜗轮、第三蜗杆、第三蜗轮、第一反向螺纹滚珠丝杠、第二反向螺纹滚珠丝杠、第一拉伸移动块、第二“π”型拉伸移动块；所述齿轮箱一端套装在所述电机轴上，所述齿轮箱的另一转轴端固定在所述电机法兰上，所述电机法兰固定在所述电机法兰座上，所述电机连接轴通过所述连接器连接所述齿轮箱的转轴端，所述第一蜗杆套装在所述电机连接轴上，在所述电机连接轴的两端分别设置第一轴承和第二轴承，且所述第一轴承和第二轴承分别固定在所述第一轴承座和所述第二轴承座上，用于对所述电机连接轴形成支撑、限位和滚动配合结构；在所述第一蜗杆的下方，且垂直于所述第一蜗杆的方向上设置有所述蜗杆轴；在所述蜗杆轴上依次套装有所述第三轴承、第三垫圈、所述第一蜗轮、第一蜗杆垫圈、所述第二蜗杆、第二蜗杆垫圈、所述第三蜗杆、第四垫圈和第四轴承；且所述第一蜗轮与所述第一蜗杆啮合；所述第三轴承和第四轴承分别固定在所述第十轴承座和第七轴承座上，用于对所述蜗杆轴形成支撑、限位和滚动配合结构；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠的第一丝母和所述第二反向螺纹滚珠丝杠的所述第四丝母上设置有所述第一拉伸移动块；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠的第二丝母和所述第二反向螺纹滚珠丝杠的所述第三丝母上设置有所述第二拉伸移动块；在所述第一丝母外侧的第一反向螺纹滚珠丝杠上依次套装有第三密封端盖、第一轴承组、第一锁紧环、第六垫圈、所述第二蜗轮、第五垫圈、第五轴承；且所述第二蜗轮与所述第二蜗杆啮合；所述第一轴承组和第五轴承分别固定在所述第四轴承座和第三轴承座上；在所述第二丝母外侧的第一反向螺纹滚珠丝杠上套装有第二轴承组；且所述第二轴承组固定在所述第九轴承座上；在所述第四丝母外侧的第二反向螺纹滚珠丝杠上依次套装有第四密封端盖、第四轴承组、第二锁紧环、第七垫圈、第三蜗轮、第八垫圈、第六轴承；且所述第三蜗轮与所述第三蜗杆啮合；所述第四轴承组和第六轴承分别固定在所述第六轴承座和第五轴承座上；在所述第三丝母外侧的第二反向螺纹滚珠丝杠上套装有第三轴承组；且所述第三轴承组固定在所述第八轴承座上；所述加载动力模块通过所述电机驱动齿轮箱带动涡轮蜗杆转动，并联动反向螺纹滚珠丝杠运动，从而带动第一拉伸移动块和第二“π”型拉伸移动块反向移动，以实现所述试样的拉伸或压缩；所述夹持模块包括：第一锁紧螺钉、第一夹紧头、第二夹紧头、第二锁紧螺钉；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠和第二反向螺纹滚珠丝杠之间，并贯穿所述第二拉伸移动块上设置有所述第二夹紧头；且所述第二夹紧头的末端通过所述第二锁紧螺钉进行固定；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠和第二反向螺纹滚珠丝杠之间，并贯穿所述第一拉伸移动块上设置有所述第一夹紧头；且所述第一夹紧头的末端通过所述第一锁紧螺钉进行固定；在所述第一夹紧头和所述第二夹紧头之间夹持有试样；所述传感器模块包括：位移传感器、接长杆、测力器、测力器端部固定块、第三锁紧螺钉、第一行程开关、第二行程开关；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠或第二反向螺纹滚珠丝杠的外侧设置有所述位移传感器；所述位移传感器固定在所述第二拉伸移动块；所述位移传感器通过其端部的插芯连接有所述接长杆，所述接长杆固定在所述第一拉伸移动块上；在所述第二“π”型拉伸移动块的底部腔体内设置有所述测力器；所述测力器的受力端拧入所述第二锁紧螺钉，在所述第二“π”型拉伸移动块的底部腔体开口处设置有测力器端部固定块；所述测力器端部固定块用于固定所述测力器；所述第一行程开关固定在所述第八轴承座，用于形成所述第二“π”型拉伸移动块的限位结构；所述第二行程开关固定在所述机架的一侧，用于形成所述第一拉伸移动块的限位结构；所述传感器模块通过所述位移传感器获取所述试样在拉伸或压缩时的位移量，并通过测力器获取所述试样在拉伸或压缩时的受力大小。本专利技术所述的蜗轮蜗杆丝杠传动式双向拉伸试验机的特点也在于，所述第一夹紧头或第二夹紧头的结构包括：压块、夹紧螺钉组、第一夹紧垫块、顶丝、夹爪块、第二夹紧垫块；所述夹爪块为螺钉状，在所述夹爪块的螺钉头部设置有矩形空腔；在所述矩形空腔内设置有所述压块；所述压块通过所述夹紧螺钉组固定在所述夹爪块的螺钉头部；在所示矩形空腔中间位置处向内延伸设置有夹持腔；在所述夹持腔内设置有第一夹紧垫块和所述第二夹紧垫块，在所述第一夹紧垫块和所第二夹紧垫块之间夹持有所述试件；在所述压块的相对侧设置有所述顶丝；以所述压块和顶丝作用于所述第一夹紧垫块和所述第二夹紧垫块上，从而形成所述试件的夹紧结构。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1、本专利技术双向拉伸机通过机架、加载动力模块、传感器模块以及夹持模块的有机组合，利用电机旋转，经过蜗轮、蜗杆以及反向螺纹滚珠丝杠传动，以及夹紧头对试样的夹持，实现了试样的双向拉伸(或压缩)；并且两个反向螺纹滚珠丝杠的传动完全同步，这样可以保证试样在拉伸过程中不会发生扭曲变形。2、本专利技术双向拉伸机的加载动力模块采用两个同步旋转的反向螺纹滚珠丝杠结构，由于反向螺纹滚珠丝杠的两部分螺纹的反向性，使得固定在丝母上的两个拉伸移动块始终沿着相反的方向进行移动，提高了加载动力模块的传动效率，相交于单向拉伸，本专利技术双向拉伸机的传递距离要缩小一倍。3、本专利技术双向拉伸机的加载动力模块采用齿轮箱以及蜗轮蜗杆啮合传动的三级变速结构，在电机转速稳定的前提下，实现了试样的微位移匀速拉伸，可以有效避免试样因为拉伸速度不稳定而造成的试样意外断裂等，试样极小的拉伸速度，也有利于绘制出更清晰的试样拉伸曲线，进而得到更精确的材料力学性能参数。4、本专利技术双向拉伸机传感器模块是采用直接固定在拉伸移动块上的安装方式，其中一个夹紧头连接测力器并固定在拉伸移动块上，并且位移传感器和接长杆分别固定在两个拉伸移动块上，在试样拉伸或压缩过程中，测力器和位移传感器输出的值是试样最直接也是最准确的受力值和变形量，解决了现试样实时受力和变形难本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蜗轮蜗杆丝杠传动式双向拉伸试验机，其特征是包括：机架(1)、加载动力模块、传感器模块以及夹持模块；在所述机架(1)上设置有所述加载动力模块、传感器模块以及夹持模块；所述机架(1)包括：电机座(33)、电机法兰座(34)、第一轴承座(35)、第二轴承座(36)、第三轴承座(37)、第四轴承座(38)、第五轴承座(39)、第六轴承座(40)、第七轴承座(41)、第八轴承座(44)、第九轴承座(45)、第十轴承座(46)；所述加载动力模块包括：电机(3)、齿轮箱(5)、电机法兰(47)、连接器(49)、电机连接轴(50)、蜗杆轴(64)、第一蜗杆(9)、第一蜗轮(10)、第二蜗杆(13)、第二蜗轮(12)、第三蜗杆(15)、第三蜗轮(16)、第一反向螺纹滚珠丝杠(21)、第二反向螺纹滚珠丝杠(22)、第一拉伸移动块(18)、第二“π”型拉伸移动块(23)；所述齿轮箱(5)一端套装在所述电机(3)轴上，所述齿轮箱(5)的另一转轴端固定在所述电机法兰(47)上，所述电机法兰(47)固定在所述电机法兰座(34)上，所述电机连接轴(50)通过所述连接器(49)连接所述齿轮箱(5)的转轴端，所述第一蜗杆(9)套装在所述电机连接轴(50)上，在所述电机连接轴(50)的两端分别设置第一轴承(51)和第二轴承(54)，且所述第一轴承(51)和第二轴承(54)分别固定在所述第一轴承座(35)和所述第二轴承座(36)上，用于对所述电机连接轴(50)形成支撑、限位和滚动配合结构；在所述第一蜗杆(9)的下方，且垂直于所述第一蜗杆(9)的方向上设置有所述蜗杆轴(64)；在所述蜗杆轴(64)上依次套装有所述第三轴承(57)、第三垫圈(58)、所述第一蜗轮(10)、第一蜗杆垫圈(11)、所述第二蜗杆(13)、第二蜗杆垫圈(14)、所述第三蜗杆(15)、第四垫圈(61)和第四轴承(62)；且所述第一蜗轮(10)与所述第一蜗杆(9)啮合；所述第三轴承(57)和第四轴承(62)分别固定在所述第十轴承座(46)和第七轴承座(41)上，用于对所述蜗杆轴(64)形成支撑、限位和滚动配合结构；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠(21)的第一丝母(72)和所述第二反向螺纹滚珠丝杠(22)的所述第四丝母(78)上设置有所述第一拉伸移动块(18)；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠(21)的第二丝母(73)和所述第二反向螺纹滚珠丝杠(22)的所述第三丝母(77)上设置有所述第二拉伸移动块(23)；在所述第一丝母(72)外侧的第一反向螺纹滚珠丝杠(21)上依次套装有第三密封端盖(71)、第一轴承组(70)、第一锁紧环(69)、第六垫圈(68)、所述第二蜗轮(12)、第五垫圈(67)、第五轴承(66)；且所述第二蜗轮(12)与所述第二蜗杆(13)啮合；所述第一轴承组(70)和第五轴承(66)分别固定在所述第四轴承座(38)和第三轴承座(37)上；在所述第二丝母(73)外侧的第一反向螺纹滚珠丝杠(21)上套装有第二轴承组(74)；且所述第二轴承组(74)固定在所述第九轴承座(45)上；在所述第四丝母(78)外侧的第二反向螺纹滚珠丝杠(22)上依次套装有第四密封端盖(79)、第四轴承组(80)、第二锁紧环(81)、第七垫圈(82)、第三蜗轮(16)、第八垫圈(83)、第六轴承(84)；且所述第三蜗轮(16)与所述第三蜗杆(15)啮合；所述第四轴承组(80)和第六轴承(84)分别固定在所述第六轴承座(40)和第五轴承座(39)上；在所述第三丝母(77)外侧的第二反向螺纹滚珠丝杠(22)上套装有第三轴承组(76)；且所述第三轴承组(76)固定在所述第八轴承座(44)上；所述加载动力模块通过所述电机(3)驱动齿轮箱(5)带动涡轮蜗杆转动，并联动反向螺纹滚珠丝杠运动，从而带动第一拉伸移动块(18)和第二“π”型拉伸移动块(23)反向移动，以实现所述试样的拉伸或压缩；所述夹持模块包括：第一锁紧螺钉(19)、第一夹紧头(20)、第二夹紧头(24)、第二锁紧螺钉(27)；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠(21)和第二反向螺纹滚珠丝杠(22)之间，并贯穿所述第二拉伸移动块(23)上设置有所述第二夹紧头(24)；且所述第二夹紧头(24)的末端通过所述第二锁紧螺钉(27)进行固定；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠(21)和第二反向螺纹滚珠丝杠(22)之间，并贯穿所述第一拉伸移动块(18)上设置有所述第一夹紧头(20)；且所述第一夹紧头(20)的末端通过所述第一锁紧螺钉(19)进行固定；在所述第一夹紧头(20)和所述第二夹紧头(24)之间夹持有试样；所述传感器模块包括：位移传感器(31)、接长杆(7)、测力器(30)、测力器端部固定块(28)、第三锁紧螺钉(29)、第一行程开关(17)、第二行程开关(25)；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠...
【技术特征摘要】
1.一种蜗轮蜗杆丝杠传动式双向拉伸试验机，其特征是包括：机架(1)、加载动力模块、传感器模块以及夹持模块；在所述机架(1)上设置有所述加载动力模块、传感器模块以及夹持模块；所述机架(1)包括：电机座(33)、电机法兰座(34)、第一轴承座(35)、第二轴承座(36)、第三轴承座(37)、第四轴承座(38)、第五轴承座(39)、第六轴承座(40)、第七轴承座(41)、第八轴承座(44)、第九轴承座(45)、第十轴承座(46)；所述加载动力模块包括：电机(3)、齿轮箱(5)、电机法兰(47)、连接器(49)、电机连接轴(50)、蜗杆轴(64)、第一蜗杆(9)、第一蜗轮(10)、第二蜗杆(13)、第二蜗轮(12)、第三蜗杆(15)、第三蜗轮(16)、第一反向螺纹滚珠丝杠(21)、第二反向螺纹滚珠丝杠(22)、第一拉伸移动块(18)、第二“π”型拉伸移动块(23)；所述齿轮箱(5)一端套装在所述电机(3)轴上，所述齿轮箱(5)的另一转轴端固定在所述电机法兰(47)上，所述电机法兰(47)固定在所述电机法兰座(34)上，所述电机连接轴(50)通过所述连接器(49)连接所述齿轮箱(5)的转轴端，所述第一蜗杆(9)套装在所述电机连接轴(50)上，在所述电机连接轴(50)的两端分别设置第一轴承(51)和第二轴承(54)，且所述第一轴承(51)和第二轴承(54)分别固定在所述第一轴承座(35)和所述第二轴承座(36)上，用于对所述电机连接轴(50)形成支撑、限位和滚动配合结构；在所述第一蜗杆(9)的下方，且垂直于所述第一蜗杆(9)的方向上设置有所述蜗杆轴(64)；在所述蜗杆轴(64)上依次套装有所述第三轴承(57)、第三垫圈(58)、所述第一蜗轮(10)、第一蜗杆垫圈(11)、所述第二蜗杆(13)、第二蜗杆垫圈(14)、所述第三蜗杆(15)、第四垫圈(61)和第四轴承(62)；且所述第一蜗轮(10)与所述第一蜗杆(9)啮合；所述第三轴承(57)和第四轴承(62)分别固定在所述第十轴承座(46)和第七轴承座(41)上，用于对所述蜗杆轴(64)形成支撑、限位和滚动配合结构；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠(21)的第一丝母(72)和所述第二反向螺纹滚珠丝杠(22)的所述第四丝母(78)上设置有所述第一拉伸移动块(18)；在所述第一反向螺纹滚珠丝杠(21)的第二丝母(73)和所述第二反向螺纹滚珠丝杠(22)的所述第三丝母(77)上设置有所述第二拉伸移动块(23)；在所述第一丝母(72)外侧的第一反向螺纹滚珠丝杠(21)上依次套装有第三密封端盖(71)、第一轴承组(70)、第一锁紧环(69)、第六垫圈(68)、所述第二蜗轮(12)、第五垫圈(67)、第五轴承(66)；且所述第二蜗轮(12)与所述第二蜗杆(13)啮合；所述第一轴承组(70)和第五轴承(66)分别固定在所述第四轴承座(38)和第三轴承座(37)上；在所述第二丝母(73)外侧的第一反向螺纹滚珠丝杠(21)上套装有第二轴承组(74)；且所述第二轴承组(74)固定在所述第九轴承座(45)上；在所述第四丝母(78)外侧的第二反向螺纹滚珠丝杠(22)上依次套装有第四密封端盖(79)、第四轴承组(80)、第二锁紧环(81)、第七垫圈(82)、第三蜗轮(16)、第八垫圈(83)、第六轴承(84)；且所述第三蜗轮(16)与所述第三蜗杆(15)啮合；所述第四轴承组(80...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢荣胜，刘旭，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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