对试件两端主动加载的液压万能试验机制造技术

本发明专利技术涉及一种对试件两端主动加载的液压万能试验机。本发明专利技术的设计方案是采用一种柱塞－活塞联合作用的液压缸，柱塞连接有上横梁、两光杠、压缩试验台平板组成的上框架；活塞连接移动横梁、两丝杠、下横梁组成的下框架。在油路中设有背压平衡回路，在同一油压作用下，柱塞向上推动上框架同时活塞向下推动下框架就可以对放置在上、下框架之间的上部空间－拉伸空间或下部空间－压缩空间的试件两端主动加载。由于对试件是两端主动加载，所以能够明显消除或者明显减弱试件断裂时所带来的比较强烈的震动，并且能够从根本上解决断口偏中问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于测试材料力学性能的万能试验机，尤其是液压万能试验机，特别是一种对试件两端主动加载的液压万能试验机。
技术介绍
万能材料试验机广泛用于科研和教学。随着计算机控制技术、传感器技术、新型的液压控制器件、伺服电动机技术的发展，微机控制电液伺服万能试验机和电控万能试验机由于优良的测试性能在试验机制造业已成主导产品并已在相关业界得到普遍使用。目前市场上比较先进的液压万能试验机为WAW系列微机控制电液伺服万能试验机(例如深圳三思公司制造、天水试验机厂制造等)，其加载主体结构包括一个试验台平板、一个上横梁和一移动横梁，还包括至少一个液压缸、四根竖直的光杠和两根竖直的丝杠，所述光杠与所述试验台平板以及所述上横梁固定连接，并且穿过所述移动横梁上的光孔，可在竖直方向上相对于移动横梁移动，所述丝杠通过丝母与移动横梁连接，并穿过上横梁和试验台平板上的光孔，可相对于二者在竖直方向上运动，丝杠下部装有传动链轮，该传动链轮通过一链条被一固定在机架上的电动机驱动。此由丝杠、丝母、传动链轮、链条以及电动机构成的系统用于调节移动横梁以放入试件。此系统在对试件加载的过程中必须保持非驱动状态，以免将电动机损坏。所述液压缸的一个柱塞顶在试验台平板之下。在移动横梁与上横梁之间带有卡具，用于卡紧拉伸试验时的试件。当液压缸中加压时，所述柱塞顶着试验台平板和上横梁向上移动，而移动横梁保持不动，其与上横梁之间构成拉伸试验空间，与试验台平板之间构成压缩试验空间。本专利技术的专利技术人在高校材料力学实验室从事教学多年，上述这些先进的试验机与传统试验机都使用过，对它们的性能、特点有切身的感受。上述的先进试验机与传统试验机相比最突出的特点是控制功能极大提高，试验过程中加载速率、变形速率可以得到精细的控制，测试精度得到很大的提高。然而，无论上述目前较先进的试验机还是传统的试验机都存在两个最主要的问题第一，试件断裂时所带来的比较强烈的震动无法消除或减弱；第二，断口偏中问题无法从根本上得到解决。究其原因，就是由于这些试验机都采用对试件单端主动加载的方式(例如在上述WAW系列试验机中，拉伸试验时对试件通过上横梁主动加载，而其另一端固定在移动横梁上，当压缩试验时对试件通过试验台平板主动加载，其另一端也是固定在移动横梁上)，因而造成了当试件几何对称、材质均匀时两端加载条件不对称的问题。因而，可以说实现对试件两端主动加载是试验机技术的一大重要发展方向。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决上面提到的现有技术中的震动无法消除或减弱及断口偏中的问题，提供一种能够消除或者明显减弱试件断裂时所带来的比较强烈的震动，并且能够从根本上解决断口偏中问题的对试件两端主动加载的液压万能试验机。本专利技术的目的是按如下的技术方案来实现的所述对试件两端主动加载的液压万能试验机，包括一个试验台平板、一个上横梁、一个下横梁和一个移动横梁，还包括至少一个液压缸、两根竖直的丝杠、至少两根竖直的光杠；所述光杠与试验台平板以及上横梁固定连接，并且穿过移动横梁上的光孔，可在竖直方向上相对于移动横梁移动，这样光杠与试验台平板及上横梁就构成一个可对试件上端主动加载的上框架；所述丝杠通过丝母与移动横梁连接，并穿过上横梁和试验台平板上的光孔，可相对于二者在竖直方向上运动，丝杠下端与下横梁通过不能相对移动而可相对转动的连接方的相连，这样丝杠与移动横梁及下横梁就构成一个可对试件下端主动加载的下框架；丝杠下部装有传动链轮，该传动链轮通过一链条被一固定在机架上的电动机驱动带动丝杠转动，从而通过丝母转化为移动横梁相对与丝杠的竖向移动。此由丝杠、丝母、传动链轮、链条以及电动机构成的系统用于在放入试件时调节移动横梁，在对试件加载时必须保持此系统处于非驱动状态，否则将会使电动机烧坏；而在对试件加载的过程中，丝杠将与移动横梁一起向下运功；所以，传动链轮与丝杠必须通过键槽配合装在一起，从而可以使丝杠在竖直方向上相对传动链轮移动；所述液压缸的一个柱塞或活塞顶在试验台平板之下，另一液压缸的柱塞或活塞顶在下横梁的上方；所述上横梁与所述移动横梁的相对的面上分别带有一个卡具，这两卡具相对而置。所述对试件两端主动加载的液压万能试验机采用一个柱塞-活塞或者双活塞联合作用的液压缸，该液压缸固定于机架上，缸体下内腔里有一个活塞，上内腔里有一个柱塞或者活塞，优选柱塞；所述上内腔中的柱塞或活塞顶在试验台平板下，所述丝杠的下端借助于一止推轴承连接在一下横梁上，而该下横梁与所述活塞固定连接。在同一液体(例如油)介质压力作用下，柱塞向上推动上框架，同时活塞向下推动下框架，这样就可以对放置在拉伸空间或压缩空间的试件两端主动加载。这一优选实施例的优点在于，为克服单端主动加载的固有缺陷，结构比较简单，与现有液压万能试验机结构相似，而测试精度进一步提高。只用一个柱塞-活塞联合作用的液压缸，柱塞与活塞各自的工作行程均为同加载级别液压万能试验机所用液压缸的柱塞工作行程的一半，因而这一优选实施例的整体尺寸没有太大的变化，结构布置与现有液压万能试验机相比并没有重大的变化。液压系统可省去使用同步阀，而采用多缸方案除了同此方案要使用背压平衡回路外，还要使用同步阀。所述对试件两端主动加载的液压万能试验机还包括一个由电动机、链轮和链条构成的移动横梁高度调节系统，用于在将试件放入拉伸空间或压缩空间时调节移动横梁的高度。所述链轮包括至少一个传动链轮，该传动链轮通过其内径上的花键槽套在所述丝杠下部的一带有配合精度的花键部位上，从而使二者可以相对上下移动，该部位位于所述试验台平板与所述下横梁之间。优选还包括至少一个导向链轮，其套装在至少一个光杠上。用电动机带动链轮传动丝杠及丝母，完成移动横梁的升降运动，在链轮传动中加入导向链轮可以调节链条的张紧力，使传动更加平稳。所述导向链轮是套装在两根光杠上。两根光杠和丝杠可以任意地分布在上横梁、移动横梁、试验台平板和下横梁的四个角上，优选对称分布，例如两根丝杠相邻，两根光杠相邻。但更优选两根丝杠与两根光杠交错呈矩形对角分布。这样设置可以使加载机构受力均衡，不发生移动横梁与丝杠卡阻的现象，使传动更加平稳。为了更好地实现控制，在机架上分别带有柱塞行程限位开关和活塞行程限位开关，二者分别通过探测柱塞的上下运动和活塞的上下运动的极限位置制动液压缸。以上所述的对试件两端主动加载的液压万能试验机，其技术方案的基本点是从试件的两端对试件主动加载，而不是像现有技术中的试验机那样，从试件的一端主动加载。实现上述技术方案有多种途径，对于本领域的普通技术人员来说，在本专利技术的基本构思的启发下，很容易想到多种实现对试件两端主动加载的实施方式的，例如可采用双液压油缸竖向在材料两端加载来实现。即，除了现有的用于驱动上横梁和试验台平板的液压缸以外，再设置一个液压缸来驱动移动横梁，并使传动链轮与丝杠之间可以相对在竖直方向上移动，例如使二者通过键槽相互连接。在这种实施方案中，优选在液压回路中加入液压同步阀来调节试件两端的均衡加载。采用双液压油缸横向在材料两端主动加载是较容易实现的，但只适于单一的拉伸试验，这样的试验机不能称其为万能试验机。这些实施方案都没有偏离本专利技术的基本方案，故都包含在本专利技术权利要求的保护范围内。与现有液压万能试验机相比，本专利技术的结构形式、液压系统、电气系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对试件两端主动加载的液压万能试验机，包括一个试验台平板、一个上横梁和一移动横梁，还包括至少一个液压缸、两根竖直的丝杠、至少两根竖直的光杠；所述光杠与试验台平板以及上横梁固定连接，并且穿过移动横梁上的光孔，可在竖直方向上相对于移动横梁移动；所述丝杠通过丝母与移动横梁连接，并穿过上横梁和试验台平板上的光孔，可相对于二者在竖直方向上运动；丝杠下部装有传动链轮，该传动链轮通过一链条被一固定在机架上的电动机驱动；所述液压缸的一个柱塞或活塞从下面顶着试验台平板，其特征在于：所述对试件两端主动加载的液压万能试验机还包括一个由电动机、链轮和链条构成的移动横梁高度调节系统，所述链轮包括至少一个传动链轮，该传动链轮通过其内径上的花键槽套在所述丝杠下部的一带有配合精度的花键部位上，从而使二者可以相对上下移动，该部位位于所述试验台平板与所述下横梁之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：隗幼鹏，昝华，
申请(专利权)人：北京联合大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]