本发明专利技术提供一种万能试验装置、线性致动器及扭力试验装置。在通过伺服马达与进给螺杆机构驱动十字头的万能试验装置及电动式线性致动器中，在单一的支承板上固定伺服马达及进给螺杆机构的线性导轨。优选联结伺服马达的驱动轴与进给螺杆的联结器为刚性联结器或半刚性联结器。此外，通过伺服马达与减速机构在试验片上施加扭力负载的扭力试验装置中，在单一部件的第一支承部件上固定伺服马达与减速机构双方。联结伺服马达的驱动轴与减速机构的输入轴的联结器为刚性联结器或半刚性联结器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于一种万能试验装置、适于该万能试验装置的线性致 动器及扭力试验装置。
技术介绍
一直以来，为了评估材料及构造物的强度、刚性等，而利用在材 料等上施加拉伸、压縮及/或弯曲应力的材料试验装置。此种材料试 验装置，通常被称为万能试验装置。作为万能试验装置例如具有记载于日本特开第2003-106965号及日本特开第2003-90786号(均为日本 公开专利公报)的装置。记载于日本特开第2003-106965号及日本特开第2003-90786号的 万能试验装置包括固定于装置框架的固定部、构成为相对于装置框 架在规定方向(如上下方向)可移动的十字头、及用于使该十字头移 动的驱动单元。拉伸试验通过将试验片的一端固定于固定部，将另一 端固定于十字头，并向离开固定部的方向驱动十字头来进行。此外， 压縮试验测通过在试片被夹在十字头与固定部上的状态下，以接近固 定部的方式驱动十字头来进行。弯曲试验通过例如以固定部或十字头 的一方两点支承试验片，以另一方一点支承试验片，以接近固定部的 方式驱动十字头来进行(三点弯曲试验)。作为驱动万能试验装置的十字头的驱动单元，例如有记载于日本 特开第2003-106965号的电动式线性致动器，及记载于日本特开第 2003-90786号的袖压式线性致动器等。使用油压式线性致动器的试验 装置构成为，通过使用泵将高压的工作油送入油缸的单元，或是从油 缸除去工作油的单元等，来驱动联结于十字头的油缸。如此，因为油 压式线性致动器是通过油压缸直接驱动十字头，所以应答延迟小，可 容易以高频且所希望的振动波形使十字头振动，能够以短时间进行疲 劳试验。相反地，使用油压式线性致动器的试验装置存在下述问题，即，因工作油泄漏或油雾等发生周边环境污染，因设置工作油槽而导 致设备大型化，因致动器定期维修及工作油更换而产生营运成本增大 及大量消耗天然资源，及泵产生噪音。作为电动式线性致动器使用例如日本特开第2003-106965号记载 的采用了进给螺杆机构的装置。因为进给螺杆机构可以承受大负载， 且精确地使驱动对象移动，所以，可以说与其它电动式致动器(采用 线性马达及齿轮齿条机构的)比较，适于万能试验装置。由于使用上述进给螺杆驱动机构的电动式线性致动器的试验装置 仅通过电动式伺服马达与进给螺杆机构即可驱动十字头，所以，与使 用需要工作油槽及大型泵的油压式致动器的试验装置比较，可以说在 对装置周围环境的负担、营运成本、及试验装置小型化等方面具有优 势。此外，为了评估长条状部件的指定轴周围的强度、刚性等，取代 万能试验装置，而使用扭力试验装置。扭力试验装置是通过两端支承 试验片，并在一端施加支承轴周围的扭矩，而扭转试验片的装置。此 种扭力试验装置具有例如记载于日本特开平第10-274609号(日本公开 专利公报)的装置。记载于日本特开平第10-274609号的扭力试验装置在基座上固定 框架，在该框架的水平面上设有一对支承部件(在垂直方向扩大的板 状部件)。在各支承部件上安装有用于以两端把持试验片的卡盘。安装 于一方支承部件的卡盘通过减速机构及联结器而与伺服马达的驱动轴 联结。此外，安装于另一方支承部件的卡盘与支承部件成为一体，通 过把持试验片的一端，而固定于另一方的支承部件。因此，通过驱动 伺服马达，可扭转被卡盘把持的试验片。一般而言，伺服马达适合以低扭矩且高速地使驱动轴旋转。另一 方面，扭力试验装置中，希望以高扭矩且较低速地扭转试验片。因而， 使用伺服马达的扭力试验装置中，可在伺服马达的驱动轴与卡盘之间 设置蜗轮等的减速机构，可进行使用伺服马达的高扭矩的扭力试验。作为使用上述万能试验装置及扭力试验装置而一般性进行的试验 的一个示例，例举疲劳试验。所谓疲劳试验，是指在试验片上反复施 加负载(应变)，计测直到试验片破损的周期次数等。这种疲劳试验中，12为了可在短时间完成试验，优选尽可能增加每单位时间的反复负载的 周期次数。
技术实现思路
如上所述，使用进给螺杆机构的万能试验装置需要联结伺服马达 的驱动轴与进给螺杆。同样地，扭力试验装置需要联结伺服马达的驱 动轴与减速机构的输入轴。 一般而言，联结进给螺杆或减速机构的输 入轴与伺服马达的驱动轴时，需要将联结的两轴高度精确地定位(定心)。但是，以通常的加工及组合精度(如土100um程度的误差)制 作时，在伺服马达的驱动轴与进给螺杆之间产生无法忽略程度的轴偏 差(偏心或偏角)。因而，以由高刚性材料所形成的刚性联结器联结两 轴时，轴上会产生大的弯曲应力，而无法使进给螺杆及减速机构的输 入轴平滑地旋转。因而，现有的万能试验装置或扭力试验装置中，是 通过可吸收轴偏差产生的弯曲应力的软性联结器，联结进给螺杆或减 速机构的输入轴与伺服马达的驱动轴。软性联结器是柔软的轴接头， 通过弹性体缓和所述的弯曲应力，而可将驱动轴(伺服马达的驱动轴) 的旋转扭矩平滑地传递至从动轴(进给螺杆)。如上所述，因为软性联结器是经由弹性体而传递扭矩的联结器， 所以除了弯曲应力的外，亦吸收某种程度的扭矩。使用软性联结器的 扭转方向的刚性不太高的联结器时，以高周期往返旋转运动输入轴(伺 服马达的旋转轴)时，联结器无法追随输入轴的运动，导致输出轴的 振幅变小。因而，以软性联结器联结输入轴与输出轴时，无法使输出 轴以高周期往返旋转运动。如此，通过电动伺服马达与进给螺杆机构使十字头往返的万能试 验装置中，无法高周期地将负载正确地反复施加在试验片上。因而， 以往无法使用进给螺杆机构的万能试验装置在短时间进行疲劳试验， 这种用途中只能使用油压驱动机构的万能试验装置。同样地，经由减 速机而将试验片的一端联结于伺服马达的扭力试验装置无法在短时间 进行疲劳试验。本专利技术是为了解决上述问题而提出的。即，本专利技术的目的在于提 供一种可进行高精确度的组合，通过使用高刚性的联结器，可以高速度反复将负载施加于试验片的万能试验装置、扭力试验装置、及可适 用于此种万能试验装置的电动式致动器。为了解决上述问题，本专利技术的万能试验装置及电动式致动器，在 支承板上固定有伺服马达及线性导轨。由此，伺服马达及线性导轨将 支承板作为基准，而直接安装于支承板上，将各部件以相对高精确度 定位，且容易维持高位置精确度。此外，本专利技术的扭力试验装置包括框架，其固定于装置的基座 上；伺服马达；减速机构；联结器，其联结减速机构的输入轴与所述 伺服马达的驱动轴；第一把持部，其把持固定于减速机构的输出轴的 试验片的一端；第二把持部，其把持固定于框架的试验片的另一端； 及第一支承部件，其固定于框架上，并且固定有伺服马达及减速机构。 由此，通过将第一支承部件作为基准而安装伺服马达及减速机构，容 易确保各部件的精确度。附图说明图1是本专利技术第一实施方式的万能试验装置的主视图。 图2是本专利技术第一实施方式的万能试验装置的可动部及其周围的 纵剖面图。图3是本专利技术第一实施方式的万能试验装置的刚性联结器及其周 围的纵剖面图。图4是本专利技术第一实施方式的万能试验装置的工作台的贯通孔附 近的纵剖面图。图5是在本专利技术第一实施方式的万能试验装置中，在垂直于轨道 的长轴方向的一面切断滑块及轨道的剖面图。 图6是图5的I一I剖面图。图7是本专利技术第一实施方式的万能试验装置的控制计测部的模块图。图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种万能试验装置，其特征在于，包括： 伺服马达，其使驱动轴往返旋转运动； 进给螺杆； 联结器，其联结所述进给螺杆与所述伺服马达的驱动轴； 螺母，其与所述进给螺杆卡合； 线性导轨，其将所述螺母的移动方向仅限制于所 述进给螺杆的轴方向； 固定部，其抵接或固定试验片的一端； 十字头，其抵接或固定试验片的另一端，并固定于所述螺母，与所述螺母一起移动；和 支承板，其固定有所述伺服马达和所述线性导轨。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：松本繁，宫下博至，村内一宏，长谷川正伸，
申请(专利权)人：国际计测器株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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