用于在材料试验机中使用的基于凸轮的千斤顶组件的装置以及与该装置一起使用的附随方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在材料试验系统中使用的千斤顶组件（３０），其使用凸轮（５０）和弹性推块（６０）。具有渐变偏心装置（５６）的所述凸轮位于所述推块和钳口外壳之间，并局部地位于所述推块和钳口外壳中相应的浅槽内，以便两个槽有效地跨骑所述凸轮。所述槽容纳所述凸轮的轴向旋转。所述推块由具有适当的弹性模数的材料形成，以便弯曲力矩，特别是在所述推块的端部并由所述偏心装置到其上止点位置的轴向旋转引起的，使得在所述推块中的所述槽弹性形变并紧靠且环绕所述偏心装置渐增并充分地弹性形变，因而渐增地锁紧所述偏心装置并将所述凸轮、推块和样品夹钳牢牢地锁定在它们适当的位置处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于千斤顶组件的装置和附随方法，该千斤顶组件将夹钳和保持在其 上的样品固定到材料试验机中的钳口中的适当位置处，并且在机械试验过程中对夹钳施加 适当的压力和限制。本专利技术还适合用于多种不同的机械和热机械材料试验机，包括提供机 械试验样品的压缩和拉伸试验的材料试验机。
技术介绍
常规的材料试验机使用大范围的螺旋千斤顶、楔形板和其它种类的千斤顶组件以 便在机械试验过程中将夹钳固定到钳口的适当位置处，试验中夹钳保持样品的一端。在这种机器中，通常是在计算机控制下并且如由所谓的“试验程序”定义的，典型 地将已知和受控的压缩力和/或拉伸力施加到两个夹钳中的一个上，所述两个夹钳保持样 品并且因而在预定的试验条件下使样品变形。通常，试验程序可包含将一系列的这种力一 拉伸力和/或压缩力，即通常称为“冲击(hit)”，施加到样品上以使其渐增地变形。在对 样品作出每次冲击时或之后，扩张和/或其它的物理测量典型地由所产生的形变量组成。 在热机械材料试验系统中，在试验程序中定的每个这种冲击之前、同时或之后，样品可以 被受控且自阻地加热，诸如通过流经钳口和样品的加热电流的串联通道。这种系统的实 例是GLEEBLE动态热机材料试验系统，目前由纽约的特洛伊动态系统有限公司(Dynamic Systems, Inc. of Troy)制造，该公司是本专利技术的受让人(GLEEBLE是动态系统有限公司的 注册商标)。一般说来，之前凸轮被用在多种机械中对部件施加压力。然而，常规上凸轮不被用 作在材料试验系统中使用的千斤顶组件的部件，其中简单的原因在于凸轮具有松开的倾向 除非凸轮被抬起经过其中心位置，即，“偏心自锁(over-center)”旋转。在这种试验系统中， 例如，通过连接到夹钳中的一个上的外部伺服控制液压活塞的杆产生的机械力必须恒定地 通过一个钳口和夹钳而施加到样品端直到峰值以产生每个冲击，其中另一个夹钳通常保持 在固定位置处。如果在千斤顶组件中使用了凸轮而将一个夹钳适当地保持在其相应的钳口 中，产生了以下问题一旦凸轮将旋转过中心而将其夹钳锁定在适当的位置处，则由该凸轮 单独施加在所述夹钳上的机械力从在凸轮的上止点位置产生的峰值下降。因此，一旦凸轮 将旋转过中心，由凸轮施加的力从在凸轮的上止点位置施加的峰值减小，因而减小了在每 个后续的冲击中将夹钳保持在适当的位置处的锁紧力，因而潜在地允许一些样品运动，这 依次可能将一些不想要的人为结果引入由该冲击产生的合成的形变量中。这种结果可能产 生麻烦。此外，在每个冲击中使样品变形所需的外部产生的力非常大，并且必须通过千斤顶 组件传送并保持在样品上而在整个试验程序中出现的任意的冲击中不会产生千斤顶的松 动。美国专利3，403，549(1968年10月1日颁给A. G. Griffen的)似乎公开了在材料 试验机中将凸轮用作夹钳的部件。此处，凸轮作为杆臂的枢转销用于使钳口构件向后移动，6以便打开两个楔形夹钳以在其间插入试验样品。明显地，凸轮不是用于施加压力从而将钳 口构件锁定在夹紧样品的闭合位置处。然而，在千斤顶组件中使用凸轮将是有利的，这是由于合成组件将能够产生比相 似尺寸的螺旋式千斤顶组件更大的力。这样，如果使用者人工地将扭矩施加到基于凸轮的 千斤顶组件上以产生给定的机械力从而将凸轮锁定在适当的位置处，需要在螺旋式千斤顶 组件上施加显著大量的扭矩以产生相同量的力。不幸的是，能够承受很大扭矩的螺钉可能 太大而不能舒适地安装在材料试验系统中使用的千斤顶组件中，因此，在这种情况中，使用 螺旋式千斤顶组件是不实际的。因此，现有技术中存在的对于基于凸轮的千斤顶组件的需求尚未得到满足，尤其 是适于用在材料试验机中的、将在整个试验程序中刚性地将样品夹钳保持在钳口外壳中的 适当位置处但是不需要被抬起超过中心的千斤顶组件。
技术实现思路
本专利技术的用于千斤顶组件的装置，特别适于虽然不是专用于材料试验系统中，所 述装置使用凸轮和与该凸轮邻接配合的弹性推块构件，这样，有利地克服了现有技术中的 不足。依照本专利技术的教导，凸轮形成为包含按顺序排列的上圆柱、具有基于其轴向旋转 的预定提升速度的渐变偏心装置，以及下圆柱。偏心装置在推块和外壳之间，并夹于其间， 推块和外壳中的每一个具有相应的浅槽，该槽具有大体呈半圆形的截面以容纳偏心装置和 其轴向旋转。推块经由诸如这里的定位件(spacer)和锁紧螺母的中间机械部件机械地连 接到样品夹钳的下侧。优选地，凸轮由单个整件材料机械加工或用其它方法形成。随着凸轮围绕其纵轴线(S卩，其中心线，虽然没有具体示出仍很明显)旋转到其相 对于推块的上止点位置，诸如通过使用者通过连接到凸轮的配合头上的适当的扳手或手柄 来简单地人工旋转凸轮，由于其凸轮轮廓，偏心装置将邻接推块并对推块施加渐增的力直 至到达上止点位置，在该位置处偏心装置将对推块施加最大力。横向定向的、大约呈长方形 块的推块在其两端安装到例如定位件上，而其槽沿其中跨(mid-span)横向定向，基本与其 两端等距。随着偏心装置旋转以渐增地推动推块，沿推块产生了弯曲力矩。推块由适当的 材料制造，与整个凸轮和钳口外壳相比具有充分高的弹性模数，从而使特别是施加到推块 的两端上和附近的弯曲力矩使得推块中的槽弹性形变并且紧靠并围绕凸轮的偏心装置部 分渐增地并且充分地偏转，从而绕所述部分渐增地弯曲并锁紧所述部分，并将凸轮牢牢地 锁定在适当的位置处。随着偏转增加，推块和偏心装置的表面之间的接触表面积同样地增 加，这依次有利地增加了两者之间的合成摩擦力。一旦全部扭矩施加到凸轮上而将其放置 到其上止点位置，推块不仅将充分并且最大地偏转以适当地锁紧偏心装置并将凸轮锁定在 适当的位置处，推块还将同时用作弹簧以在样品夹钳上保持恒定的力从而也将该夹钳及其 样品牢牢地锁定在钳口中的适当位置处。推块的材料被选择为具有充分的弹性模数，该弹性模数是折衷值，即，一方面在凸 轮的上止点位置充分地围绕偏心装置偏转并锁紧偏心装置，另一方面，提供充足的刚性以 承受并将用于每个“冲击”的外部施加的形变力通过钳口外壳传送到夹钳和样品，而该凸轮 一点没有吸收这些力并且因此变形。7依照本专利技术的优选实施例，简单说来钳口外壳通常是具有两个向上延伸的支腿的 V形块。每个支腿在其远端具有向内定位的横向突起，从而使两个支腿的突起有效地彼此 相对。每个突起具有向后下方倾斜到其支腿本身的倾斜面，因此形成了一对相对的倾斜面。 样品夹钳成形为具有样品铁砧的两个面向外的楔形件的形式，样品铁砧位于其间，说明性 地由一对楔形夹钳形成。在样品夹钳上的每个楔形件具有与钳口外壳上的倾斜面中的一个 互补的倾斜面。样品夹钳放置在钳口外壳内，以使其向外倾斜的楔形件中的每一个与突起 中相应的一个的倾斜面邻接地配合并紧靠其滑动。典型地，样品是截面为圆形或直线形的 相对短的杆。本专利技术的千斤顶组件位于钳口外壳的空间中并向外延伸，以使连接到推块上的定 位件邻接夹钳的底部边缘。一旦样品的端部适当地固定在样品夹钳的铁砧中，并且夹钳适 当地放置在钳口外壳中以便其倾斜面中的每一个与外壳的相应的一个互补面邻接地接合， 然后通过使凸轮从其初始角位置(在该位置没有力施加到推块上)旋转到其上止点位置 (在该位置施加最大的力)来适当地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在材料试验机中使用的装置，所述装置用于将样品夹钳（４０）牢牢地保持在相对于钳口外壳的固定位置处，所述装置包括：包含样品夹钳的钳口外壳（２０），所述夹钳具有与所述钳口外壳的互补表面（２６Ａ，２６Ｂ）滑动地邻接的外表面（４３Ａ，４３Ｂ）；以及凸轮千斤顶（３０），其位于所述钳口外壳的内表面和所述样品夹钳的下侧之间的空间内，其中所述凸轮千斤顶伸长以产生使样品夹钳的表面紧靠所述外壳的互补表面移动的机械力，从而将所述样品夹钳摩擦地锁定在所述钳口外壳中的固定位置处，所述凸轮千斤顶具有：凸轮（５０），其具有偏心装置（５６），所述偏心装置（５６）包括具有预定的提升速度的接触表面，并且被定向为绕其纵轴线在所述钳口外壳中旋转运动；弹性推块（６０），其邻接所述偏心装置，并具有预定形状的表面，所述偏心装置紧靠所述表面旋转；并且其中，作为所述凸轮旋转运动到预定的角位置的结果，所述偏心装置使得所述推块将所述机械力施加到所述样品夹钳上以将所述样品夹钳锁定在固定位置处，并使弯曲力矩在所述推块中出现，依次，这使得所述推块的表面经受渐增的弹性形变，使得所述推块的所述表面绕所述偏心装置的所述接触表面渐增地偏转直至到达所述预定的角位置，从而防止所述凸轮旋转离开所述预定角位置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-30 61/004,825;US 2008-11-20 12/313,432一种在材料试验机中使用的装置，所述装置用于将样品夹钳(40)牢牢地保持在相对于钳口外壳的固定位置处，所述装置包括包含样品夹钳的钳口外壳(20)，所述夹钳具有与所述钳口外壳的互补表面(26A，26B)滑动地邻接的外表面(43A，43B)；以及凸轮千斤顶(30)，其位于所述钳口外壳的内表面和所述样品夹钳的下侧之间的空间内，其中所述凸轮千斤顶伸长以产生使样品夹钳的表面紧靠所述外壳的互补表面移动的机械力，从而将所述样品夹钳摩擦地锁定在所述钳口外壳中的固定位置处，所述凸轮千斤顶具有凸轮(50)，其具有偏心装置(56)，所述偏心装置(56)包括具有预定的提升速度的接触表面，并且被定向为绕其纵轴线在所述钳口外壳中旋转运动；弹性推块(60)，其邻接所述偏心装置，并具有预定形状的表面，所述偏心装置紧靠所述表面旋转；并且其中，作为所述凸轮旋转运动到预定的角位置的结果，所述偏心装置使得所述推块将所述机械力施加到所述样品夹钳上以将所述样品夹钳锁定在固定位置处，并使弯曲力矩在所述推块中出现，依次，这使得所述推块的表面经受渐增的弹性形变，使得所述推块的所述表面绕所述偏心装置的所述接触表面渐增地偏转直至到达所述预定的角位置，从而防止所述凸轮旋转离开所述预定角位置。2.如权利要求1所述的装置，其中所述预定的角位置是所述凸轮相对于所述推块的上 止点旋转位置。3.如权利要求2所述的装置，其中所述凸轮包括下圆柱(58)、所述偏心装置以及上圆 柱(54)，所述上圆柱和下圆柱是直圆柱并且与所述凸轮的中心线共轴对准。4.如权利要求3所述的装置，其中所述偏心装置包括直圆柱，所述直圆柱具有的中心 线从所述凸轮的中心线偏离预定距离。5.如权利要求3所述的装置，其中所述偏心装置与所述凸轮共轴并具有预定的渐变轮廓。6.如权利要求3所述的装置，其中所述凸轮适于通过装置的使用者人工旋转进入所述 上止点位置。7.如权利要求3所述的装置，其中当没有力通过所述偏心装置施加到所述推块上时， 所述推块的表面包括具有基本呈圆形截面的槽(62)。8.如权利要求7所述的装置，其中当没有力通过所述偏心装置施加到所述推块上时， 在所述推块的表面和所述偏心装置的接触表面之间存在预定量的径向间隙(63)。9.如权利要求8所述的装置，其中随着所述凸轮旋转进入所述预定的角位置，紧靠所 述偏心装置的接触表面的所述推块的表面渐增地变形从而围绕所述偏心装置的接触表面 弯曲并且符合所述偏心装置的接触表面直至到达所述上止点位置，在所述上止点位置处所 述推块的表面符合所述偏心装置的接触表面并且紧靠所述接触表面锁紧，从而将所述凸轮 有效地锁定在所述上止点位置处。10.如权利要求9所述的装置，其中所述推块具有中心区域，所述中心区域具有相对于 所述推块的两端减小的厚度，从而当所述凸轮旋转到所述上止点位置时，提供所述推块的 所述表面紧靠所述偏心装置的接触表面的增大的偏转。211.用于在材料试验机中使用的凸轮千斤顶的装置，所述装置用于将样品夹钳(40)牢 牢地保持在相对于钳口外壳的固定位置处，所述试验机具有包含所述样品夹钳的钳口外 壳(20)，所述夹钳具有与所述钳口外壳的互补表面(26A，26B)滑动地邻接的外表面(43A， 43B)；以及凸轮千斤顶(30)，其位于所述钳口外壳的内表面和所述样品夹钳的下侧之间的 空间内，其中所述凸轮千斤顶伸长以产生使样品夹钳的表面紧靠所述外壳的互补表面移动 的机械力，从而将所述样品夹钳摩擦地锁定在所述钳口外壳中的固定位置处，所述凸轮千 斤顶包括凸轮(50)，其具有偏心装置(56)，所述偏心装置(56)包括具有预定的提升速度的接触 表面，并且被定向为绕其纵轴线在所述钳口外壳中旋转运动；弹性推块(60)，其邻接所述偏心装置，并具有预定形状的表面，所述偏心装置紧靠所述 表面旋转；并且其中，作为所述凸轮旋转运动到预定的角位置的结果，所述偏心装置使得所述推块将 所述机械力施加到所述样品夹钳上以将所述样品夹钳锁定在固定位置处，并使弯曲力矩在 所述推块中出现，依次，这使得所述推块的表面经受渐增的弹性形变，使得所述推块的所述 表面绕所述偏心装置的所述接触表面渐增地偏转直至到达所述预定的角位置，从而防止所 述凸轮旋转离开所述预定的角位置。12.如权利要求11所述的装置，其中所述预定的角位置是所述凸轮相对于所述推块的 上止点旋转位置。13.如权利要求12所述的装置，其中所述凸轮包括下圆柱(58)、所述偏心装置以及上 圆柱(54)，所述上圆柱和下圆柱是直圆柱并且与所述凸轮的中心线共轴对准。14.如权利要求13所述的装置，其中所述偏心装置包括直圆柱，所述直圆柱具有的中 心线从所述凸轮的中心线偏离预定距离。15.如权利要求13所述的装置，其中所述偏心装置与所述凸轮共轴并具有预定的渐变 轮廓。16.如权利要求13所述的装置，其中所述凸轮适于通过装置的使用者人工旋转进入所 述上止点位置。17.如权利要求13所述的装置，其中当没有力通过所述偏心装置施加到所述推块上 时，所述推块的表面包括具有基本呈圆形截面的槽(62)。18.如权利要求17所述的装置，其中当没有力通过所述偏心装置施加到所述推块上 时，在所述推块的表面和所述偏心装置的接触表面之间存在预定量的径向间隙(63)。19....

【专利技术属性】
技术研发人员：诺曼A林德曼，
申请(专利权)人：动态系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]