专利名称：胶粘剂抗扭转剪切性能评价试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测胶粘剂抗扭转剪切性能的试验机，特别是一种能在线检测扭矩、温度和加载次数的胶粘剂抗扭转剪切性能试验机。
背景技术：
在胶粘剂作为粘结剂或涂层使用时，所用胶粘剂在受到循环交变剪切载荷作用过程中，试样常由于剪切疲劳或扭矩过载造成胶粘剂与基体之间剥落，产生界面脱粘失效。因此，测定胶粘剂的抗扭转剪切疲劳性能和抗扭转剪切极限静载荷性能非常必要。目前国内外对胶粘剂抗剪切性能的测量有各种通用和专用材料试验机，可达到精确测量。但是，这些通用或专用试验机大多限于测试胶粘剂的剥离强度或最大抗剪切强度， 属于极限静载荷检测，不能检测胶粘剂抗剪切疲劳性能；部分试验机只能用于研究胶粘剂抗横向剪切性能，而不能直接研究胶粘剂抗扭转剪切的性能；目前的试验机中，很少能实时记录试验过程的加载力、扭矩及温度。在不同的温度下(常温和高温)，胶粘剂及金属基体的抗扭转剪切性能(包括抗扭转剪切疲劳性能和抗扭转剪切极限静载荷性能)的测试尚未完全解决。《密封胶与被粘基材粘接试样界面抗剪强度的测试方法》(中国专利 20091002114. 3)公开的是一种专用于测试胶粘剂粘结平面时界面最大抗剪切强度的试验机。《用于测试胶粘剂抗拉伸剪切性能的电磁驱动疲劳试验机》(中国专利2007201696 . 0) 公开的是一种专用于测试在两平面之间胶粘剂涂层的抗拉伸疲劳的试验机。《测试粘结材料剪切性能的方法及其试验装置》(中国专利200610018601.0)公开的是一种专用于模拟的试样受主应力和侧应力的同时，测试胶粘剂粘结平面时界面最大抗剪切强度以及疲劳剪切强度的试验机。《叠环式剪切仪及其对复合衬垫材料系统测试的方法》(中国专利 200910031760. 8)公开的是一种用于测试卫生填埋场复合衬垫材中，在施加不同的垂直载荷时，试样中最薄弱滑动面在不同的土工材料接触面之间的转移。《双臂式抗剪切强度测试仪》(中国专利200510017598. 6)公开的是一种通过双臂承受弯压载荷，使得夹紧纤维布受力保持不变，通过平面剪切来实现对纤维布的剪切强度进行测试。上述试验机均不能实现测试胶粘剂抗扭转剪切性能。本发明可实现在常温或者高温下，检测胶粘剂与基体之间抗扭转剪切性能，包括抗扭转剪切疲劳性能和抗扭转剪切极限静载荷性能。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于测试胶粘剂的抗扭转剪切性能的试验机，该试验机克服了其他试验机尚未实现的在不同温度下检测胶粘剂抗扭转剪切的性能，分别可对胶粘剂在脉动循环载荷或对称循环载荷作用下抗扭转剪切疲劳破坏，在静载荷作用下抗扭转剪切过载破坏两项指标进行检测。试验系统中利用圆锥销和带有锥度的内套筒对粘着界面施加压力；加载装置带动钳口杆件实现往复加载，从而对内外套筒之间的粘接面实施扭转剪切。当胶粘剂发生扭转剪切破坏失效，内外套筒发生相对转动。此时连接在内套筒上的可调接触装置碰触行程开关，加载装置停止工作。试验过程中，数据采集卡将压力传感器检测到的圆锥销承载压力，光电传感器检测到的加载次数，温度传感器检测到的温度信号，载荷传感器检测到的转动扭矩等信号输入工控机记录下来。本发明解决其技术问题采用的技术方案为粘结在一起的内外套筒通过外套筒固定在底座上，内外套筒通过胶粘剂实现连接。试验系统置于高温炉中，试验前可设定环境温度。扭转剪切疲劳试验时，通过可实现往复加载的加载系统带动钳口杆件对内套筒施加往复的扭矩。扭转剪切过载试验时，通过加载系统带动钳口杆件对内套筒施加单向递增的扭矩。当内外套筒之间产生相对运动时，可调接触装置碰触行程开关使加载系统停止工作，试验终止。试验过程中实时记录载荷、加载次数(疲劳试验)、温度和扭矩等数据。其次，通过调整加力板使圆锥销对内套筒施加压力，进而使内外套筒粘接界面之间产生压力，实现对胶粘剂在承受不同压力时进行抗扭转剪切性能测试。该试验机可对胶粘剂在不同温度下扭转剪切应力作用下的疲劳性能进行试验测试，同时，也可应用该试验机进行不同温度下胶粘剂扭转剪切应力作用下的静极限载荷进行试验测试。本发明的优点在于，在不同温度下对胶粘剂的抗扭转剪切性能进行检测，实时记录所需的数据。该试验机结构简单、操作方便，可以用于检测胶粘剂与金属或非金属等材料的粘结性能。
图1为检测胶粘剂抗扭转剪切性能试验机示意图；图2为检测胶粘剂抗扭转剪切性能试验机加载装置的示意1、2中，行程开关(1)、可调接触装置(2)、加力板(3) (9)、推力轴承(4)、带锥度的内套筒(5)、圆锥销(6)、外套筒(7)、螺钉(8)、压力传感器(10)、加热炉(11)、温度传感器(12)、调整螺栓(13)、调整螺母(14)、底座(15)、工控机(16)、钳口杆件(17)、静态扭矩传感器(18)、液压缸(19)、光电传感器(20)、液压站(21)、温度控制箱(22)、数据采集卡 (23)。
具体实施例方式方案一如图2所示，加载装置由液压系统组成，通过液压站驱动液压缸19 带动钳口杆件17往复加载，从而对内套筒5施加循环往复的扭矩。同时内套筒5在圆锥销6的作用下对外套筒7施加压力，压力的大小通过调整螺栓13控制压力板3，9进行实现。 当内外套筒界面间的胶粘剂出现剪切失效时，内套筒5与外套筒7发生相对转动，此时通过连接在内套筒5上的可调节接触装置2碰触行程开关1，加载装置停止工作。在试验过程中，压力传感器10检测到的器圆锥销6承载压力，光电传感器20检测到的加载次数，温度传感器12检测到的温度、静态扭矩传感器18检测到的扭矩等信号通过数据采集卡23输入工控机16存储下来。方案二 如图2所示，加载装置由液压系统组成，通过液压站21驱动液压缸19带动钳口杆件17单向加载，从而对内套筒5施加单向递增扭矩。同时内套筒5在圆锥销6的作用下对外套筒7施加压力，压力的大小通过调整螺栓13控制压力板3，9进行实现。当内外套筒界面间的胶粘剂出现剪切失效时，内套筒5与外套筒7发生相对转动，此时通过连接在内套筒5上的可调节接触装置2碰触行程开关1，加载装置停止工作。在试验过程中，压力传感器10检测到的器圆锥销6承载压力，温度传感器12检测到的温度、静态扭矩传感器 18检测到的扭矩等信号通过数据采集卡23输入工控机16存储下来。
权利要求
1.本发明是一种用于检测胶粘剂抗扭转剪切性能的试验机，该试验机由试验系统、加载系统、温控系统、检测系统组成。
2.根据权利要求1所述的检测胶粘剂抗扭转剪切性能的试验机，其特征在于试验系统包括可调接触装置O)、推力轴承G)、带锥度的内套筒(5)、圆锥销(6)、外套筒(7)、螺钉 (8)、加力板(3) (9)、调整螺栓(13)、调整螺母(14)、底座(15)、钳口杆件(17)，加载系统包括液压站和液压缸(19)，温控系统包括加热炉(11)和温度控制箱(22)，检测系统包括工控机(16)、数据采集卡、行程开关(1)、压力传感器(10)、温度传感器(1 、静态扭矩传感器(18)、光电传感器00)。
3.根据权利要求1所述的检测胶粘剂抗扭转剪切性能的试验机，其特征在于加载装置通过钳口杆件(17)对内套筒(5)施加循环往复的扭矩；当内外套筒界面间的胶粘剂出现剪切失效时，内套筒( 与外套筒(7)发生相对转动，此时通过连接在内套筒( 上的可调节接触装置( 碰触行程开关(1)，加载装置停止工作，在试验过程中，压力传感器(10)检测到的圆锥销(6)承载压力，光电传感器OO)检测到的加载次数，温度传感器(12)检测到的温度、静态扭矩传感器(18)检测到的扭矩等信号通过数据采集卡输入工控机(16)存储下来。
全文摘要
本发明是一种用于检测胶粘剂抗扭转剪切性能的试验机，该试验机由试验系统、加载系统、温控系统、检测系统组成。试验系统包括可调接触装置、推力轴承、带锥度的内套筒、圆锥销、螺钉、外套筒、加力板、调整螺栓、调整螺母、底座、钳口杆件。加载系统包括液压站和液压缸。温控系统包括加热炉和温度控制箱。检测系统包括工控机、数据采集卡、行程开关、压力传感器、温度传感器、静态扭矩传感器、光电传感器。本发明能在室温或高温下进行胶粘剂抗扭转剪切疲劳试验，也能在室温或高温下进行胶粘剂抗扭转剪切极限静载荷测试试验。同时在试验过程中实时监测和记录压力、温度、扭矩、加载次数。
文档编号G01N19/04GK102175601SQ20101061679
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者杨育林, 范兵利, 齐效文 申请人:燕山大学