专利名称：金属破碎试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种试验机，特别是一种用于研究轻薄型金属材料破碎机理的试 验机。
背景技术：
随着国民经济的快速增长和人民生活水平的不断提高，汽车及大型家电设备已经 成为人们的生活必需品，在其更新速度日益加快的同时，也产生了大量的报废汽车及报废 大型家电设备。在资源极度消耗并日趋匮乏的今天，作好报废汽车及报废大型家电设备的 回收和循环再利用工作，对保护环境、节约能源和经济的可持续发展具有重要的意义。然 而，目前我国对于报废汽车废旧金属的回收处理普遍采用手工操作的方式，存在劳动强度 大，作业效率低，对环境造成严重污染等问题。为满足报废汽车及报废大型家电设备回收利 用的需要，提高回收处理的机械化程度，优化废旧金属回收处理方法，有预见性地研究轻薄 型金属材料的破碎机理及性能是十分必要的。
发明内容本实用新型的目的是提供一种研究金属破碎机理的试验机。这种试验机主要用于 研究金属材料在不同冲击功，不同形状锤头，不同夹持方式，不同冲击位置，不同金属试件 厚度等情况下损伤的脆断性能，继而研究金属破碎机理。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是金属破碎试验机由六部分构成 机架部分(1)、主轴装置(2)、离合装置(3)、动力举升装置(4)、摆锤装置(5)和试件夹持装 置(6)，其特征在于:机架部分(1)由底座(11)和机架(12)构成；主轴装置(2)由主轴(25)及安装在主轴(25)上的轴编码器(21)、制动器(22)及 分度控制装置(24)构成，主轴(25)通过一对轴承(251)安装在机架(121)和机架(122) 上部勾头的孔中；离合装置(3)由牙嵌式离合器(31)、过渡支架(32)、拔叉(33)及操纵手柄(34)构 成，半离合器(311)安装在主轴(25)上，带环槽半离合器(312)通过内花键安装在轴(421) 的外花键上，过渡支架(32)将减速器(42)联接到机架(122)上，拔叉(33)安装于导向杆 (321)上，操纵手柄(34)通过滑块(342)及销轴(341)联接于过渡支架(32)上；动力举升装置(4)由电动机(41)、减速器(42)及支撑架(43)构成，减速器(42) 通过轴(421)与带环槽半离合器(312)联接；摆锤装置(5)由摆杆(51)、锤体(52)及锤头(53)构成，摆杆(51)通过上端带有 花键孔的轴套与主轴(25)联接，通过下端矩形联接板与锤体(52)联接；锤头(53)用螺栓 (531)固定于联接板(532)，联接板(532)通过螺栓(533)安装在锤体(52)上；试件夹持装置(6)由夹持座(61)、夹持块(62)、销(63)和螺杆(64)构成，夹持 块(62)由固定楔形块(622)和活动楔形块(621)组成；夹持座(61)通过螺栓(611)固定在机架(12)上，夹持座(61)可沿机架(12)上下移动；活动楔形块(621)可沿固定楔形块 (622)的斜面移动。所述的分度控制装置(24)由分度盘(241)、分度盘罩(242)及卡爪(243)构成； 分度盘(241)通过其内花键套装在主轴(25)的外花键上，其上设有多个分度齿槽，分别对 应不同的摆锤仰角，分度盘罩(242)套装在分度盘(241)外，其上设有单一齿槽和环槽，通 过定位螺栓(2421)及环槽将分度盘(241)和分度盘罩(242)联为一个整体，卡爪(243)安 装在机架(121)上部勾头顶端，主轴(25)旋转带动分度盘(241)及分度盘罩(242)转动， 卡爪(243)通过分度盘(242)上的单一齿槽将摆锤保持在空中。所述机架(121)和机架(122)的头部为勾状，机架(121)的勾头顶端设有安装卡 爪(243)的铰座；所述试件夹持装置(6)的夹持座(61)和固定楔形块(622)上的相应位置设置 了销孔，通过销(63)限制活动楔形块(621)和固定楔形块(622)的横向移动，活动楔形 块(621)上还设有两个腰形槽，夹持座(61)底部的相应位置设置了两个螺纹孔，通过螺杆 (64)调节活动楔形块(621)与固定楔形块(622)的相对位置来夹持试件。所述摆锤装置(5)的锤头(53)是由螺栓(531)固定于联接板(532)上，联接板 (532)再通过螺栓(533)安装在锤体(52)上，因此可更换不同形状的锤头。所述的主轴装置(2)上设置了轴编码器(21)和制动器(22)。本发明金属破碎试验机是由六部分构成，包括机架、主轴装置、摆锤装置、离合装 置、动力举升装置和试件夹持装置，其中机架部分由底座和两片机架构成；主轴装置包括主轴及安装在主轴上的制动器、编码器及分度控制装置。主轴通过 一对轴承安装在两片机架上部勾头的孔中，制动器通过一电磁制动力矩使冲击试件后的摆 锤快速停摆，编码器用于检测破碎锤运动的角度，以便计算试件获取的能量；所述的分度控 制装置安装在两片机架间的主轴段上，由分度盘、分度盘罩及卡爪构成，其中分度盘上设有 多个分度齿槽，分别对应不同的摆锤仰角，分度盘罩套装在分度盘外，其上设有单一齿槽和 环槽，通过定位螺栓及环槽将分度盘和分度盘罩联为一个整体，卡爪安装在机架上部勾头 顶端。试验时，将分度盘罩的齿槽与分度盘的单一齿槽对齐，并用螺栓固定，以便卡爪的齿 灵活的嵌入分度盘的齿槽中，操作卡爪的手柄，使卡爪的齿与分度盘罩的外圆面接触，主轴 旋转带动分度盘及分度盘罩转动，当分度盘罩的齿槽转至顶部与卡爪的齿对齐时，卡爪在 弹簧力的作用下嵌入分度盘及分度盘罩的齿槽中，使举升电机堵转，同时切断其电源，摆锤 则停摆于设定的仰角处。摆锤装置由摆杆、锤体及锤头构成的。摆杆通过上端带有花键孔的轴套与主轴联 接，通过下端矩形联接板与锤体联接，锤头通过联接板安装在锤体上，通过更换锤头部分即 可得到不同特征的破碎锤，从而方便的研究金属材料破碎机理及性能；控制摆锤抬、放的离合装置由两个半离合器、过渡支架、拔叉及操纵手柄构成。一 个半离合器安装在主轴上，另一带环槽的半离合器通过内花键安装在减速器输出轴的外花 键上，过渡支架将减速器联接到机架上，拔叉安装于导向杆上，操纵手柄通过滑块及销轴联 接于过渡支架上，通过手柄操纵拔叉，使带环槽的半离合器来回滑动，从而实现两半离合器 的合离。动力举升装置，包括电动机、减速器及支撑架，该装置通过离合器与试验机主轴联接。试件夹持装置，包括一对夹持座、两组夹持块，每组夹持块由一个固定楔形块和一 个活动楔形块组成，其中夹持座通过螺栓固定在机架夹板上，夹持座可沿夹板上下移动以 调整试件的夹持位置，便于研究金属试件在不同冲击功情况下的破碎机理及性能，活动楔 形块可沿固定楔形块的斜面移动，即可夹持不同厚度的金属试件，进而研究不同厚度金属 试件的破碎机理及性能；本实用新型金属破碎试验机的优点和有益效果在上述技术方案中，试验机夹持装置的活动楔形块可以沿固定楔形块的斜面移 动，以便调整活动楔形块与试件夹持面间的相对间隙，固定不同厚度金属试件，进而实现不 同厚度回收金属的试验研究；试验机夹持装置的夹持座可沿机架上下移动，以调整试件的固定高度，进而实现 金属试件在不同冲击功情况下的破碎机理及性能研究；试验机的分度固定装置通过调整分度盘罩的齿槽与分度盘上的不同齿槽对齐，设 定不同的摆锤扬角，进而实现摆锤从不同高度冲击金属试件，即不同冲击功的试验；破碎锤锤体和锤头间使用连接板过渡联结，可以方便地更换不同特征的锤头，进 而实现用不同特征的锤头破碎金属试件。
以下结合附图以实例进一步说明本实用新型的实质内容，但本实用新型的内容并 不限于此。
图1为金属破碎试验机的立体结构示意图；图2-1为金属破碎试验机的主视图图2-1为金属破碎试验机的左视图；图3为金属破碎试验机主轴装置2的爆炸图；图4为金属破碎试验机离合装置3的爆炸图；图5为金属破碎试验机摆锤装置5的爆炸图；图6为金属破碎试验机中的夹持装置6结构示意图；图7-1为图6所示夹持装置6在夹持薄金属试件的状态。图7-2为图6所示夹持装置6在夹持厚金属试件的状态。对各图的标号说明如下1-机架装置11-底座12-机架组121-机架122-机架2-主轴装置21-轴编码器22-制动器23-轴承压盖24-分度控制装置241-分度盘242-分度盘罩2421-定位螺栓243-卡爪2431-分度卡爪手25-主轴 251-轴承 252-定位套筒3-离合装置31-离合器311-半离合器312-半离合器32-过渡支架321-导向杆33-拔叉331-销轴 34-操纵手柄341-销轴 342-滑块4-动力举升装置41-电动机42-减速器421-轴5-摆锤装置51-摆杆511-螺栓512-销52-锤体521-销53-锤头531-螺栓532-联接板533-螺栓
5[0047]6-夹持装置61-夹持座611-螺栓62-夹持块621-活动楔形快622-固定楔形块63-销64-螺杆7-金属试件
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型金属破碎试验机，是由六部分组成，(I)机架装置1，如图1，其中包括底座11，在底座11上平行安装的机架121和机 架122，机架上设有夹持座夹板1211，便于试件夹持装置的固定；(II)主轴装置2，如图3，主轴25通过一对轴承251安装在机架121和机架122上 部勾头的孔中，在靠近机架121端面的轴段上装有轴承压盖23，为使完成冲击后的摆锤快 速停摆，在主轴上靠近机架121的一端安装了制动器22，同时在端头安装了检测破碎锤运 动角度的轴编码器21，在两片机架间的主轴段上安装有分度控制装置24，所述的分度控制 装置24由分度盘241、分度盘罩242及卡爪243构成，其中分度盘241上设有多个分度齿 槽，分别对应不同的摆锤仰角，分度盘罩242套装在分度盘241外，其上设有单一齿槽，卡爪 243安装在机架121上部勾头顶端的铰支座处。试验时，将分度盘罩242的齿槽与分度盘 241上的一个齿槽对齐，用定位螺栓2421固定，使摆锤上扬时卡爪243的齿在分度盘罩242 的外圆面上滑过，主轴旋转带动分度盘241及分度盘罩242转动，当分度盘241及分度盘罩 242的齿槽转至顶部并与卡爪243的齿对齐时，卡爪在弹簧力的作用下嵌入分度盘241及分 度盘罩242的齿槽中，以阻止主轴25旋转，摆锤则停止于设定的仰角处，当分度盘罩242的 齿槽与分度盘241上的不同齿槽重合时，摆锤可上扬不同的仰角；(III)离合装置3，如图5，包括联接在主轴25上靠近机架122 —端的半离合器 311，联接在减速器42输出轴421上的带环槽半离合器312，过渡支架32。过渡支架32将 减速器42联接到机架122上，过渡支架32上设有一对平行的导向杆321，拔叉33可在导向 杆321上来回滑动。拔叉33 —端嵌入半离合器312的环槽内，另一端通过销轴331与操纵 手柄34联接，操纵手柄34通过滑块342及销轴341联接于过渡支架32上，并且可绕销轴 341转动。当操作操纵手柄34时，带动拨叉33在导向杆321上来回滑动，从而控制两个半 离合器31的离合；(IV)动力举升装置4，如图2-1、图2-1，其包括电动机41、减速器42及安装于底座 上用于支撑电动机41和减速器42的支撑架43 ；(V)摆锤装置5，如图4，是由摆杆51、锤体52及锤头53构成的，摆杆51带有内花 键孔的一端与主轴25上的外花键联接，通过定位套筒252来实现轴向定位，摆杆51带有矩 形联接板的一端与锤体52通过螺栓511和销512联接，锤头53用螺栓531固定于联接板 532上，联接板532通过螺栓533和销521安装在锤体52上，锤头部分可方便更换，以适应 不同的试验研究(VI)试件夹持装置6，如图6，为进行不同冲击功的试验，设有一对可沿机架12上 下移动的夹持座61，松开螺栓611，夹持座61即可沿机架上的夹板121上下移动，拧紧螺栓 611即能将夹持座61固定在机架上；为研究不同厚度回收金属的破碎过程，利用楔形结构 来实现不同厚度金属试样的夹持和夹紧，为此设置由固定楔形块622、活动楔形块621组成 夹持块62。夹持试件时，活动楔形块621沿固定楔形块622的斜面上下移动；为了固定楔形块622的定位，特别在楔形块622及夹持座61的相应位置打有孔，通过销63限制固定楔形 块622的横向移动，通过拧紧螺杆64确定活动楔形块621与固定楔形块622的相对位置， 以实现试件的夹紧。如图7所示，其中图7-1为夹持较薄金属试件的情况，图7-2是夹持较 厚金属试件的情况。夹持座61和活动楔形块621之间形成夹持面，用于固定试样。实施例初始状态，摆锤51处于竖直下垂状态，分度盘241的零度刻线与分度盘罩242的 齿槽对齐，离合器31处于分开状态。装夹试件调整夹持座61在机架夹板121上的预定位置，通过螺栓611将夹持座 61固定于机架夹板121上；通过螺杆64固定活动楔形块621以夹紧金属试件7 ；。抬摆转动分度盘罩242，使其齿槽与分度盘241上预设角度的齿槽对齐，拧紧定 位螺栓2421，使分度盘241与分度盘罩242的相对位置固定不变；搬动离合器31的操作手 柄34，使离合器31处于接合状态；启动电动机41，主轴25带动分度盘241、分度盘罩242、 摆锤及离合器31同步旋转，此时卡爪243的齿沿分度盘罩242的外圆面相对滑动。停摆当摆锤旋转到预设仰角时，分度盘241及分度盘罩242的齿槽正好与卡爪 243上的齿对齐，卡爪在弹簧力作用下嵌入分度盘罩242的齿槽内，主轴25停止转动，电动 机41由于过载，电流增大，电动机41停转，摆锤停止上扬。此时，摆锤固定在预设的位置。冲击按下卡爪243的手柄，使卡爪243的齿从分度盘241及分度盘罩242的齿槽 内提起，此时摆锤受自重的作用而下落，冲击试件，如图3所示。回摆摆锤在电动机41的作用下最终回到初始位置。最后松开夹持装置上的螺杆64及销63，取出试件，分析试验结果，实验结束。
权利要求1.一种金属破碎试验机，由六部分构成机架部分(1)、主轴装置(2)、离合装置(3)、动 力举升装置(4)、摆锤装置(5)和试件夹持装置(6)，其特征在于机架部分(1)由底座(11)和机架(12)构成；主轴装置(2)由主轴(25)及安装在主轴(25)上的轴编码器(21)、制动器(22)及分度 控制装置(24)构成，主轴(25)通过一对轴承(251)安装在机架(121)和机架(122)上部 勾头的孔中；离合装置(3)由牙嵌式离合器(31)、过渡支架(32)、拔叉(33)及操纵手柄(34)构成， 半离合器(311)安装在主轴(25)上，带环槽半离合器(312)通过内花键安装在轴(421) 的外花键上，过渡支架(32)将减速器(42)联接到机架(122)上，拔叉(33)安装于导向杆 (321)上，操纵手柄(34)通过滑块(342)及销轴(341)联接于过渡支架(32)上；动力举升装置(4)由电动机(41)、减速器(42)及支撑架(43)构成，减速器(42)通过 轴(421)与带环槽半离合器(312)联接；摆锤装置(5)由摆杆(51)、锤体(52)及锤头(53)构成，摆杆(51)通过上端带有花键 孔的轴套与主轴(25)联接，通过下端矩形联接板与锤体(52)联接；锤头(53)用螺栓(531) 固定于联接板(532)，联接板(532)通过螺栓(533)安装在锤体(52)上；试件夹持装置(6)由夹持座(61)、夹持块(62)、销(63)和螺杆(64)构成，夹持块(62) 由固定楔形块(622)和活动楔形块(621)组成；夹持座(61)通过螺栓(611)固定在机架 (12)上，夹持座(61)可沿机架(12)上下移动；活动楔形块(621)可沿固定楔形块(622)的 斜面移动。
2.根据权利要求1所述的金属破碎试验机，其特征在于所述的分度控制装置(24)由 分度盘(241)、分度盘罩(242)及卡爪(243)构成；分度盘(241)通过其内花键套装在主轴 (25)的外花键上，其上设有多个分度齿槽，分别对应不同的摆锤仰角，分度盘罩(242)套装 在分度盘(241)外，其上设有单一齿槽和环槽，通过定位螺栓(2421)及环槽将分度盘(241) 和分度盘罩(242)联为一个整体，卡爪(243)安装在机架(121)上部勾头顶端，主轴(25) 旋转带动分度盘(241)及分度盘罩(242)转动，卡爪(243)通过分度盘(242)上的单一齿 槽将摆锤保持在空中。
3.根据权利要求1所述的金属破碎试验机，其特征在于所述机架(121)和机架(122) 的头部为勾状，机架(121)的勾头顶端设有安装卡爪(243)的铰座；
4.根据权利要求1所述的金属破碎试验机，其特征在于所述试件夹持装置(6)的夹持 座(61)和固定楔形块(622)上的相应位置设置了销孔，通过销(63)限制活动楔形块(621) 和固定楔形块(622)的横向移动，活动楔形块(621)上还设有两个腰形槽，夹持座(61) 底部的相应位置设置了两个螺纹孔，通过螺杆(64)调节活动楔形块(621)与固定楔形块 (622)的相对位置来夹持试件。
5.根据权利要求1所述的金属破碎试验机，其特征在于所述摆锤装置(5)的锤头(53) 是由螺栓(531)固定于联接板(532)上，联接板(532)再通过螺栓(533)安装在锤体(52) 上，因此可更换不同形状的锤头。
6.根据权利要求1所述的金属破碎试验机，其特征在于所述的主轴装置(2)上设置了 轴编码器(21)和制动器(22)。
专利摘要本实用新型涉及一种破碎试验机，特别是一种用于研究金属破碎机理的试验机，它由六部分构成，包括机架、主轴装置、摆锤装置、离合装置、动力举升装置和试件夹持装置。该金属破碎试验机主要用于研究金属材料在不同冲击功，不同形状锤头，不同夹持方式，不同冲击位置，不同金属试件厚度等情况下损伤的脆断性能，继而研究金属破碎机理。本实用新型结构简单，安全可靠，动作灵活，操作方便。
文档编号G01N3/02GK201788129SQ20102050573
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者刘剑雄 申请人:昆明理工大学