一种高精度耐火材料力学性能试验机的加荷机构的制作方法

一种高精度耐火材料力学性能试验机的加荷机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高精度耐火材料力学性能试验机的加荷机构。其包括两根安装在试验机底座箱（1）上的立柱（3）以及设置在立柱（3）上的横梁（7）组成的框架，在横梁设置有上用于向试样施压的滚珠丝杠副加压装置，所述的滚珠丝杠副加压装置包括伺服电机（8）、滚珠丝杠（9）、丝母（5）、压力传动器（4）以及压力传感器（10）、试验压棒（11），伺服电机（8）通过联轴器（6）联接滚珠丝杠（9），滚珠丝杠（9）上安装有丝母（5），丝母（5）下端连接压力传动器（4），压力传动器（4）连接压力传感器（10），压力传感器（10）下部连接试样压棒（11）。本实用新型调速平稳可靠、精度高，既适用于常温力学性能试验机，也适用于高温力学性能试验机。
【专利说明】一种高精度耐火材料力学性能试验机的加荷机构
【技术领域】
[0001]本实用新型属测试仪器类，涉及测试耐火材料力学性能的试验机，特别是高精度耐火材料力学性能试验机的加荷机构。
【背景技术】
[0002]耐火材料的常温和高温抗折、耐压、应力应变、弹性模量等性能，是其重要的使用性能和力学性能。
[0003]目前，测试力学性能的试验机，主要有液压式和机械式。加载方向分为从下向上施加动力的下加载式和从上向下施加动力的上加载式。耐火材料高温力学性能主要采用上加载式的试验机，其加荷机构主要有两种形式:一种是单级或多级杠杆式加荷机构，结构简单，但其加荷压杆是通过连杆定位的，而压力传感器又设置在连杆与杠杆之间，这样固定连杆的铰链轴一定有摩擦力，无法克服；同时，当试样加压力产生挠度时，加荷压杆与连杆必然不会垂直，这时连杆将产生两个分力，必然影响测试结果。
[0004]另一种是框架式双丝杠加荷机构，其结构为:包括底座箱，底座箱内安装有电机和多级减速机，底座箱上的两侧安装空心立柱，空心立柱内各安装一根立式丝杠，空心立柱顶端是固定横梁，固定横梁下方安装可上下移动的动横梁，动横梁的两端有与立式丝杠相配的丝母，两根立式丝杠穿过动横梁的两端丝母并与之相配合，动横梁的中部下方设置有施加荷载的压力传感器、压棒；当电机转动，通过多级减速机带动两根立式丝杠转动，立式丝杠带动丝母上下运动，使动横梁上下移动，实现施加荷载于试验试样。高温力学性能试验机是在常温力学性能试验机的基础上，在试样的周围设置高温试验炉。
[0005]现有的框架式试验机的加载机构，采用了普通双丝杆螺旋传力方式，其不足之处在于:①材料在高温下承受力的能力，一般要比常温下低得多，以普通螺旋副传力，因其加工精度低，传力不连续、不平稳，不能满足高精度连续精细加力，更难于实现正反向无扰加载，制约了高精度高温力学性能测试技术的进步。②两根立式丝杠的转动很难保证完全的同步，因而会造成加压梁上下移动时的些许差异，不平衡，影响加压过程的稳定性。③电机和多级减速机体积、重量大，精度差，力输出和传递粗糙，不稳定。
_电机和多级减速机在试验机下部的底座箱中，传动力的立式丝杠的一端安装底座箱上，另一端安装在固定横梁上，立式丝杠长度较长，力传递不平稳。重传动效率低。

【发明内容】

[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术中杠杆加载的力不稳定性和普通双丝杆螺旋加荷机构中电机驱动、多级减速、两组丝杠副施加荷载的不连续性、不平稳性等缺点，而提供一种高精度耐火材料力学性能试验机的加荷机构。
[0007]本实用新型的目的可以用以下技术方案来实现:其包括两根安装在试验机底座箱上的立柱以及设置在立柱上的横梁组成的框架，在横梁上设置有向试样施压的滚珠丝杠副加压装置。
[0008]所述的滚珠丝杠副加压装置包括伺服电机、滚珠丝杠、丝母、压力传动器以及压力传感器、试验压棒，伺服电机通过联轴器联接滚珠丝杠，滚珠丝杠上安装有丝母，丝母下端连接压力传动器，压力传动器连接压力传感器，压力传感器下部连接试样压棒。
[0009]所述的丝母和联轴器直接联接，滚珠丝杠上部和丝母连接，下部和压力传动器连接。
[0010]所述的伺服电机可通过同步带和联轴器连接。
[0011]本实用新型的优点在于:①伺服电机本身为无级调速，调速平稳，而普通电机只能靠多级减速机调速；以伺服电机(或加一级减速机)代替普通电机(加多级减速机)为驱动元，平稳可靠。②伺服电机可实现施加荷载恒速、加荷位移恒速，更平稳。③用一根丝杠和一个丝母配合代替两根丝杠、丝母配合，就不存在不平衡、不平稳的问题。④用滚珠丝杠来配合梯形丝杠和丝母，精度更高，更平稳。⑤普通电机加多级减速器，体积大，重量重，占满底座箱的空间，伺服电机及一级减速机体积小，重量轻，安装在横梁上，腾出底座箱的可用空间。⑥本实用新型既适用于常温力学性能试验机，也适用于高温力学性能试验机。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]附图1是实施例1的结构示意图。
[0013]附图2是实施例2的结构示意图。
[0014]图中:1、底座箱，2、试验炉炉体，3、立柱，4、压力传动器，5、丝母，6、联轴器，7、横梁，8、伺服电机，9、滚珠丝杠，10、压力传感器，11、试验压棒，12、同步带。
【具体实施方式】
[0015]结合【专利附图】

【附图说明】本实用新型的具体实施例。
[0016]实施例1:如附图1所示为一种小吨位高温抗折试验机的加荷机构。
[0017]在试验机底座箱I上面的两侧各安装一根立柱3，立柱3的顶部安装有横梁7，立柱3和横梁7构成框架，在该框架的下方、底座箱I的上面安装试验炉炉体2 ;在横梁7的中部孔内及上方，安装有用于向试样施压的滚珠丝杠副加压装置。所述的滚珠丝杠副施压装置包括伺服电机8、滚珠丝杠9、丝母5、压力传动器4以及压力传感器10、试验压棒11，伺服电机8通过联轴器6联接滚珠丝杠9，滚珠丝杠9上安装有丝母5，丝母5下端连接压力传动器4，压力传动器4连接压力传感器10，压力传感器10下部连接试样压棒11。
[0018]启动伺服电机8，通过联轴器6带动滚珠丝杠9转动，滚珠丝杠9转动驱动与之相配的丝母5上下移动，丝母5下端连接压力传动器4，压力传动器4连接压力传感器10，压力传感器10连接压棒11 ;丝母5的上下移动带动压力传动器4、压力传感器10和压棒11的上下移动，实现对试样施加荷载。
[0019]实施例2:如附图2所示的为一种高温抗折试验机的加荷机构。
[0020]所述的伺服电机8以同步带12连接联轴器6、联轴器6的下端连接滚珠丝杠9，与滚珠丝杠9相配的丝母5连接压力传动器4，压力传动器4的下端连接压力传感器10，压力传感器10的下端连接试样压棒11。
[0021]操作要点:[0022]①将试样装入试验炉炉体2内，按升温制度加热至试验温度。
[0023]②启动伺服电机8，并将其无级调速调至所需转速；伺服电机8通过同步带12、联轴器6带动滚珠丝杠9，滚珠丝杠9驱动与其相配的丝母5向下移动，丝母5下端连接的压力传动器4也就随之向下移动，压力传动器4带动压力传感器10和试样压棒11，对试样施压。
【权利要求】
1.一种高精度耐火材料力学性能试验机的加荷机构，其特征是:其包括两根安装在试验机底座箱(I)上的立柱(3 )以及设置在立柱(3 )上的横梁(7 )组成的框架，在横梁(7 )上设置有用于向试样施压的滚珠丝杠副加压装置。
2.根据权利要求1所述的高精度耐火材料力学性能试验机的加荷机构，其特征是所述的滚珠丝杠副加压装置包括伺服电机(8)、滚珠丝杠(9)、丝母(5)、压力传动器(4)以及压力传感器(10)、试验压棒(11)，伺服电机(8)通过联轴器(6)联接滚珠丝杠(9)，滚珠丝杠(9)上安装有丝母(5)，丝母(5)下端连接压力传动器(4)，压力传动器(4)连接压力传感器(10 )，压力传感器(10)下部连接试样压棒(11)。
3.根据权利要求2所述的高精度耐火材料力学性能试验机的加荷机构，其特征是:所述的丝母(5)和联轴器(6)直接联接，滚珠丝杠(9)上部和丝母(5)连接，下部和压力传动器(4)连接。
4.根据权利要求2所述的高精度耐火材料力学性能试验机的加荷机构，其特征是:所述的伺服电机(8)通过同步带(12)和联轴器(6)连接。
【文档编号】G01N3/08GK203455220SQ201320446166
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】李永刚, 刘克, 李晓睿, 谭丽华, 申西杰, 邵昕 申请人:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司