一种用于冲击试验的试样承载组件及胶粘剂劈裂冲击试验机的制作方法

本实用新型涉及试验机领域，具体涉及一种用于冲击试验的试样承载组件及胶粘剂劈裂冲击试验机，以对汽车制造业、工程、建筑、电子等行业所用粘胶剂的强度进行劈裂冲击测试。

背景技术：

胶粘剂劈裂强度试验，是指在室温下测定胶粘剂的金属对金属胶接的劈裂强度试验，目前所采用的试验机为iso11343《胶粘剂在冲击条件下高强度胶粘剂动态劈裂强度的测定楔形物冲击法》中提到的摆锤式用于冲击试验的试样承载组件及胶粘剂劈裂冲击试验机，如图1所示的摆锤式胶粘剂劈裂冲击试验示意图，其主要组成包括：摆锤1、用于试样固定的螺栓2、设定初始摆锤高度的滑动单元3、夹板4、试样5、垫片6、楔形物7、传感器8。

现有技术的摆锤式用于冲击试验的试样承载组件及胶粘剂劈裂冲击试验机存在以下缺陷：采用的是摆锤式冲击结构，对冲击速度要求严格，摆锤锤体不方便加砝码，冲击能量调节范围小；只能做常温试验，不支持低温试验和高温试验；试样支座面接触，摩擦阻力大，能量损耗多，测量误差大，精确度低。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种用于冲击试验的试样承载组件及胶粘剂劈裂冲击试验机。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于冲击试验的试样承载组件，包括支座、拉冲传感器和楔形锤，所述支座的上端设有悬臂，所述拉冲传感器向下连接在所述悬臂的前端，所述拉冲传感器的下端竖直向下以用于与待冲击试验的试样连接，所述楔形锤的上部设有刀刃，所述刀刃用于将所述楔形锤挂连在所述试样上，且所述刀刃的刃部向下正对所述试样的粘胶剂粘合部，以使得所述楔形锤在受到竖直向下的冲击力时并带动刀刃向下劈裂所述试样的粘胶剂粘合部。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述试样为相互叠合的两块铁片，且两块铁片的下部通过粘胶剂粘合，上部呈叉状分开，所述试样上部的叉状部分用于夹持刀刃，且所述刀刃的刃部向下正对所述试样下部的粘胶剂粘合部。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述试样上部的叉状部分于所述刀刃的上方通过螺栓与所述拉冲传感器的下部连接，且所述螺栓的两侧分别设有夹紧试样与拉冲传感器的垫板。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供了一种胶粘剂劈裂冲击试验机，其特征在于，包括机架、锤体组件、提锤组件、高低温环境箱，以及上述任一项所述的用于冲击试验的试样承载组件，其中：

所述试样承载组件通过所述支座固定连接在所述机架的下部；

所述锤体组件位于所述试样承载组件上方并可沿竖直方向可滑动地安装于所述机架，其包括锤体框架和锤头，所述锤体框用于承载配重物，所述锤头向下连接在所述锤体框架上，所述锤体组件在自由向下滑落运动过程中通过所述锤头对楔形锤进行冲击；

所述提锤组件位于所述锤体组件的上方并可沿竖直方向可滑动地安装于所述机架，所述提锤组件具有向下并可活动打开的抓钩，所述提锤组件通过所述抓钩抓取所述锤体组件，以用于在动力单元的驱动下驱动所述锤体组件竖向移动，并当所述提锤组件与所述锤体组件脱钩后使所述锤体组件做自由落体运动；

所述高低温环境箱设置于所述机架的下部，且所述试样承载组件设置在所述高低温环境箱中。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述动力单元设置在机架的顶部，所述机架上设有施力传动机构和导向机构，所述动力单元通过所述施力传动机构带动所述提锤组件沿所述导向机构竖向移动。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述动力单元为伺服电机，所述施力传动机构为竖向并由伺服电机通过带轮与皮带传动的丝杆，所述导向机构为光杆，所述提锤组件随丝杆的丝母上下移动并由所述光杆进行导向。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述丝杆和所述光杆各设有两根，两根所述丝杆和两根所述光杆分别相对提锤组件的中垂线左右对称设置。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述锤体框架的左右两侧分别设有与光杆滑动配合的导向滑槽，当提锤组件与锤体组件脱钩后，锤体组件将沿着光杆自由滑落并冲击楔形锤，以剥离试样。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述机架上还设有第一测速传感器和第二测速传感器，所述锤体框架上设有测速检测片；

当锤头与楔形锤表面接触瞬间，所述第一个测速传感器与所述测速片相感应以用于初速度测试；

当锤头冲击楔形锤后，锤体组件与楔形锤一起下落至预设位置时，试样被剥离完成，所述第二个测速传感器与所述测速片相感应以用于末速度测试。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述配重物为砝码，所述锤体框架的框架内设有竖直的螺杆，所述砝码套设在所述螺杆中并通过所述螺杆上的螺母拧紧固定。

本实用新型的用于冲击试验的试样承载组件及胶粘剂劈裂冲击试验机，可以达到如下有益效果：

1)试样承载组件及试样完全放入高低温环境箱里面，冲击试验在高低温环境箱内进行，因此不需要挪动试样便可保证高低温环境下试验结果的准确性；

2)试样承载组件使试样和楔形锤均悬空，避免面接触，减少摩擦力，能量损耗少，即使得测试结果误差更小，测试精度更高；

3)胶粘剂劈裂冲击试验机配有高低温环境箱，可以实现高低温试验。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为现有技术摆锤式胶粘剂劈裂冲击试验示意图。

图1中：1、摆锤，2、用于试样固定的螺栓，3、设定初始摆锤高度的滑动单，4、夹板，5、试样，6、垫，7、楔形，8、传感器。

图2为试样承载组件的结构示意图；

图3为试样的结构示意图；

图4为胶粘剂劈裂冲击试验机结构示意图；

图5为锤体组件的结构示意图。

图2至图5中：100、动力单元，200、机架，300、提锤组件，400、锤体组件，401、配重物，402、锤头，403、锤体框架，500、试样承载组件，501、支座，502、拉冲传感器，503、垫板，504、螺栓，505、刀刃，506、楔形锤，600、高低温环境箱，700、试样。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图2所示，用于冲击试验的试样承载组件包括支座501、拉冲传感器502和楔形锤506，所述支座501的上端设有悬臂，所述拉冲传感器502向下连接在所述悬臂的前端，所述拉冲传感器502的下端竖直向下以用于与待冲击试验的试样700连接，所述楔形锤506的上部设有刀刃505，所述楔形锤506通过所述刀刃505挂连在所述试样700的上，且所述刀刃505的刃部向下正对所述试样700的粘胶剂粘合部，试样700和楔形锤506均为悬空状态，避免面接触，在冲击试验过程中，可减少摩擦力，能量损耗少，使得误差小，精度高。

具体实施中，如图3所示，所述试样700为叠合的两块铁片，且两块铁片的下部通过粘胶剂粘合，上部呈叉状分开，所述刀刃505夹设在所述试样700上部的叉状部分，且所述刀刃505的刃部向下正对所述试样700下部的粘胶剂粘合部。所述试样700上部的叉状部分于所述刀刃505的上方通过螺栓504与所述拉冲传感器502的下部连接，且所述螺栓504的两侧分别设有垫板503，两个垫板503是为了将试样700与传感器压紧，而不损害到传感器。

如图4和图5所示，胶粘剂劈裂冲击试验机包括机架200、试样承载组件500、锤体组件400、提锤组件300和高低温环境箱600，其中：

机架200为整个试验机的主体；

试样承载组件500，通过其支座501固定安装于所述机架200的下部，以用于承载待冲击的试样700；

锤体组件400，沿竖直方向可滑动地安装于所述机架200，其包括锤体框架403和锤头402，所述锤体框用于承载配重物401，所述锤头402向下连接在所述锤体框架403上，所述锤体组件400在自由向下滑落运动过程中通过所述锤头402对楔形锤506进行冲击；

提锤组件300，沿竖直方向可滑动地安装于所述机架200并位于所述锤体组件400的上方，所述提锤组件300具有向下并可活动打开的抓钩，所述提锤组件300通过抓钩与锤体框架403连接，锤体框架403的顶部设有与抓钩配合的抓接部，抓钩，该提锤组件300用于在动力单元100的驱动下驱动所述锤体组件400竖向移动，并当所述提锤组件300与所述锤体组件400脱钩后使所述锤体组件400做自由落体运动；

高低温环境箱600，位于所述机架200的下部，且所述试样承载组件500设置在所述高低温环境箱600中，使得可以实现高低温试验，试样承载组件500及试样700完全放入高低温环境箱600里面，冲击试验在高低温箱内进行，不需要挪动试样700，保证高低温环境下试验结果的准确性。

具体实施中，动力单元100设置在机架200的顶部，机架200上设有施力传动机构和导向机构，动力单元100通过施力传动机构带动提锤组件300沿导向机构竖向移动，动力单元100为提锤组件300提供提升动力，当提锤组件300通过抓钩抓连锤体组件400时，由提锤组件300带动锤体组件400升降。

具体实施中，动力单元100为伺服电机，施力传动机构为竖向并由伺服电机通过带轮与皮带传动的丝杆，导向机构为光杆，丝杆和光杆各设有两根，两根丝杆和两根光杆分别相对提锤组件300的中垂线左右对称设置。丝杆转动过程中带动丝母上下移动，丝杆竖向穿过锤体组件400的锤体框架403并与丝母固定连接，使得提锤组件300可随丝杆的丝母上下移动并由光杆进行导向。

具体实施中，锤体框架403的左右两侧分别设有与光杆滑动配合的导向滑槽，当提锤组件300与锤体组件400脱钩后，锤体组件400将沿着光杆自由滑落并冲击楔形锤506，以剥离试样700。

具体实施中，机架200上还设有第一测速传感器和第二测速传感器，锤体框架403上设有测速检测片；当锤头402与楔形锤506表面接触瞬间，第一个测速传感器与测速片相感应以用于初速度测试；当锤头402冲击楔形锤506后，锤体组件400与楔形锤506一起下落至预设位置时，在一实施例中，预设位置为当锤头402冲击楔形锤506后，锤体组件400与楔形锤506一起下降50mm的位置，此时，试样700被剥离完成，第二个测速传感器与测速片相感应以用于末速度测试。通过测得的初速度和末速度，以便于对冲击试验进行分析。

具体实施中，所述配重物401为砝码，所述锤体框架403的框架内设有竖直的螺杆，所述砝码套设在所述螺杆中并通过所述螺杆上的螺母拧紧固定，锤体组件400可通过增加砝码变换重量，能量调节范围广，而且调节方便。

本实施例的用于冲击试验的试样承载组件及胶粘剂劈裂冲击试验机还包括控制箱，控制箱的系统软件用于控制用于冲击试验的试样承载组件及胶粘剂劈裂冲击试验机动作并采集拉冲传感器502数据。控制箱内还设有对拉冲传感器502数据进行分析处理的高速数据调理仪及高速数据采集卡。

本实施例的用于冲击试验的试样承载组件及胶粘剂劈裂冲击试验机的试验步骤如下：

步骤一、装样：打开高低温环境箱600的前门，将试样700与拉冲传感器502用螺栓504和垫板503固定牢固，并关闭高低温环境箱600前门；

步骤二、定位：高低温环境箱600顶盖自动打开，锤体组件400下降，接触到楔形锤506表面时，锤体组件400停止下降，然后反向提升；

步骤三、温度设定：根据需要设置高低温环境箱600的试验温度以及保温时间；

步骤四、冲击：保温完成后，按设定能量提升锤组件将到设定高度，抓钩自动张开，锤体组件400沿第二导向机构自由落下冲击楔形锤506，楔形锤506的刀刃505将粘胶剂粘接的试样700剥离开；

步骤五、抓锤：提锤组件300下降自动抓锤，并将锤体组件400提升到安全高度，高低温环境箱600自动门关闭继续保温；

步骤六、试验结果：统软件对当次试验的数据采集、曲线拟合和力值进行分析。

本实施例的工作原理如下：

用于冲击试验的试样承载组件及胶粘剂劈裂冲击试验机工作时，提锤组件300的抓钩与锤体组件400挂连后，由动力系统带动提锤组件300将锤体组件400从零位提到设定高度，待高低温环境箱600保温到设定时间后，按下为控制箱上的冲击按钮，提锤组件300的抓钩会自动与锤体组件400脱钩，锤体组件400将沿着第一导向机构自由落体并冲击试样承载组件500上的楔形锤506，楔形锤506向下运动时其刀刃505将粘和的试样700劈裂，系统软件通过冲击力值传感器，高速数据调理仪及高速数据采集卡采集冲击瞬时的力-时间曲线，通过测速系统测出冲击速度，自动计算出位移，并通过积分获取力-位移曲线。

进一步，试验过程中，对冲击试样700前后瞬时速度进行测算，根据动能差计算出试样700吸收的能量，然后通过软件再进行f-s曲线拟合，这样计算出的结果更精确，基本可忽略锤体组件400沿第二导向机构的能量损失。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。