专利名称：具有伸缩式螺纹柱的材料试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及由螺纹柱的转动来驱动十字头而对试样进行加载的材料试验机。
图4为这种材料试验机的正视图，图5为该试验机左半部分结构的局部视图，其中省略了右半部分，因为左右两半部分是完全对称的结构。
在底面上左右竖立一对立柱1(图5)，这对立柱的下部支撑着工作台(底台)2的两端，同时上部安装有横框3。在工作台2上一对螺纹柱4分别竖立在左右两侧，这两个螺纹柱4与装在十字头5两端的一对螺母(未示出)构成螺纹啮合，这样就把十字头5支撑在螺纹柱4上。每个螺纹柱的下端与装在工作台下部的减速器6相连接，减速器6通过转轴7与电动机(未示出)相连接。
在工作台2的上面和十字头5的下面安装一对相对的夹具(未示出)，试样的两端固定在这两个夹具上之后，使上述电动机以所定方向转动，就可以把电动机的转动经过转轴7和减速器6传递给螺纹柱4使其旋转，从而使同螺纹柱4构成螺纹啮合的十字头上升。由此使固定在十字头5上的夹具也跟着上升，从而将拉伸负荷加在试样上。此外，图中的8是立柱1和螺纹柱4的保护罩。
可是，一般来说，上述的螺纹柱越长，设备的造价越高。在对长的试样进行试验时，必需根据试样的长度来延长十字头5和工作台2之间的距离，而已有技术的方法是采用换上更长的螺纹柱4来解决这一问题的可是在遇到例如在受拉伸载荷的试样的长度可能很长而其伸长量却很小的情况下，为了解决试验时十字头行程不够的问题，虽然可采用长的螺纹柱，但其实际使用的部分也只是上部很窄的范围，因此使用成本高的长尺寸的螺纹柱是不经济的。
本发明的目的是提供一种具有能对长试样进行试验的螺纹柱的材料试验机，但该试验机不必使用长的螺纹柱。
一旦结合
图1所示的实施例来说明本发明，就能基本上理解所述的发明的实施例的主要构成。具有伸缩式螺纹柱的材料试验机由下列组成一对可旋转地装配在工作台2上并可以随电动机旋转的中间杆25;一对按照试验片的变形量在所定范围内加工有螺纹的、可相对一对中间杆25进行伸缩并可同该对中间杆一体旋转的螺纹柱21;使螺纹柱21可在任意伸缩位置保持旋转的保持装置22U和22L;能够靠螺纹柱的旋转产生位移从而把载荷加在试样上的十字头5，该十字头5两端在一对螺纹柱21上构成螺纹啮合，该试样位于工作台2和十字头5之间。
在以上的基本结构中，通过使螺纹柱相对于杆伸缩，根据试样的长度调节工作台2和十字头5之间的距离，由保持装置22U、22L使螺纹柱21保持在其伸缩位置。于是在长试样的情况下，在螺纹柱伸长时，上述距离也增加。其后，把试样安装在工作台2和十字头5之间并利用电动机使中间杆沿所定方向旋转，螺纹柱21也同时旋转并驱动十字头对试样加载荷。
根据本发明，与十字头螺纹啮合的螺纹柱相对中间杆(通过电机的驱动可以旋转)可以伸缩，且可与中间杆一起旋转，因为这个螺纹柱可在任意伸缩位置保持转动，所以没有必要再使用成本高的长尺寸的螺纹柱，只要调节工作台和十字头间的距离即可完成对长试样的试验，从而达到降低成本的目的。
图1是示出了本发明具有伸缩式螺纹柱的材料试验机的一个实施例主要部件的局部剖视图。
图2是本发明支座的平面局部剖视图。
图3是转矩传递机构的结构放大剖视图。
图4是已有技术中试验机的正视图。
图5是图4中的试验机的驱动机构的局部详细图。
下面根据图1-3来说明本发明的实施例;
图1是本发明具有螺纹柱的材料试验机的左半部分结构的局部剖视图，其中和前述的图5的相同部件用同一代号表示。
在图1中同内装在十字头5内的螺母5a螺纹啮合的螺纹柱21上，拉伸试验时的十字头5的行程，即与试样的伸长量相对应的长度，加工有螺纹。这个螺纹柱21借助上下轴承支座22U，22L可旋转地保持在立柱1上。
于是螺纹柱21的上下轴21U，21L经过轴承31分别可旋转地从支座22U和22L的一端穿过，由于螺母32在螺纹部分21Ua，21La螺纹啮合，可以使螺纹柱21同轴承的内环相接合。另一方面，支座22U，22L的另外一端加工有如图2所示的槽22a，立柱1穿过这部分。23是油压缸，由于使贯通支座22U(22L)的杆23a收缩，而使支座22U，22L锁紧在立柱1上。另外上下支座22U，22L通过连接件33互相连接在一起，支座21L和升降油缸24的活塞杆24a相连接。
安装在工作台2下的减速器6和中间杆25相连，这个中间杆25可旋转地穿过工作台2，并伸出到上方。在中间杆25的上端，上述的螺纹柱21下部的轴21L的前端沿轴向可滑动地插入并能通过转矩传递机构40而固定。
这个转矩传递机构如图3中的放大图所示，它由下列部件构成同轴21L可滑动地装配的内环41，嵌合在该内环和中间杆25之间的外环42，用于压住外环的法兰43。由于把螺栓44从法兰上面伸到中间杆25的端面并拧紧，从而使外环42向下压。
因为内环41的外周面和外环42的内周面成锥形，所以当外环42压向下方时，借助楔型的作用，外环42被压到中间杆25的内周面上。内环41被压到轴21L的外周面上，借助这些手段，可以把中间杆25的旋转传递给轴21L，于是又把旋转传递给螺纹柱21。另外当螺栓44松开时，外环42向下方的挤压力就降低，因此轴21L可以在中间杆25内沿轴向滑动，根据上述的螺栓44的锁紧力，可以调节传递给螺纹柱的转矩。
虽然上面就左半部分的结构作了说明，但是右半部分和左半部分是完全对称的结构。
下面说明上述实施例的操作在对长试样拉伸试验时，按照下列步骤调节工作台2和十字头5间的距离。
首先把上述的转矩传递机构40的螺栓44拧松，使下部轴21L在中间杆25内能够滑动，同时使图2的油压缸23伸长，支座22U，22L和立柱1也处在滑动状态，在此状态下，当使升降油缸24的活塞杆24a伸长时，上下支座22U，22L边沿立柱1滑动边上升，因而随着下段轴21L在中间杆25内滑动的螺纹柱21和十字头一起上升，于是使螺纹杆21相对中间杆25伸长，其结果是使工作台2和十字头5之间的距离增大，当这个距离达到试样长度的相应尺寸时，就可以使升降缸24停止工作。
接着，在转矩传递机构40的螺栓44锁紧的同时，轴21L同中间杆25也处在可一体转动的状态，又使油压缸23收回，使上下支座22U，22L固定在立柱1上，使已安装在工作台2和十字头上的上下夹具(未示)夹住试样的两端。在这时沿所定方向启动电机，借助旋转轴7和减速器6而使中间杆25旋转，通过轴21L使螺纹杆21一起旋转。由此十字头5(于是上部夹具)上升而将拉伸力加在试样上。
此外，对短试样进行试验时，同样是使轴21L在中间杆25内处在能滑动的状态，而在支座22U，22L在立柱上处在可能滑动状态之后，就使升降缸24收缩，以便使工作台2同十字头之间的距离缩小到合适的大小。
如果利用上述试验机，不用长尺寸的螺纹柱就能对长的试样进行拉伸试验，特别是在本实施例中借助具有图3中所示的内环41和外环42的传递装置40就可以使中间杆25的旋转传递给螺纹柱21，因而可以可靠地使螺纹柱1同中间杆25成一体旋转，例如采用根据电机或者中间杆25的转数可以精确计算出十字头的行程值。
在上述实施例的结构中，工作台2构成底台，转承支座22U、22L构成保持装置。
此外，如果不用上述的转矩传递装置40，例如可以在轴21L的外圆周面和中间杆25的内圆周面上加工出互相啮合的花键或细齿，这时虽然螺纹杆21可以相对中间杆25伸缩，并且能与中间杆25一起旋转，但是因为在这种情况下是借助上述的花键或细齿的啮合部分的形状而使中间杆25的旋转和螺纹轴21L旋转不一定一致，所以会使根据电动机或中间杆25的转数计算出十字头25的行程的精度降低。
此外，对于上述的试验机，通过升降油缸24使螺纹轴21和十字头5升降的操作可以靠人来操作。此外，本发明保持装置的结构不受上述结构的局限。
权利要求
1.一种具有伸缩式螺纹柱的材料试验机，其特征是包括一对可旋转地安装在底台上的并依靠电动机可以旋转的中间杆；一对可同中间杆成一体旋转的螺纹柱，这对螺纹柱上加工有范围与试样长度相应的螺纹，并且可以相对上述的一对中间杆伸缩；使该螺纹柱可以在任意伸缩位置上保持旋转的保持装置；一个把载荷加在试样上的十字头，该试样位于工作台和十字头之间，该十字头两端部同上述一对螺纹柱螺纹啮合，并借助于螺纹柱的旋转产生位移。
2.如权利要求1所述的具有伸缩式螺纹柱的材料试验机，其特征在于，上述的一对螺纹柱的下端部带有一个没有加工出螺纹的圆柱状延长部分，这个延长部分插在位于上述一对中间杆的每个端部上用以承插延长部分的承插孔中，在该延长部分与承插孔之间设计有一个间隙，把根据轴向加压能产生径向压力的开口垫圈装入在该间隙中，这样就使上述一对螺纹柱能够相对于上述一对中间杆伸缩，并且可以同中间杆成一体旋转。
3.如权利要求1所述的具有伸缩式螺纹柱的材料试验机，其特征在于上述能使螺纹柱在任意位置上保持旋转的保持装置包括支撑上述螺纹柱上部或下部的轴承和具有通向不动立柱的油压式夹头机构的上轴承支座和下轴承支座。
全文摘要
一种不用长尺寸螺纹柱而能对长的试样进行试验的材料试验机，包括一对可旋转地安装在工作台2中并可依靠电动机进行旋转的中间杆25，一对可与中间杆成一体旋转的螺纹柱21，该螺纹柱上加工有范围和试样的变形量相对应的螺纹，并且可相对中间杆进行伸缩，一个使螺纹柱可在任意伸缩位置上保持旋转的保持装置22U和22L，一个依靠螺纹柱的旋转而移动的，从而把负荷加在试样上的十字头5，该试样在工作台和十字头之间，该十字头两端同一对螺纹柱螺纹啮合。
文档编号G01N3/16GK1068655SQ9210250
公开日1993年2月3日 申请日期1992年3月27日 优先权日1991年3月29日
发明者若林登, 布施寿则 申请人:株式会社岛津制作所