专利名称：材料试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种材料试验机，特别是涉及一种材料试验机，它设有一对箱形柱，垂直地安置在相对侧；一对螺杆，可转动地分别安置在上述一对立柱中；一安放在两立柱之间的横架，横架的相对端部分别通过螺母与上述一对螺杆配合；以及分别与横架和试验机固定部连接的夹头，这样当一对螺杆旋转时，就可使横架移动，从而对由夹头卡持的测试件施以拉伸负载等。
材料测试，尤其是通过施加拉伸负荷或压缩负荷对一测试件进行静态材料测试，是由图9所示的材料试验机来实现的。在图9中，材料试验机有一对箱形立柱M(断面为U形)，垂直地安置在相对侧；分别安置在一对立柱中的可转动螺杆S；一安放在一对立柱M之间的横架K，横架K的相对端部分别通过螺母N与螺杆S配合。由于图9是部分剖视图，所以只有右半部分的立柱M呈剖视状。当螺杆被驱动而转动时，横架K开始移动，于是向上/向下运动，从而对卡持在一对夹头Y和Y之间的测试件TP施以拉伸负荷等，一对夹头分别与横架K和机台D连接，这样就可对测试件TP进行拉伸强度试验等。图中LS所示为一检测载荷值的测力计。
在这种材料试验机中，每一个立柱M都尽可能作成是完好的箱形的，因为我们不希望灰尘进入箱中影响螺杆运行，当然也不希望测试操作者的手等被螺纹部缠绞的危险出现。但是由于必须在两立柱M之间安放横架K，并使横架K的相对端部分别与螺杆S配合，所以一对立柱M的相对面(内面)作成开口形，这就是每一个立柱M的断面呈U形的缘故。为了防止灰尘侵入或其它物体进入，也为了安全，在上述开口处设置了波纹件Z和Z，作为防护屏障，如图9所示。通过设置这种波纹件Z和Z，横架K的上下移动得以保证，而且防止灰尘或其它物体的进入和保证安全也得以实现。
尽管在现有技术的材料试验机中，波纹件Z和Z可以作为防护屏障用，以防止灰尘和其它物体入内，并保证安全，但仍出现下述问题。
这就是，波纹件Z和Z是由纸张，橡胶等制成，以便能进行折叠。这样，波纹件Z和Z在强度上是弱的，因而波纹件Z和Z可能变形，另外，当手或操作工具偶然进入波纹件Z和Z中时就有可能碰撞到螺杆，那是危险的。另外，当横架K上下运动进行测试时，其中之一的波纹件Z和Z就有可能过度拉伸而产生扭曲。当这种扭曲重复多次时，波纹件Z和Z就会在扭曲位置的折叠部断裂。再者，在横架K运动其上位置或下位置时，波纹件Z和Z就伸展或压缩，但波纹件Z和Z的厚度值是一给定值，所以横架K的运动量(行程)是受折叠部的厚度限制。这就出现一个问题横架K的有效行程被缩短了。
本发明的一个目的是提供一种能解决上述问题的材料试验机。
根据本发明第一方面特点，上述目的可以通过下述材料试验机而实现，该试验机有一对箱形立柱，垂直地设置在相对侧；一对螺杆，可转动地分别安置在上述一对立柱中；一安放在一对立柱之间的横架，横架的相对端部通过螺母分别与所述一对螺杆配合；分别与横架和机器固定部连接的夹头，因此当螺杆转动时，它使横架移动，从而对夹头卡持的测试件施以拉伸载荷等，本发明特征在于在横架两相对侧靠近螺杆内侧处分别设有空隙部，板状封盖件沿螺杆方向安置，并分别通过上述空隙部，这样就分别将位于箱形立柱中的螺杆封闭住。
在上述材料试验机中，横架在螺杆旋转时最好能上下运动。
另外，在横架的两相对端部靠近螺杆内侧处最好设有缝槽，上述板状封盖件就分别通过该缝槽而安置。
再者，横架最好设有一对框架部，两框架部相对而设，在它们之间形成单一的空间用作上述空隙部，这样板状封盖件就可通过该单一空间而安置。
在上述根据本发明第一方面特点的材料试验机中，仍然存在着外来物体进入横架与板状封盖件之一之间的空隙的危险，因此当外来物体置于横架和板状封盖件之间而试验机继续运转时，就有可能产生机械断裂或损坏。
为消除这一危险，根据本发明第二方面特点提供了一种材料试验机，它包含有一对箱形立柱，垂直地设置在相对侧；一对螺杆，可转动地分别安置在上述一对立柱中；一安放在上述一对立柱间的横架，横架的相对端部通过螺母分别与一对螺杆配合；分别与横架和机器固定部连接的夹头，这样，当一对螺杆旋转时，它使横架移动，从而对由夹头卡持的测试件施以拉伸载荷等，本发明特征在于在横架两相对侧靠近螺杆内侧处分别设有空隙部，板状封盖件沿螺杆方向安置，并分别通过上述空隙部，这样就分别将位于箱形立柱中的螺杆封闭住，至少有一只板状封盖件是可以沿螺杆方向移动的，这样当该板状封盖件移动时，试验机就停止运行。
在上述根据本发明第二方面特征的材料试验机中，每一个空隙部最好具有较宽的取值范围。
在上述根据本发明第二方面特征的材料试验机中，最好在横架的相对端部靠近螺杆内侧处设有贯通的缝槽，这样板状的封盖件就可分别通过该缝槽而安置。
在上述根据本发明第二方面特征的材料试验机中，最好设有一个检测装置，用来检测至少其中一个板状封盖件的移动，这样根据来自检测装置的信号，测试机就停止运行。
在上述根据本发明第二方面特征的材料试验机中，最好在至少一个板状封盖件上设有制动装置，这样可将该至少一个板状封盖件止挡在横架和检测至少一个板状封盖件的位移的检测装置上，由于设置了将至少一个板状封盖件止挡在横架上，所以根据来自检测装置的信号测试机就停止运行。
现结合附图对本发明实施例作进一步详细的说明。
图1为部分剖面的正视图，表示出根据本发明第一方面特征的材料试验机的一个实施例构形；图2为一透视图，表示出图1所示材料试验机主要部分构形；图3为部分剖面的正视图，表示出根据本发明第一方面特征的材料试验机的另一实施例构形；图4为一透视图，表示出图3所示材料试验机主要部分构形；图5为部分剖面的正视图，表示出根据本发明第二方面特征的材料试验机的一个实施例构形；图6为一透视图，表示出图5所示材料试验机主要部分构形；图7为一透视图，表示出图5中所示的材料试验机上的检测装置；图8为一部分剖面的正视图，表示出根据本发明第二方面特征的材料试验机的另一实施例构形；图9为一部分剖面正视图，表示出现有技术材料试验机的构形。
图1与图9相似，表示出根据本发明第一方面特征的材料试验机的一个实施例。在图1所示材料试验机中，一对螺杆2可转动地分别安置在一对箱形立柱1(断面呈U形)中，立柱1垂直地安置在两相对侧处。在立柱1之间安放了一横架3，横架的相对端部通过螺母4分别与螺杆2配合。一对夹头5和5分别与横架3和机台6连接，这样，测试件7就能卡持在夹头5和5之间。当螺杆2被驱动而旋转时，它使横架3上下运动，以便对夹头卡持着的测试件7施以拉伸载荷等，从而测试出测试件7的拉伸强度等。图中标号8所指为一检测载荷值的测力计。横架3的构形与现有技术相似为箱形结构，但在横架纵向中部处设有一通孔3H，以便上夹头5的上端部能通过通孔3H与测力计连接来测定测试件7的载荷。图中标号9表示出连接杆。
上述构形与图9所示现有技术的没有什么不同，但本发明这个实施例与现有技术材料试验机不同，不同点在于在横架3两相对端部靠近螺杆2内侧处设有缝槽3S，另外测试机还设有板状封盖件10，它们固定在立柱1上，并沿螺杆2方向分别通过上述缝槽3S(图中未示出左边的缝槽)。上述＂靠近内侧＂是指靠近螺杆2的螺杆2的内侧处。缝槽3S的位置最好处于使其能封盖住U形断面立柱1的开口侧。如果每个缝槽3S太靠近其对应的螺杆2，则缝槽3S和螺母4之距离减小，于是机械强度减弱，从而引起诸如断裂等问题出现。因此，考虑到上述情况，缝槽3S和螺母中之间的距离值必须设定得合适。螺杆2应设置得使其能被板状封盖件10分别封闭在立柱1中。这种封闭不是很理想的，因为板状封盖件10和立柱1之间有间隙，但螺杆2还是基本上分别封闭在立柱1之中。
横架3上每一个缝槽3S的形状如图2所示，图2表示出图1所示实施例的主要部分。从图2可看出，缝槽3S沿垂直于横架3的纵向方向伸展，板状封盖件10作成能插入缝槽3S中并因此通过缝槽3S。横架3和封盖件10之间距离应保持恒定，这样它们就不会互相接触，即使测试时横架3前后移动时也不会接触。当然，尽管设有板状封盖件10，横架3还是可以上下运动的。板状封盖件10不仅可以用作挡板，防止灰尘和外来物体入内并确保安全，而且还避免了产生手和工具偶然意外进入波纹件中等问题。相应地，现有技术中波纹件扭曲的问题也就迎刃而解。另外，横架3可以在机台6和连接杆9之间上下运动，因此与现有技术比较，其有效行程加大了。在设有缝槽3S的本实施例还有一优点是，横架3还可以作成箱形，从而具有较大机械强度，好看的外形等。
图3所示是根据本发明第一方面特征的另一个实施例，也可以说是图1的改型。图3的实施例不同于图1和2所示的实施例，不同之处在于横架3的构形。这就是说，图3中的横架3不是图1和2中所示的那种长方实体，而是由一对横架框3P沿图3中前后方向伸展并相对设置而构成的，于是在这一对横架框3P之间就形成一空间。板状封盖件10就通过该空间。当然，测力计8横架在这一对横架框3P上以便测定载荷。图4类似于图2，透视地表示出图3主要部分构形。让板状封盖件11通过横架框3P之间空间这种构形与上述缝槽构形相比，不但可以减轻横架3的重量，便于加工和组装，而且还有一个优点就是，即使在测试时，横架3会出现或多或少横向振动，但在横架3和板状封盖件11之间不会产生接触。
尽管根据本发明第一方面特征的材料试验机具有上述图示实施例的特征，但仍然可利用这些特征构成其它实施例，而不超出本发明第一方面特征的范围。例如，图示实施例的立柱是垂直设置的，所以横架3是上下运动的。但是很自然，本发明也可应用到立柱呈水平设置的试验机上。本发明不仅可以应用到拉伸强度试验机上，而且可以应用到压缩强度试验机上。另外，本发明还可以应用到立柱垂直设置在机台上的情况。再者，从强度观点看，最好由金属材料或合成树脂来制作板状封盖体，但也可由纸材或橡胶材来制作封盖件。树脂材料可以作成透明的，这样就可看清立柱内部情况。本发明第一方面特征包括上述所有这些改变。
图5是部分剖视正视图，表示出根据本发明第二方面特征的材料试验机的一个实施例构形。
与本发明第一方面特征相似，在根据本发明第二方面特征的实施例的材料试验机中，一对螺杆2可转动地分别设置在一对水平断面呈U形的箱形立柱1中，箱形立柱1垂直地分别设置在两相对侧。横架3安放在一对立柱1之间，横架3的相对端部通过螺母4分别与螺杆2配合。一对夹头5和5分别与横架3和机台6连接，这样测试件7就可卡持在夹头5和5之间。当螺杆转动时，它使横架3上下运动，从而对夹头卡持着的测试件7施以拉伸载荷等，以便测试出测试件7的拉伸强度等。标号8所指为一检测裁荷值的测力计。横架3的构形为一长方实体，其纵向中间处设有一通孔(未示出)。夹头5的上端部穿过通孔与测力计8连接，以便测定出测试件7上的载荷。标号9所指为一连接杆。
在图5所示的根据本发明第二方面特征的本实施例中，在横架3两相对端部和靠近螺杆2内侧处分别设有大范围空间部3K，板状封盖件30设置得沿螺杆2方向并穿过大范围空间3K(图中未示出左边内部情况)，这样，板状封盖件30就能分别相对于立柱做上下运动。上述＂靠近螺杆2内侧＂是指＂分别靠近螺杆2并在螺杆内侧处＂。大范围空间的位置最好处于能使U形断面立柱1的开放侧得以封闭。如果每一个大范围空间3K与其相对应的螺杆2的距离太近，则大范围空间3K的端部和螺母4之间距离就减小，其结果是机械强度减弱，导致断裂诸如此类问题出现。所以，考虑到上述情况，距离值应设定在一合理范围内。螺杆2设置得可以由板状封盖件30分别封闭在箱形立柱1中。这个封闭不是理想的气密性封闭，因为板状封盖件30和立柱1之间有间隙存在，但螺杆2还是基本地分别地封闭在各自的立柱1中。
根据本发明第二特征的本实施例具有一个重要特征，就是板状封盖件30设置得可以上下运动。具体地说，板状封盖件30的各上端和下端都呈T形，弹性体12A和12B(例如，螺旋弹簧)则安置在板状封盖件30的T形端面和机架之间。螺旋弹簧设置得可以是压缩弹簧，也可以是拉伸弹簧。随着板状封盖件30的上下运动出现，就有一信号输出，根据该信号，机器就停止其运行。如图5所示，每个板状封盖件30上都用螺钉15和16分别固定着制动件13和14，它们位于横架3的上方和下方。固定螺钉15和16通过板状封盖件30上所形成的缝槽30S分别与板状封盖件30后侧面上的螺母机构17和18螺纹锁合。螺母机构应作得使分别与螺钉15和16进行螺纹锁合的螺母在接触板状封盖件30时，这种接触是弹性的。另外，当螺钉15和16松动时，制动件13和14可以沿缝槽30S移动，从而使其固定在所要求的位置。
在上述构形中，不仅当横架3在完成测试后运动行程大于预定量时，它会碰靠在制动件13(14)上，而且当横架3进一步运动时，板状封盖件30还会受到螺旋弹簧12A和12B的弹力作用。上述运动由检测机构SK进行检测。图7详细地表示出检测机构SK情况。正如图7所示，一U形框架19固定在板状封盖件30的后面上，它有一个光发射部20和一个光接收部21。遮光板22架设在支座23上，并插在U形框架19之中，支座23设置在机台6之上。在图7所示状态下，遮光板起遮光作用，所以设有信号从光接收部21传出。当板状封盖件30顶着螺旋弹簧12A和12B的弹力而运动时，则遮光状态消除，于是板状封盖件30的运动就被检测到。
另外，当比如说一外来构体置于板状封盖件30和横架3的螺母4之间时，横架3就和板状封盖件30就结合成一体，于是板状封盖件30就会由横架的运行而被带动。在这种状况下，光接收部21就会输出一个监测信号。
尽管图5所示的空间3K是设在横架3上的大范围空间，但并不是一定要在横架3上设这种大范围空间，也可以设置缝槽，只要缝槽所具有的空间能让板状封盖件30分别通过其中就行。在图8所示情况下，缝槽3S设置得沿垂直横架30纵向伸展，这样制备得可以插入缝槽3S的板状封盖件30就可通过缝槽3S了。横架3和板状封盖件30之间的距离须保持恒定，这样即使测试时横架3前后移动，它们也不会互相接触。当然，很重要一点是，尽管设有板状封盖件30，横架3仍能上下运动。板状封盖件30不仅可以作为屏障，防止灰尘和外来物体侵入，并确保安全，而且还可以防止手或工具意外进入波纹件中那种情况发生。这样，现有技术中波纹件产生扭曲的问题就迎刃而解了。再者，横架3可以在机台6和连接杆9之间上下运动，所以与现有技术相比，其有效行程扩大了。在设有缝槽3S的本实施例中，还有一个优点，这就是横架3还可以作成实体长方形，这样就可具有较高机械强度，理想的外观等等。
在这个实施例中，板状封盖件30同样设置得可以上下运动。也就是说，每个板状封盖件30的上端部通过连接杆9的下表面，而其下端部则通过机台6。在这种情况下，机台6上的通孔尺寸应作得尽可能接近板状封盖件30的尺寸，以减少两者之间的间距。此外，在板状封盖件30的各端部设有T形板30T。螺旋弹簧24和25分别设置在T形板30T和连接杆9之间以及T形板30T和机台6之间。
于是，板状封盖件30在弹力作用下可以做上下运动。此外，在连接杆9和机台上对着T形板30T处还分别设有微开关26和27。在上述构形中，当例如一外来构体卡塞于横架3和板状封盖件30之间时，板状封盖件30就会随横架的运动而上下运动。然后，微型开关26(27)立刻启动，输出一信号，于是机台上的驱动机构就紧急停动，以避免机器产生断裂、损伤等事故。即使由于操作者疏忽，将其手或工具放入横架3和板状封盖件30之间时，测试也会立即安全地停止运行。
尽管根据本发明第二方面特征的材料试验机体现在附图中的实施例具有上述特征，但还可以利用这些特征进行构形变化，而这种变化还包括在本发明第二方面特征范围内。尤其是本发明第二方面特征在于在横架中设有空间部。该空间部的尺寸可以介于大范围空间尺寸和缝槽尺寸之间。例如，每个空间可以作成三角形，在其底边处设有一缝槽。此外，如图5中制动装置那样，制动机构应设置得使板状封盖件能在横架3出现不正常运动时产生移动。在这种情况下，制动机构件的构形却不限制于附图中所示的板状形状。例如，制动件的功能可以由制动件的固定螺钉来发挥。再有，监测板状封盖件运动的检测机构也不限制于附图中所示的光学检测机构或微开关之类。例如，检测机构可以是这样一种开关机构，其中，试验机驱动线路(由一电路构成)的开启或关闭是随着板状封盖件是否移动而定。另外，在上述实施例中制动机构可以设置成是固定的，然而，它们也可以设置得使其安装位置是可变的。即使在制动机构位置可变的情况下，还可以设置多个孔来代替实施例中设置在板状封盖件上的缝槽。再有，实施例中所示立柱为垂直设置的，因而横架是上下运动的。但是，本发明自然也可以应用到立住是水平设置的试验机上。本发明不仅可以应用到拉伸强度试验机上，而且也可以应用到压缩强度试验机上。本发明还可以应用到立柱设置在机台上的情况。从强度观点出发，最好用金属材料或树脂材料制备板状封盖件，但是板状封盖件也可以用纸材或橡胶材料来制备。而且橡胶材料还可以作成是透明的，这样可以观察内部情况。本发明第二方面特征包括所有这些变换。
如上所述，根据本发明第一方面特征的材料试验机解决了现有技术中波纹件出现的问题。这就是说，用来保护螺杆的封盖件有足够的强度，即使在手或工具意外进入封盖件中情况下也不会变形。因此就不会产生手或工具接触螺杆的危险。另外，也不存在现有材料试验机出现的波纹件扭曲问题。再者，由于设有波纹件介入横架的上下运动，所以横架可以在机台和连接杆之间上下运动，于是横架的有效行程比现有技术大为扩展。
在根据本发明第二方面特征的材料试验机中，除了本发明第一方面特征之外，还加有其它特征，即板状封盖件设置得可以移动；当检测到板状封盖件有移动时，试验机就停止驱动，从而限制了横架的运动量。因此，除了根据本发明第一方面特征的构形所具有的效果以外，根据本发明第二方面特征的构形还具有这样的优越性，即当外来物体进入横架和板状封盖件之间而出现不正常状况时，试验机能停止运行，从而避免试验机损坏，安全得到保证。
权利要求
1.一种材料试验机由下列部分组成一对箱形立柱，垂直地设置在两相对侧；一对螺杆，可转动地设置在对应的上述一对立柱中；一安放于所述一对立柱之间的横架，横架的两相对端部通过螺母分别与所述一对螺杆配合；以及分别与所述横架和机器固定部连接的夹头，于是当所述螺杆转动时，它使所述横架运动，从而对所述夹头卡持的测试件施以拉伸载荷等，本发明的特征在于在所述横架两相对端侧和靠近所述螺杆内侧处分别设有空间部，沿所述螺杆方向设有分别通过上述空间部的板状封盖件，从而使所述螺杆分别封闭在所述的箱形立柱中。
2.根据权利要求1所述材料试验机，其特征在于当所述螺杆转动时所述横架作上下运动。
3.根据权利要求1所述材料试验机，其特征在于在所述横架两相对端侧和靠近所述螺杆内侧处设有贯通的缝槽，所述板状封盖件设置得分别通过所述缝槽。
4.根据权利要求1所述材料试验机，其特征在于所述横架设有一对框形部，所述框形部相对而设，从而在两者之间形成一单一空间作为所述空间部，所述板状封盖件就设置得通过该单一空间。
5.一种材料试验机由下列部分组成一对箱形立柱，垂直地设置在两相对侧；一对螺杆，可转动地设置在对应的上述一对立柱中；一安放于所述一对立柱之间的横架，横架的两相对端部通过螺母分别与所述一对螺杆配合；以及分别与所述横架和机器固定部连接的夹头，于是当所述螺杆转动时，它使所述横架运动，从而对所述夹头卡持的测试件施以拉伸载荷等，本发明的特征在于在所述横架两相对端侧和靠近所述螺杆内侧处分别设有空间部，沿所述螺杆方向设有分别通过上述空间部的板状封盖件，从而使所述螺杆分别封闭在所述的箱形立柱中，至少有一个所述板状封盖件设置得能沿螺杆方向移动，并由于该板状封盖件的移动而使得试验机停止运行。
6.根据权利要求5所述材料试验机，其特征在于每一个所述空间部都形成有一个大范围的空间。
7.根据权利要求5所述材料试验机，其特征在于在所述横架两相对端侧和靠近所述螺杆内侧处设有贯通的缝槽，所述板状封盖件设置得能分别通过所述缝槽。
8.根据权利要求5所述材料试验机，其特征在于设有一个能检测所述至少一个板状封盖件移动的检测机构，当所述检测机构送出一信号时，所述试验机就停止运行。
9.根据权利要求5所述材料试验机，其特征在于在所述至少一个板状封盖件上设有制动机构，它使所述至少一个板状封盖件制动于所述横架上，还设有检测机构，用来检测由于所述至少一个板状封盖件制动于所述横架上后所述至少一个板状封盖件的移动，这样当检测机构发出信号时，所述试验机就停止运转。
全文摘要
一材料试验机由一对垂直设立箱形立柱，一对位于立柱中的螺杆，一位于立柱之间并与螺杆配合的横架以及两夹头组成。当螺杆转动时，横架运动，对由夹头卡持的测试件施一拉伸载荷等。本发明特点是在横架两端靠近螺杆内侧处分别设有空间部，板状封盖件穿过该空间部沿螺杆方向面设置，从而将螺杆封闭在立柱中。至少一个板状封盖件设置得使其能沿螺杆方向的运动，这样当该板状封盖件移动时，试验机就停止运行，以保证安全。
文档编号G01N3/00GK1164025SQ9710048
公开日1997年11月5日 申请日期1997年1月30日 优先权日1996年2月28日
发明者北冈隆 申请人:株式会社岛津制作所