专利名称：教学用材料试验机的制作方法
技术领域：
教学用材料试验机，是用于材料力学实验教学中所用的一种材料试验机，用来测定材料的机械性能参数。
现在的工厂或科研单位所使用的材料试验机种类型号较多，有油压的和机械的，这些设备结构复杂而且体大力重，价格昂贵，有很多的大专院校、中专学校和技工学校的材料力学课的大载荷教学实验，都是在工厂或科研单位所使用的万能材料试验机上进行的。由于价格昂贵，利用率低，多数学校不能配备多台供学生分组试验用，很多学校至今还没有这样的设备，使教学的效果受到一定的影响。
本实用新型的目的是鉴于上述情况而制造一种结构简单、体积小、重量轻、造价低廉，又能在最大载荷和试验精度方面都能达到教学实验要求的材料试验机。
本实用新型的任务是按如下设计方案完成的。即教学材料试验机由下横梁(1)，两根立柱(2)，上横梁(10)构成的矩形框架。下横梁(1)固定在底座(30)上。上横梁(10)前后两侧面焊有四块筋板(11)，筋板(11)上平面和上横梁(10)上平面呈同一水平面。上横梁(10)按两拉杆(14)间距对称制有可供拉杆(14)自由滑动的圆孔。两拉杆(14)穿过上横梁(10)的圆孔与顶梁(19)、工作台(5)栓接成矩形框架。工作台(5)两端与两立柱(2)内侧成半圆柱面滑道配合，其左端固定有连杆(6)。连杆(6)与载荷显示、自动绘图装置(12)的相应齿条相连，齿条与固定在卷筒同轴上的齿轮啮合。下横梁(1)和工作台(5)相对装有一对夹头(3)。工作台(5)上面中间安放有压座(7)，上横梁(10)下面中间装有压头(9)。本实用新型的特殊之处是在上横梁(10)与顶梁(19)之间，两拉杆(14)内侧装有油压千斤顶(20)、测力弹簧组(27)和缓冲器(15)。
测力弹簧组(27)是由规格、性能相同的数个弹簧并列组成，各弹簧的上下端分别固定在上端钢板(25)和下端钢板(28)上。下端钢板(28)按中心水平固定在上横梁(10)的筋板(11)上。
油压千斤顶(20)安装在上横梁(10)与顶梁(19)之间，两拉杆(14)的中间，其下底水平地固定在上端钢板(25)上面，油压千斤顶(20)的调整螺杆上端固定在顶梁(19)上。
缓冲器(15)对称地固定装在油压千斤顶(20)两侧的上端钢板(25)上。缓冲器(15)主要由油箱(21)、油缸(22)、活塞(23)、单向阀(24)、提阀杆(17)、缓冲器拉杆(16)、缓冲器横梁(18)所构成。油箱(21)里面装有机油，油缸(22)固定在油箱(21)内，活塞(23)在油缸内，活塞杆的上端固定在缓冲器横梁(18)上。缓冲器拉杆(16)穿过上端钢板(25)，上端固定在缓冲器横梁(18)上，下端固定在下端钢板(28)上。油缸(22)下部带有支腿，支在油箱(21)底上，使油缸(22)底离开油箱(21)底一定距离，油缸(22)的底的中间制有阀孔，阀孔上装有单向阀(24)，单向阀(24)与阀孔成圆锥面配合，其圆锥面上制有断面微小的缺口。提阀杆(17)下端伸在油箱(21)里，拐到油缸(22)底的下面可托起单向阀(24)的位置，上端露在油箱(21)外带有挂钩。
测力齿条带动杆(13)右端固定在上端钢板(25)上，左端与载荷显示，自动绘图装置(12)的测力齿条相连。载荷显示、自动绘图装置(12)右端固定在上横梁(10)的左端。
本实用新型由于采用油压千斤顶(20)为动力，可直接用手操作，不用电力，最大拉压力为40KN，足以拉断横截面直径为10毫米低碳钢试件和压裂横截面直径为8毫米的灰口铸铁试件。除做材料的拉伸，压缩试验外，如果配备相应附件，又可做材料的剪切，弯曲等试验，该材料试验机，很适用于材料力学教学实验。可模拟生产和科研用的万能材料试验机做材料的拉伸，压缩等试验。载荷显示误差小于3％，重量轻、体积小、造价低，这样将会使各有关学校节省实验室的投资，加快实验室的基本建设，及时地配合教学，提高教学质量。
下列附图描述了本实用新型的一个实施例
图1是本实用新型的结构总图。
1、下横梁2、立柱3、夹头4、拉伸试件5、工作台6、连杆7、压座8、限压垫环9、压头10、上横梁11、筋板12、载荷显示、自动绘图装置13、测力齿条带动杆14、拉杆15、缓冲器16、缓冲器拉杆17、提阀杆18、缓冲器横梁19、顶梁20、油压千斤顶21、油箱22、油缸23、活塞24、单向阀25、上端钢板26、限载垫27、测力弹簧组28、下端钢板29、压缩试件30、底座附图是本实用新型的工作简图。该材料试验机用起重量为10吨的油压千斤顶(20)加载，用由20个压缩弹簧并列组成的测力弹簧组(27)测力，用油压缓冲器(15)缓冲试件断时测力弹簧组(27)产生的弹力。主体结构由两根立柱(2)与上横梁(10)，下横梁(1)栓接成钢架而成。
当油压千斤顶(20)加载时，顶起顶梁(19)，通过拉杆(14)带动工作台(5)上升。若夹头(3)装有拉伸试件(4)，则试件受拉。若压座(7)上放有压缩试件(29)，则试件受压，为使压缩试件(29)被压裂后，不致于在压头(9)和压座(7)之间继续受压而变碎，压座(7)上放有约为压缩试件三分之二高的限压垫环(8)，把压缩试件(29)套于环内。测力弹簧组(27)装在上横梁(10)和油压千斤顶(20)之间，分五排，每排四个，定位在两块厚度均为10毫米的下端钢板(28)和上端钢板(25)之间。下端钢板(28)固定在上横梁(10)的筋板(11)上，上端钢板(25)固定有油压千斤顶(20)和测力齿条带动杆(13)，加载时，测力弹簧组(27)受到油压千斤顶(20)的压力而与载荷成正比缩短(满载时缩短量为55.5至57.0毫米)，由测力齿条带动杆(13)和连杆(6)同时带动载荷显示，自动绘图装置(12)工作。为防止偶然超载而对弹簧的破坏，在上端钢板(25)和下端钢板(28)对称装有两对圆柱截面限载垫(26)。两个缓冲器(15)对称装在油压千斤顶(20)的两侧，主要由油缸(22)、活塞(23)，单向阀(24)、提阀杆(17)、油箱(21)，缓冲器横梁(18)和缓冲器拉杆(16)组成。油箱(21)固定在上端钢板(25)上，里面装满机油。油缸(22)固定在油箱(21)内。活塞(23)杆的上端固定在缓冲器横梁(18)上。缓冲器拉杆(16)穿过上端钢板(25)，上端固定在缓冲器横梁(18)上，下端固定在下端钢板(28)上。单向阀(24)侧面制有一宽、深各0.2～0.3毫米的三角形截面缺口，当上端钢板(25)随加载下降时，带动油箱(21)、油缸(22)同时下降，使活塞(23)拔起，单向阀(24)打开，油缸(22)进油。当试件断时，油压千斤顶(20)加给测力弹簧组(27)的压力即刻撤去，测力弹簧组(27)即刻回弹，带动油箱(21)、油缸(22)同时上升，活塞(23)相对压下，单向阀(24)关闭，油缸(22)中的机油从单向阀(24)的缺口中缓慢挤出。缓冲时间不少于4秒。为把材料在屈服阶段的锯齿型曲线画出，在屈服阶段结束之前要把缓冲器提阀杆(17)提起，挂在固定在油箱(21)的架杆上，以便在载荷小量回降而带动活塞(23)回压时，使单向阀(24)仍处于开的状态，而不致对活塞(23)产生阻力，当屈服阶段结束，要马上放下提阀杆(17)，否则缓冲器将失效。
权利要求1.一种材料试验机，特别是用于材料力学实验的教学设备，它包括上横梁(10)、下横梁(1)、立柱(2)、工作台(5)、顶梁(19)、拉杆(14)、夹头(3)、压座(7)、压头(9)上端钢板(25)、下端钢板(28)、载荷显示、自动绘图装置(12)，其特征在于，在上横梁(10)与顶梁(19)之间，两拉杆(14)内侧装有油压千斤顶(20)、测力弹簧组(27)和缓冲器(15)。
2.根据权利要求1所述的材料试验机，其特征在于，测力弹簧组(27)是由性能、规格相同的数个弹簧并列组成，各弹簧的上下端分别固定在上端钢板(25)与下端钢板(28)上，下端钢板(28)按中心水平地固定在上横梁(10)的筋板(11)上。
3.根据权利要求1所述的材料试验机，其特征在于，油压千斤顶(20)安装在上横梁(10)与顶梁(19)之间，两拉杆(14)中间，其下底水平地固定在上端钢板(25)上面，其油压千斤顶调整螺杆上端固定在顶梁(19)上。
4.根据权利要求1所述的材料试验机，其特征在于，缓冲器含由油箱(21)、油缸(22)、活塞(23)、单向阀(24)、提阀杆(17)、缓冲器拉杆(16)、缓冲器横梁(18)构成，缓冲器对称地固定装在油压千斤顶(20)两侧的上端钢板(25)上。
专利摘要本实用新型是为材料力学教学实验提供的一种材料试验机，该机用油压千斤顶加载，用压缩弹簧并列组成的测力弹簧组测力，用油压缓冲器缓冲试件断裂时测力弹簧组产生的弹力。该机结构简单、重量轻、体积小、造价低廉、使用方便，最大拉压力为40KN，可拉断直径为10毫米的低碳钢试棒和压裂截面直径为8毫米的灰口铸铁试件。载荷显示误差小于3％。在最大加载和实验精度方面都能达到教学实验要求。
文档编号G09B23/10GK2041842SQ88221220
公开日1989年7月26日 申请日期1988年12月15日 优先权日1988年12月15日
发明者姚致国 申请人:姚致国