一种大吨位耐火材料力学性能试验机的加荷机构的制作方法

一种大吨位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大吨位耐火材料力学性能试验机的加荷机构，其包括两根由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（4）组成的框架，在横梁上设置有用于向试样施压的梯形丝杠副加压装置，所述的梯形丝杠副加压装置包括伺服电机（7）、蜗杆（9）和蜗轮（10）、丝杠以及压力传感器（12）、试验压棒（13），伺服电机通过联轴器（6）和蜗杆连接，蜗杆（9）和蜗轮配合，蜗轮的中心孔内侧为丝母，丝杠与丝母配合，丝杠通过法兰（11）连接压力传感器（12），压力传感器连接试验压棒（13）。本实用新型调速平稳可靠，精度更高、体积小，重量轻，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】一种大吨位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，特别是一种大吨位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。杠杆式加荷机构，由于加载臂稳定性问题，不适宜大吨位动态连续加载。
[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，采用了双丝杆螺旋传力方式，其不足之处在于:①两根立式丝杠的转动，驱动动横梁上下移动，两根丝杠的同步性差，因而会造成动横梁上下移动时的些许差异，不平衡，影响加压过程的稳定性。②电机和多级减速机安装在试验机下部的底座箱中，通过同步带或多组齿轮同时驱动两根立式丝杠的转动，由于加工精度难于保障、安装要求较高，力传递的同步性较差，加载不稳定。③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，传动大吨位力时，需要较大的体积，不仅力传递不平稳，而且还造成试验机
结构庞大。?电机为单相或三相电机，由变频器调速，可调范围窄，精度差。

【发明内容】

[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术中多级杠杆加载力臂不稳和双丝杆螺旋加荷机构电机驱动、变频调速、多级减速、两组丝杠副传动施加荷载的不平稳、体积庞大等缺点，而提供一种大吨位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:其包括两根由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，在横梁上设置有用于向试样施压的梯形丝杠副加压装置。
[0008]所述的梯形丝杠副加压装置包括伺服电机、蜗杆和蜗轮、梯形丝杠以及压力传感器、试验压棒，伺服电机通过联轴器和蜗杆连接，蜗杆和蜗轮配合，蜗轮的中心孔内侧为丝母，丝杠与丝母配合，丝杠通过法兰连接压力传感器，压力传感器连接试验压棒。
[0009]所述的伺服电机和联轴器之间通过减速器连接。
[0010]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，而普通电机变频器调速和多级减速机调速；以伺服电机(或加一级减速器)代替普通电机(变频调速或多级减速器)为驱动元，平稳可靠。②伺服电机输出范围广，可调精度高，实现恒应力加载、恒位移加载、恒应力-恒位移复合加载的无扰切换。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。⑤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】
[0011]附图1是本实用新型的结构示意图。
[0012]图中，1、底座箱，2、试验炉炉体，3、立柱，4、横梁，5、减速器，6、联轴器，7、伺服电机，8、梯形丝杠，9、蜗杆，10、蜗轮，11、法兰，12、压力传感器，13、试验压棒。
【具体实施方式】
[0013]结合【专利附图】

【附图说明】本实用新型的具体实施例。
[0014]如附图所示:包括两根由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4组成的框架，在横梁4上设置有用于向试样施压的加压装置，所述的施压装置包括伺服电机7、联轴器6、蜗杆9和蜗轮10、梯形丝杠8以及压力传感器12、试验压棒13。伺服电机7和联轴器6之间可直接连接，也可通过减速器5和联轴器6连接，本实施例的伺服电机7和联轴器6之间通过减速器5连接。联轴器6与蜗杆9相连接，蜗杆9连接蜗轮10，蜗轮10的中心孔为与梯形丝杠8相配合的梯形丝母，梯形丝杠8与蜗轮10中心孔的梯形丝母组成梯形丝杠副，梯形丝杠8的下端以法兰11连接压力传感器12，压力传感器12下连接试验压棒13。
[0015]操作要点:
[0016]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。
[0017]②启动伺服电机8，并将无级调速调至所需转速；伺服电机7通过减速器5、联轴器6带动蜗杆9、蜗轮10，蜗轮10内的梯形丝母带动与其配合的梯形丝杠8向下移动，梯形丝杠8下端通过法兰11连接的压力传感器12也就随之向下移动，压力传动器12带动试验压棒13,对试样施压。
【权利要求】
1.一种大吨位耐火材料力学性能试验机的加荷机构，其特征是:其包括两根由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(4)组成的框架，在横梁(4)上设置有用于向试样施压的梯形丝杠副加压装置。
2.根据权利要求1所述的大吨位耐火材料力学性能试验机的加荷机构,所述的梯形丝杠副加压装置包括伺服电机(7)、蜗杆(9)和蜗轮(10)、梯形丝杠以及压力传感器(12)、试验压棒(13)，伺服电机(7)通过联轴器(6)和蜗杆(9)连接，蜗杆(9)和蜗轮(10)配合，蜗轮(10)的中心孔内侧为丝母，丝杠与丝母配合，丝杠通过法兰(11)连接压力传感器(12)，压力传感器(12)连接试验压棒(13)。
3.根据权利要求2所述的大吨位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(7)和联轴器(6)之间通过减速器(5)连接。
【文档编号】G01N3/16GK203455239SQ201320447243
【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, 李晓睿, 刘克, 谭丽华, 邵昕, 申西杰 申请人:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司