一种适用于万能试验机的条状农产品物料测扭装置的制作方法

本发明涉及材料测试技术，特别涉及一种适用于万能试验机的条状农产品物料测扭装置。

背景技术：

在用于农产品深加工的加工设备研发过程中，需要对条状农产品物料(如秸秆)的力学性质进行测试，以便适应性地调整加工设备的设计数据。虽然万能试验机已广泛应用于工程材料性能测试，但由于条状农产品物料(如秸秆等)的力学性质与工程材料相比存在较大差异，受力变形较大且尺寸形状不规则，不容易加工成合适的试样，所以秸秆物料力学特性的测定很难实现。

目前在这方面普遍使用的仪器设备和测试手段还不成熟，多采用简易手动试验装置。一方面测量精度和研究效率较低，另一方面，试验研究局限于静态或准静态状况下进行，不符合加工机具的实际工况。更重要的问题是在实际生产中，由于工况复杂，环境恶劣等原因，往往难以获得有关的测试参数。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种结构简单，操作方便的适用于万能试验机的条状农产品物料测扭装置。

为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种适用于万能试验机的条状农产品物料测扭装置，包括用于安装夹具的机架；所述机架包括相互平行的上支架和下支架，两者以竖向支架连接；在上支架安装上夹具，在下支架安装下夹具，两者具有重叠的竖向轴心线；在上支架活动安装第一齿轮，其轴心处设置带有内螺纹的通孔，在通孔中套装一根与其啮合的竖向丝杆；丝杆的上端通过联轴器接至万能试验机，并能在后者驱动下发生竖向位移进而带动第一齿轮转动；在上夹具的上部通过轴套固定安装第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮相互啮合。

本发明中，所述下支架的底部设置销孔，用于对接安装至万能试验机的底座。

本发明中，所述第二齿轮的直径大于第一齿轮的直径。

本发明中，所述的丝杆是滚珠丝杆。

本发明中，所述联轴器为刚性联轴器。

本发明中，所述上夹具是圆锥夹具，在其外围设置滑动圆环，滑动圆环上设有扣紧把手。

本发明中，在上支架固定设置轴承，所述第一齿轮的轴心处具有凸出部，该凸出部固定嵌套于轴承中。

本发明中，所述上支架上设置带轴承的限位支架，所述联轴器套装在轴承中。

本发明中，所述下夹具是虎钳式夹具，具有呈交叉布置的两根钳柄，交叉位置处设贯穿的支承轴；该支承轴活动连接至一根竖向螺纹杆的顶部；所述下支架上具有一个圆锥形凹槽，所述虎钳式夹具安装于凹槽中；螺纹杆穿过凹槽底部的通孔，其末端安装旋转把手，在转轴与凹槽之间的螺纹杆上套设弹簧。

本发明中，所述支承轴上设带有内螺纹的通孔，所述螺纹杆套装在通孔中，并能通过转动螺纹杆带动支承轴向下位移。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在上方设置有带有滑动环的弹性圆锥夹具，在下方设置有虎钳式夹具，可以针对不同横截面积的条状物料物料进行锁紧，具有扭矩可调、条状物料长度可控的特点；

2、本发明设置有刚性联轴器，可以和万能试验机对接，并且通过滚珠丝杆将万能试验机的上下直线运动转化成回转运动，再通过传动系统使夹紧装置进行回转运动，从而实现了条状物料物料的扭转；通过万能试验机的数据监测就能直接得出扭矩—变形曲线；检测过程稳定可靠快速，且省去了搭试验架添加传感器的繁琐过程。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明的实现方式进行详细描述。

如图1所示，适用于万能试验机1的条状农产品物料测扭装置包括用于安装夹具的机架14；机架14包括相互平行的上支架和下支架，两者以竖向支架连接；下支架的底部设置销孔，用于对接安装至万能试验机1的底座。在上支架安装上夹具(如圆锥夹具7)，在下支架安装下夹具(如虎钳式夹具10)，两者具有重叠的竖向轴心线；在上支架活动安装第一齿轮4，在上支架固定设置轴承，第一齿轮4的轴心处具有凸出部，该凸出部固定嵌套于轴承中。第一齿轮4的轴心处设置带有内螺纹的通孔，在通孔中套装一根与其啮合的竖向的滚珠丝杆3；滚珠丝杆3的上端通过刚性联轴器2接至万能试验机，并能在后者驱动下发生竖向位移进而带动第一齿轮4转动；上支架上设置带轴承的限位支架，所述刚性联轴器2套装在轴承中。在上夹具的上部通过轴套6固定安装第二齿轮5，第二齿轮5与第一齿轮4相互啮合。第二齿轮5的直径大于第一齿轮4的直径。

上夹具可选圆锥夹具7，在其外围设置滑动圆环8，滑动圆环8上设有扣紧把手9。

下夹具是虎钳式夹具10，具有呈交叉布置的两根钳柄，交叉位置处设贯穿的支承轴；该支承轴活动连接至一根竖向螺纹杆13的顶部；所述下支架上具有一个圆锥形凹槽，所述虎钳式夹具安装于凹槽中；螺纹杆穿过凹槽底部的通孔，其末端安装旋转把手12，在转轴与凹槽之间的螺纹杆上套设弹簧11。支承轴上设带有内螺纹的通孔，所述螺纹杆套装在通孔中，并能通过转动螺纹杆带动支承轴向下位移。

本发明使用方法说明如下：

1、取一定长度的条状农产品物料(如秸秆)，一端夹持在圆锥夹具7上，另一端夹持在虎钳式夹具10上；

2、将滑动圆环9在圆锥夹具7外表面上向下移动，圆锥夹具7开始夹紧。当夹得足够紧时，通过扣紧把手8将其扣紧，保持条状物料上端的夹紧状态；

3、转动旋转把手12，使虎钳式夹具10由螺纹杆13带动向下运动。弹簧11被压缩，虎钳式夹具10的钳柄紧贴着圆锥形凹槽向下运动。由于圆锥形凹槽通道越来越狭小，贴在圆锥形凹槽内侧表面上的钳柄就开始收缩夹紧。将条状物料下端夹得足够紧时，就可以停止转动旋转把手12，保持夹紧状态。

4、启动万能试验机1，通过滚珠丝杠3将上下运动转化为第一齿轮4的旋转运动，并通过啮合方式带动第二齿轮5转动，再通过第二齿轮5带动圆锥夹具7转动。

5、利用万能试验机1的输出力检测条状物料扭转变形所需要的扭矩。

6、拨动扣紧把手8，将滑动圆环9向上移动，圆锥夹具7将由于弹性松开，将条状物料物料取出；

7、反向转动旋转把手12，虎钳式夹具10由螺纹杆13带动向上运动，弹簧11伸长，虎钳式夹具10的钳柄向两侧打开后，取出条状物料。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及材料测试技术，旨在提供一种适用于万能试验机的条状农产品物料测扭装置。包括用于安装夹具的机架；所述机架包括相互平行的上支架和下支架，两者以竖向支架连接；在上支架安装上夹具，在下支架安装下夹具；在上支架活动安装第一齿轮，其轴心处设置带有内螺纹的通孔，在通孔中套装一根与其啮合的竖向丝杆；丝杆的上端通过联轴器接至万能试验机，并能在后者驱动下发生竖向位移进而带动第一齿轮转动；在上夹具的上部通过轴套固定安装第二齿轮，两个齿轮相互啮合。本发明可以针对不同横截面积的条状物料物料进行锁紧，具有扭矩可调、条状物料长度可控的特点；检测过程稳定可靠快速，且省去了搭试验架添加传感器的繁琐过程。

技术研发人员：于勇;周川;余科;陈学丽;曹雪柔
受保护的技术使用者：浙江大学自贡创新中心
技术研发日：2018.12.15
技术公布日：2019.03.08