一种钢丝的拉力测试装置的制作方法

本发明涉及拉力试验机技术领域，特别涉及一种钢丝的拉力测试装置。

背景技术：

照gb/t8358-2006《钢丝破断拉伸试验方法》，对钢丝试件的卡紧方法有四种：套压法、浇铸法、直接夹持法和缠绕法。以上所述方法全部采用抽样检测方法，既在现有整根绳基础上截取一段，进行破断拉伸试验。该试验对于两端夹具具体的要求是试验过程防止试件卡紧部位出现松动滑移，对于试件卡紧部位是否受到损伤没有明确提出并研究。

钢丝拉力试验机主要适用于钢丝的各种物理机械性能测试，利用拉力机来对钢丝进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离等力学能的试验，拉力机夹具作为仪器的重要组成部分，不同的材料需要不同的夹具，也是试验能否顺利进行及试验结果准确度高低的一个重要因素。

授权公开号为cn208705173u的中国实用新型专利公开了一种钢丝绳拉力试验机，包括底座，固定在底座左边的拉力测试组件、固定在底座右边的液压组件和控制器；所述拉力测试组件包括固定在底座上端的支撑板；所述支撑板分为上支撑板、下支撑板、左支撑板和右支撑板，按位置关系固定连接在底座上方，形成垂直于底座的矩形框；所述左支撑板和右支撑板之间设有拉力板；所述拉力板的上端和下端分别与上支撑板和下支撑板滑动连接；所述左支撑板右端面设置有拉力传感器；所述拉力传感器与拉力板之间通过设有水平的弹簧相连；所述拉力板与右支撑板之间设有第一钢丝绳固定装置和第二钢丝绳固定装置；所述第一钢丝绳固定装置与拉力板的右端面固定连接；所述第二钢丝绳固定装置设置在第一钢丝绳固定装置的右侧；所述右支撑板上设有液压缸；所述液压缸的伸缩端与第二钢丝绳固定装置相连，驱动第二钢丝绳固定装置左右移动；所述液压组件包括液压站；所述液压站通过设有油管与液压缸相连；所述液压站上装有压力传感器；所述拉力传感器和压力传感器与控制器电性连接。

上述方案中通过将钢丝绳缠绕在缠绕辊上，并旋紧紧固螺钉与固定架固定，固定效果较好，避免了钢丝绳由于受力过大而被压平或使其原来的形状遭到破坏，而且试验机中设有拉力传感器和压力传感器，传感信息经过控制器处理，通过电控柜对油缸拉力自行反馈调整，为试验过程提供持续稳定的拉力，避免了人工操作产生的误差，提高了钢丝绳拉力测试精度。

上述方案中虽然解决了钢丝固定以及在一定程度上解决了钢丝与夹具的连接处遭到破坏的问题，但是还存在由于钢丝的立体螺旋缠绕导致的钢丝的受力方向倾斜从而导致钢丝的拉力测试的结果不准确的问题。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明解决的技术问题是提供一种钢丝的拉力测试装置，解决钢丝因立体螺旋缠绕导致的钢丝的受力方向倾斜从而导致钢丝的拉力测试的结果不准确的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种钢丝的拉力测试装置，包括底座、拉力测试组件、液压组件和控制器，其特征在于：所述拉力测试组件包括固定在底座上端的支撑板，支撑板的右端安装有与底座滑动连接的拉力板；支撑板的右端面安装有拉力传感器，拉力传感器与所述控制器电连接；拉力传感器与拉力板之间通过弹簧连接；底座上还设置夹紧机构，夹紧机构包括固定盘，固定盘的上方固定有固定柱，固定柱外周螺纹连接有转盘；所述夹紧机构的数量为两个，两个固定盘相互远离的一端分别与所述拉力板以及所述液压组件的液压缸的伸缩端固定连接；液压组件的液压缸固定在底座上。

本技术方案的技术原理为：将钢丝的一端像蚊香圈一样水平螺旋缠绕在其中一个固定柱的外周，然后将转盘向下旋转并将钢丝的一端夹紧，使钢丝的缠绕方向为水平螺旋缠绕，钢丝的缠绕方向与转盘向下运动的旋转方向相同，从而当钢丝产生滑动时可利用摩擦力使转盘向下运动将钢丝的端头夹紧；同理将钢丝的另一端以同样的方式夹紧在另一个固定盘和转盘之间。测试钢丝的拉力的过程中，钢丝滑动产生摩擦力带动两个转盘向下运动，钢丝的两端越拉越紧。

本方案产生的有益效果是：

1.与现有的钢丝的拉力测试装置相比，现有的钢丝的拉力测试装置的钢丝采用立体螺旋缠绕导致的钢丝的受力方向倾斜从而导致钢丝的拉力测试的结果不准确；而本申请方案中的钢丝采用水平螺旋缠绕，钢丝的受力方向水平从而保证钢丝的拉力测试的结果的准确性。

2.与现有的钢丝的拉力测试装置相比，现有的钢丝的拉力测试装置在钢丝的拉力测试的过程中会产生振动而导致钢丝的端头滑落；而本申请文件中的钢丝的拉力测试装置在钢丝被拉伸的过程中会越拉越紧，避免了钢丝的端头的滑落。

3.与现有的钢丝的拉力测试装置相比，现有的钢丝的拉力测试装置容易导致钢丝被夹持的部分断裂导致无法测试钢丝的拉力；而本申请文件中的钢丝的拉力测试装置可增大钢丝与夹持部件之间的摩擦力，在避免钢丝的端头滑落的同时可避免钢丝被夹持的部分断裂，从而保证钢丝的断裂位置位于规定的范围内。

4.与现有的钢丝的拉力测试装置相比，现有的钢丝的拉力测试装置安拆钢丝不方便相比，本申请方案中的钢丝安拆十分便利。

进一步，所述固定盘的上端面均设置有半球形的凹槽；所述转盘的下端均设置有半球形的凸起，凹槽与凸起相配合。

转盘上的凸起与固定盘上的凹槽相配合，将钢丝两端卡紧，增大钢丝的两端受到的摩擦力，避免钢丝的两端滑落并且避免钢丝的两端被夹持的部分断裂。

进一步，所述凹槽与凸起关于固定柱的轴线呈同心圆分布。

将钢丝的两端水平螺旋卷绕在相对应的固定盘和转盘上，增大钢丝的两端受到的摩擦力，并且在对钢丝进行拉力测试的过程中，外圈的钢丝可将内圈的钢丝绷紧，钢丝的两端越拉越紧。

进一步，所述固定盘的上端面的边沿镶嵌有永磁铁；所述转盘的下端面的边沿分别镶嵌有与永磁铁相配合的电磁铁；并且电磁铁电连接有电源和使电磁铁通电和断电的控制开关ⅰ。

通过控制开关ⅰ使两个电磁铁通电后，两个电磁铁在磁力作用下旋转并向下运动将钢丝夹紧，对钢丝进行拉力测试的过程中，在磁力作用下，钢丝被持续夹紧，避免钢丝滑落。

进一步，所述凹槽的深度为0.2-1cm，凹槽的口部的直径设置为0.5-2cm。

本拉力测试装置可以测试各种粗细的钢丝的拉力。

进一步，所述与液压缸的伸缩轴固定的固定盘与液压缸之间的底座上固定有控制开关ⅱ，控制开关ⅱ分别与两个电磁铁电连接，当控制开关ⅱ被按压时，两个电磁铁的磁极改变；当液压缸的伸缩轴带动与液压缸的伸缩轴固定的固定盘左右滑动时，与液压缸的伸缩轴固定的固定盘均可按压到控制开关ⅱ。

当钢丝断裂后，与液压缸的伸缩轴固定的固定盘向右运动至按压到控制开关ⅱ，控制开关ⅱ使相配合的电磁铁和永磁铁相斥，从而两个转盘向上旋转将钢丝的两端松开，从而可将断裂的钢丝取下并重新安装新的钢丝；然后与液压缸的伸缩轴固定的固定盘向左运动至按压到控制开关ⅱ，控制开关ⅱ使相配合的电磁铁和永磁铁相互吸引，可再次将钢丝进行夹紧。

进一步，所述固定盘为桶状，固定盘的右侧壁上开设通孔，通孔的上端延伸至固定盘的侧壁的上部，通孔的下端与固定盘的内底部齐平，固定盘的外侧壁上周向均匀设置有20-50个条形的限位块，限位块沿竖直方向布置；所述转盘ⅰ的直径与固定盘的内径相同，转盘ⅰ的侧壁上开设有盲孔，盲孔内滑动连接有l型滑块，l型滑块仅可沿着固定盘的径向滑动，l型滑块的竖直端朝下，盲孔内设置有弹簧，弹簧的一端固定在盲孔的底部，弹簧的另一端固定在l型滑块上；盲孔的口部设置有防止l型滑块从盲孔中完全脱离的限位机构；l型滑块的竖直端与相邻两个限位块之间的形状相配合；当转盘ⅰ与固定盘将钢丝的一端夹紧时，l型滑块的竖直端可卡入相邻的两个限位块之间。

将钢丝的一端缠绕在固定盘上后，将钢丝的另一端从通孔中穿出；当转盘ⅰ向下旋转运动靠近固定盘时，转盘ⅰ旋转产生离心力，l型滑块受到离心力的作用后向远离转盘ⅰ的轴线的方向滑动，当转盘ⅰ向下至将钢丝抵紧在固定盘上后，转盘ⅰ停止旋转，离心力消失，l型滑块向盲孔的底部滑动，从而l型滑块卡入两个相邻的限位块之间，从而将转盘ⅰ进行限位，避免在拉动钢丝的过程中转盘ⅰ相对于固定盘旋转而导致的钢丝的一端滑落。

将钢丝拉断后，先将l型滑块向远离转盘ⅰ的轴线的方向拉动并抵在限位块的远离转盘ⅰ的轴线的一面上，然后转盘ⅰ反向旋转，l型滑块在离心力的作用下向远离转盘ⅰ的轴线的方向运动并与限位块脱离，从而实现转盘ⅰ的上升。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构图。

图2为左侧的固定盘的俯视图。

图3为左侧的转盘的仰视图。

图4为钢丝缠绕俯视图。

图5为右侧的固定盘与控制开关ⅱ的配合结构俯视图。

图6为图1中固定盘的a-a向剖视图。

图7为图1中a部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座10、固定盘11、凹槽111、固定柱12、限位盘121、转盘13、凸起131、永磁铁14、电磁铁15、钢丝20、液压缸30、伸缩端31、控制开关ⅱ40、手柄41、转轴42、盲孔50、弹簧51、l型滑块52、滑槽521、固定块522、限位块60、通孔70。

实施例基本如附图1-附图7所示：

一种钢丝的拉力测试装置，包括底座10、固定在底座10右边的液压组件和控制器以及固定在底座10左边的拉力测试组件，液压组件和控制器的结构为现有的，均采用授权公告号为cn208705173u的中国专利中所公开的结构。

拉力测试组件包括支撑板(图中未画出)，支撑板固定在底座10的上端，支撑板的右侧设置有拉力板，拉力板与底座10滑动连接，拉力板的底部固定有t型滑块，底座10上开设有水平左右布置的t型滑槽，t型滑块卡入t型滑槽中，拉力板仅可沿着t型滑槽左右滑动。

支撑板的右端面固定有拉力传感器，拉力传感器与控制器电连接，拉力传感器与拉力板之间设置有弹簧51，弹簧51沿水平方向布置，弹簧51的一端固定在拉力传感器上，弹簧51的另一端固定在拉力板上。拉力传感器与控制器电连接。

当拉力板受到向右的拉力时，拉力板会拉伸弹簧51并对拉力传感器施加相同大小的拉力。

拉力测试组件包括夹紧机构，夹紧机构的数量为2个，分别用于将钢丝20的两端夹紧。

左侧的夹紧机构包括固定盘11，如图1和图7所示，固定盘11的底部与底座10滑动连接，固定盘11为圆桶状，固定盘11的开口竖直向上布置，固定盘11的右侧壁上开设有通孔70，通孔70的上端延伸至固定盘11的侧壁的上部，通孔70的下端与固定盘11的内底部齐平。如图6所示，固定盘11的外侧壁上周向均匀设置有40个条形的限位块60，限位块60沿竖直方向布置。如图1所示，固定盘11底部固定有固定柱12，固定柱12为圆柱状，固定柱12沿竖直方向布置，固定柱12的外周螺纹连接有转盘13，转盘13为圆柱状，并且转盘13、固定柱12和固定盘11三者同轴布置；固定柱12的顶部固定有圆柱状的限位盘121。限位盘121的作用是对转盘13进行限位，避免转盘13从固定柱12上滑落。

如图7所示，转盘13的直径与固定盘11的内径相同，转盘13的侧壁上开设有盲孔50，当转盘13的底部与固定盘11的底部接触时盲孔50位于固定盘11的上方，盲孔50的轴线沿水平方向布置，盲孔50的横截面的形状为矩形，盲孔50内滑动连接有l型滑块52，l型滑块52的水平端的横截面的形状大小与盲孔50的横截面的形状大小一致，避免l型滑块52相对于盲孔50转动，l型滑块52的竖直端朝下，盲孔50内设置有弹簧51，弹簧51的一端固定在盲孔50的底部，弹簧51的另一端固定在l型滑块52上；l型滑块52的顶部开设有滑槽521，滑槽521的左端贯穿l型滑块52的水平端的左端，滑槽521的右端距离l型滑块52的水平端的右端的距离为0.5cm，盲孔50的口部的内侧固定有固定块522，固定块522卡入滑槽521中并且与滑槽521滑动连接，避免l型滑块52从盲孔50中完全脱离；l型滑块52的竖直端的横截面为梯形，l型滑块52的竖直端卡入相邻两个限位块60之间时，l型滑块52的竖直端分别与相邻两个限位块60贴合；盲孔50的数量设置为两个且关于转盘13的轴线周向对称分布。

如图4所示，将钢丝20的左端像蚊香圈一样以固定柱12为卷轴水平螺旋缠绕在固定盘11上后，将钢丝20的右端从通孔70中穿出；当转盘13向下旋转运动靠近固定盘11的过程中，转盘13旋转产生离心力，l型滑块52受到离心力的作用后沿转盘13的径向向盲孔50的口部滑动，当转盘13向下旋转至将钢丝20抵紧在固定盘11上后，转盘13停止旋转，离心力消失，l型滑块52在弹簧51的作用力下向盲孔50的底部滑动，从而l型滑块52卡入两个相邻的限位块60之间，从而将转盘13进行限位，避免在拉动钢丝20的过程中转盘13相对于固定盘11旋转而导致的钢丝20的左端滑落。钢丝20采用水平螺旋缠绕的方式保证钢丝20在被拉伸的过程中受力水平，并且可以增大钢丝20的两端受到的摩擦力，避免钢丝20的两端滑落。

如图2所示，固定盘11的上端面的边沿镶嵌有圆环形的永磁铁14；如图3所示，转盘13的下端面的边沿镶嵌有圆环形的电磁铁15；永磁铁14与电磁铁15上下对齐且大小一致；电磁铁15电连接有电源和使电磁铁15通电和断电的控制开关ⅰ；当按下控制开关ⅰ，电磁铁15带电并且与永磁铁14相互吸引。

通过控制开关ⅰ使电磁铁15与永磁铁14相互吸引，当固定盘11因受限而只能左右滑动时，电磁铁15与永磁铁14相互吸引使电磁铁15向永磁铁14靠近从而实现钢丝20的左端的夹紧，无需人工手动旋转转盘13，操作方便，节约劳动力。并且在钢丝20被拉伸的过程中，电磁铁15与永磁铁14持续相互吸引，实现将钢丝20的两端持续夹紧，避免钢丝20的两端滑落。

如图1所示，左右两个夹紧机构对称设置，并且左右两个夹紧机构的通孔70相对布置。右端的电磁铁也与控制开关ⅰ电连接，按下控制开关ⅰ时可使两个电磁铁同时断电和通电。

左侧的固定盘11与拉力板的右端固定，右侧的固定盘11与液压组件的液压缸30的伸缩端31的左端固定，液压组件的液压缸30固定在底座10上。液压缸30的伸缩端31伸缩可带动右侧的固定盘11左右滑动，当液压缸30停止伸缩时，右侧的固定盘11被限位。从而两个固定盘11均只能水平左右滑动。同理将钢丝20的右端夹紧后，启动液压缸30，液压缸30的伸缩轴收缩，便可将钢丝20拉断。

如图1所示，移动盘的右侧设置有控制开关ⅱ40，控制开关ⅱ40固定在底座10上。如图5所示，控制开关ⅱ40为拨动开关，控制开关ⅱ40沿竖直方向布置，并且控制开关ⅱ40的手柄41位于水平面内，控制开关ⅱ40内固定有沿竖直方向布置的转轴42，转轴42的轴线与右侧的固定盘11的轴线前后重合，手柄41转动连接在转轴42上并且可左右转动，手柄41的初始位置沿水平方向前后布置，转轴42上设置有扭簧，扭簧的一端固定在转轴42上，扭簧的另一端固定在手柄41上，手柄41的长度为转轴42与右侧的固定盘11之间的前后垂直距离的1.5倍，从而右侧的固定盘11左右滑动均可拨动手柄41。

控制开关ⅱ40分别与两个电磁铁15电连接；右侧的固定盘11向右滑动时可拨动一次手柄41；然后当右侧的固定盘11向左滑动时可再次拨动手柄41；每拨动一次手柄41，两个电磁铁15的磁极同时发生改变。控制开关ⅱ40的结构为现有的。

当钢丝20被拉断后，先将l型滑块52向远离转盘13的轴线的方向拉动并抵在限位块60的远离转盘13的轴线的一面上，然后右侧的固定盘11继续向右运动至按压到控制开关ⅱ40的手柄41，两个电磁铁15与相对应的永磁铁14相斥，从而两个转盘13向上旋转，l型滑块52在离心力的作用下向远离转盘13的轴线的方向运动并与限位块60脱离，实现转盘13的上升，实现将钢丝20的两端松开，从而可将断裂的钢丝20取下并重新安装新的钢丝20。

在拉伸的过程中为了避免钢丝20的两端滑落，因此将左侧的转盘13向下运动时的方向设置为俯视时为顺时针，并将右侧的转盘13ⅱ向下运动时的方向设置为俯视时为逆时针，利用钢丝20滑动时产生的摩擦力带动转盘13向下旋转并将钢丝20的两端夹紧，从而实现钢丝20在被拉伸的过程中钢丝20的两端被越拉越紧。

固定盘11的上端面设置有半球形的凹槽111；转盘13的下端均设置有半球形的凸起131，固定盘11上的凹槽111与转盘13上的凸起131的尺寸一致并且关于固定柱12的轴线呈同心圆分布，凹槽111的深度为0.5cm，凹槽111的口部的直径为1.5cm。

将钢丝20夹紧后，凹槽111与凸起131配合可进一步增大钢丝20与夹紧机构与钢丝20两端的摩擦力，并且钢丝20的端部受到的摩擦力为水平方向和倾斜方向的摩擦力，可进一步防滑，可节约钢丝20被夹紧机构夹持的长度。

具体实施过程如下：

将钢丝20的两端分别放置在两个固定盘11上，如图4所示，将钢丝20的两端分别水平螺旋缠绕在左右两侧的夹紧机构上，这种夹紧方式适用于直径为0.5cm以上的钢丝20，这种钢丝20相对于直径为0.5cm以下的钢丝20不容易拉断；另一种夹紧方式是直接将钢丝20的两端水平笔直地夹在夹紧机构上，此种夹紧方式适用于直径为0.5cm以下的钢丝20，这种钢丝20相对于直径为0.5cm以上的钢丝20容易拉断。然后利用控制开关ⅰ使两个电磁铁15带电并分别与相对应的永磁铁14相互吸引，从而使转盘13向下运动并将钢丝20夹紧，转盘13向下旋转的过程中l型滑块52在离心力的作用下向盲孔50的口部滑动，转盘13停止旋转后，l型滑块52受到的离心力消失，l型滑块52向盲孔50的底部滑动，从而l型滑块52的竖直端卡入相邻的限位块60之间，从而转盘13被限位，同时电磁铁15与永磁铁14相互吸引可进一步对转盘13进行限位。

然后启动液压缸30，液压缸30将右侧的固定盘11向右拉动，从而右侧的固定盘11对钢丝20进行拉伸，钢丝20被拉伸的过程中，钢丝20受到的拉力为水平方向，拉力传感器和液压组件的压力传感器的信息传输给控制器，控制器使液压缸30根据拉力自行反馈调整，为试验过程提供持续稳定的拉力，避免了人工操作产生的误差，提高了钢丝20的拉力测试的精度。

钢丝20被拉断后，将l型滑块52向远离转盘13的轴线的方向拉动并抵在限位块60的远离转盘13的轴线的一面上，右侧的固定盘11继续向右运动至按压到控制开关ⅱ40的手柄41，电磁铁15分别与相对应的永磁铁14相斥，从而转盘13向上旋转将钢丝20的两端松开，从而可将断裂的钢丝20取下并重新安装新的钢丝20。

液压缸30的伸缩轴伸长，右侧的固定盘11向左运动可再次按压到控制开关ⅱ40的手柄41，实现电磁铁15分别与相对应的永磁铁14相互吸引。从而可再次实现钢丝的夹紧。

不断重复上述步骤。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。