一种可离合的摆锤式冲击试验机

本发明涉及材料性能测试冲击试验仪器技术领域，具体为一种可离合的摆锤式冲击试验机。

背景技术：

摆锤式冲击试验机主要用于测量材料的抗冲击性能，依靠重力势能冲击试件，重力势能之差即为试件的断裂能量，是进行材料选择和结构设计的重要依据。现有的摆锤式冲击试验机类型繁多，自动化程度也越来越高，但都是将摆锤与电机转轴固定相连，通过电机驱动摆锤，在摆锤下落的过程中，电机处于待机状态，摆锤会带动电机输出轴转动，电机转子的线圈会产生感应电流，从而产生方向相反的电磁力，进而产生阻碍电机输出轴旋转的力矩。这个阻力矩，消耗掉了摆锤的一部分重力势能，使得试件断裂能量的测量精度不高。因此，现有的摆锤式冲击试验机出厂以后，都需要进行刻度校核，人为地补足这部分消耗的能量。基于此，本发明提出一种可以提高摆锤式冲击试验机的测量精度的可离合的摆锤式冲击试验机。

技术实现要素：

鉴于背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种可以提高摆锤式冲击试验机测量精度的可离合的摆锤式冲击试验机。为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种可离合的摆锤式冲击试验机，包括机架、摆锤、电机，摆锤一端与电机输出轴传动相连，可转动地设于机架上方，还包括离合装置；所述摆锤可在离合装置的驱动下与电机输出轴传动相连或分离；所述离合装置包括离合外壳、主动摩擦盘、从动摩擦盘、顶紧机构、输出轴、弹簧、连接键；所述离合外壳设于所述电机外侧；所述主动摩擦盘、从动摩擦盘、顶紧机构、弹簧、连接键均设于所述离合外壳内；所述主动摩擦盘由主动轮和摩擦盘ⅰ组成，该主动轮与所述电机输出轴通过连接键传动相连；所述弹簧连接电机输出轴和主动轮；所述从动摩擦盘由从动轮和摩擦盘ⅱ组成；所述离合装置输出轴一端与摆锤一端固定相连，另一端伸入所述离合外壳与所述从动轮固定相连，且该离合装置输出轴与离合外壳通过转动轴承连接；所述主动摩擦盘中的摩擦盘ⅰ在顶紧机构的驱动下可与所述从动摩擦盘中的摩擦盘ⅱ紧密贴合或脱离。

所述从动轮侧壁上设有卡槽；所述离合外壳上设有对应从动轮侧壁的开口，该开口处可转动地设有与所述卡槽相适配的卡扣。

所述顶紧机构包括顶紧件；所述顶紧件可转动地设于所述离合外壳内，另一端可与所述主动轮相抵触；所述主动轮在顶紧件的驱动下可使得主动摩擦盘中的摩擦盘ⅰ与所述从动摩擦盘中的摩擦盘ⅱ紧密贴合或脱离。

所述顶紧件采用凸轮。

所述离合装置还包括支柱；所述支柱设于所述电机输出轴伸入离合外壳部分；所述弹簧与电机输出轴平行设置，一端与所述主动轮固定连接，另一端与所述支柱固定连接。

所述卡扣通过驱动装置可转动地设于离合外壳的开口处。

所述顶紧件通过驱动装置可转动地设于所述离合外壳内。

所述离合装置的输出轴与离合外壳通过两个转动轴承连接。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过设置离合装置，使得摆锤可在离合装置的驱动下与电机输出轴传动相连或分离，消除了电机带来的阻力，提高了试件测量断裂能量的精度；

2.通过设置可转动的凸轮控制主动摩擦盘与从动摩擦盘的离合，结构简单可靠，成本较低；

3.凸轮转动，利用弹簧的复位与拉伸，使得主动摩擦盘更加快速、有效地脱离从动摩擦盘。

附图说明

图1是本发明摆锤式冲击试验机的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图2中a的局部放大图；

图4是本发明中离合装置的内部结构示意图(省略顶紧机构)；

图5是图1的正视图；

图6是图5中b的局部放大图；

图中，1-电机，2-减速器，3-离合装置，3.1-弹簧，3.2-主动轮，3.3-从动轮，3.4-摩擦盘ⅰ，3.5-电机输出轴，3.6-离合装置输出轴，3.7-轴承，3.8-离合外壳，3.81-开口，3.9-主动摩擦盘，3.10-从动摩擦盘，3.11-支柱，3.12-摩擦盘ⅱ，4-摆锤，5-机架，6-摆锤式冲击试验机本体，7-顶紧机构，8-卡扣，9-凸轮，10-支板。

具体实施方式

结合图1至6所示，一种可离合的摆锤式冲击试验机，包括摆锤式冲击试验机本体6，该摆锤式冲击试验机本体6包括机架5、摆锤4、电机1，电机1设于机架5上端，电机1采用减速电机(包括电机和减速器2)，摆锤4一端与电机输出轴3.5传动相连，可转动地设于机架5上方，可绕电机输出轴受控旋转或自由旋转，摆锤式冲击试验机还包括离合装置3，摆锤4可在离合装置3的驱动下与电机输出轴3.5传动相连或分离。

离合装置3包括离合外壳3.8、主动摩擦盘3.9、从动摩擦盘3.10、顶紧机构7、离合装置输出轴3.6、弹簧3.1、连接键；离合外壳3.8通过与机架5固定相连的支板10设于电机1外侧；主动摩擦盘3.9、从动摩擦盘3.10、顶紧机构7均设于离合外壳3.8内；主动摩擦盘3.9由主动轮3.2和摩擦盘ⅰ3.4组成，该主动轮3.2与电机输出轴3.5通过连接键传动相连，主动轮3.2可以沿着轴向平动，也可跟随电机输出轴3.5转动；从动摩擦盘3.10由从动轮3.3和摩擦盘ⅱ3.12组成；离合装置输出轴3.6一端与摆锤4一端固定相连，另一端伸入离合外壳3.8与从动轮3.3固定相连，且该离合装置输出轴3.6通过转动轴承3.7与离合外壳3.8转动连接；主动摩擦盘3.9中的摩擦盘ⅰ3.4在顶紧机构7的驱动下可与从动摩擦盘3.10中的摩擦盘ⅱ3.12紧密贴合或脱离，弹簧3.1连接电机输出轴3.5和主动轮3.2，可在顶紧机构7复位的情况下拉回主动摩擦盘3.9。

从动轮3.3侧壁上设有卡槽(图中未画出)；如图6，离合外壳3.8顶部设有对应从动轮3.3侧壁卡槽的开口3.81，该开口3.81处设有可转动地与卡槽相适配的卡扣8。由于从动轮3.3会转动，卡槽跟着转动，设置较大的卡槽，用于转动后，卡扣8依然能伸入离合外壳3.8开口3.81与卡槽相适配并固定卡槽，从而固定从动轮3.3。

顶紧机构7包括顶紧件；顶紧件可转动地设于离合外壳3.8内，另一端可与主动轮3.2相抵触；主动轮3.2在顶紧件的驱动下可使得主动摩擦盘3.9中的摩擦盘ⅰ3.4与从动摩擦盘3.10中的摩擦盘ⅱ3.12紧密贴合或脱离。

顶紧件采用凸轮9。

离合装置3还包括支柱3.11，支柱3.11设于电机输出轴3.5伸入离合外壳3.8部分；弹簧3.1水平设置，一端与主动轮3.2固定连接，另一端与支柱3.11固定连接。当凸轮9顶住主动摩擦盘3.9中的主动轮3.2向右移动，弹簧3.1被拉伸，使得主动摩擦盘3.9中的摩擦盘ⅰ3.4与从动摩擦盘3.10中的摩擦盘ⅱ3.12紧密贴合。当凸轮9逆时针转动，不与主动轮3.2相抵触，弹簧3.1缩短复位，使得主动轮3.2及对应的摩擦盘3.4向远离从动轮3.3的方向移动，主动摩擦盘3.9的摩擦盘ⅰ3.4不与从动摩擦盘3.10的摩擦盘ⅱ3.12相抵触。若无弹簧3.1缩短复位，主动摩擦盘3.9的摩擦盘ⅰ3.4不会紧贴从动摩擦盘3.10的摩擦盘ⅱ3.12，但可能还会相抵触，主动摩擦盘3.9的摩擦盘ⅰ3.4还是会在从动摩擦盘3.10的摩擦盘ⅱ3.12转动时产生阻力。

卡扣8通过对应的驱动装置可转动地设于离合外壳3.8的开口3.81处。

顶紧件通过对应的驱动装置可转动地设于离合外壳3.8内。

如图1-6所示，本发明工作原理和流程如下：

初始情况下，如图2-4所示，对应的驱动装置控制凸轮9顶住主动摩擦盘3.9中的主动轮3.2向从动轮3.3方向靠近，弹簧3.1被拉伸，主动摩擦盘3.9中的摩擦盘ⅰ3.4与从动摩擦盘3.10中的摩擦盘ⅱ3.12紧密贴合，启动电机1，电机输出轴3.5带动主动轮3.2与对应的摩擦盘ⅰ3.4转动，依靠摩擦力带动从动摩擦盘3.10中的摩擦盘ⅱ3.12缓慢旋转，从而上扬摆锤4，当摆锤4到达指定上仰角(150°)后，离合外壳3.8上的卡扣8在对应驱动装置的控制下转动，落入从动轮3.3侧壁的卡槽中，从而卡紧从动轮3.3，通过离合装置输出轴3.6固定摆锤。关闭电机1，此时安装试件，安装完毕后，控制对应的驱动装置使得凸轮9逆时针转动，不与主动轮3.2相抵触，弹簧3.1缩短复位，使得主动轮3.2及对应的摩擦盘ⅰ3.4向远离从动轮3.3的方向移动，使得主动摩擦盘3.9的摩擦盘3.4不与从动摩擦盘3.10的摩擦盘ⅱ3.12相抵触，此时摆锤4上的离合装置输出轴3.6旋转只依靠两个轴承3.7与离合外壳3.8相连，阻力大大降低。落锤时，控制对应的驱动装置使得卡扣8反向转动，使之抬起，从动轮3.3的卡槽中脱离，从动轮3.3失去固定。同时保持凸轮9位置不变，即主动摩擦盘3.9的摩擦盘3.4不与从动摩擦盘3.10的摩擦盘ⅱ3.12相抵触。摆锤4在重力作用下绕离合装置输出轴3.6的轴心向下自由旋转运动，到达最底部位置冲断试件，继续靠惯性上扬，记录下冲击后上扬角。