专利名称：用于拉力试验装置的下万向节的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种拉力试验装置的部件。
材料的单向拉伸试验是一种十分重要的工程测试项目。而常用的拉力试验装置采用将被测试材料沿上下方向进行拉伸的方式进行测试，即上横梁上端面固定有测力传感器，吊杆穿过测力传感器与上万向节连接，且吊杆上端固定在测力传感器上，上万向节与上夹具连接，上夹具夹住被测材料的一端，下夹具夹住被测材料的另一端，下夹具与下底座固定连接，下底座固定在动横梁上。这种结构的试验装置在使用中若装置有偏心或试样有偏心时，试样的受力状态就不是仅受上下方向的单向拉力而产生单向变形，而是处于拉弯组合的受力状态产生组合变形，由于在下夹具夹紧处的试样的跟部弯曲应力最大，所以往往造成试样特别是脆性材料跟部折裂，给测试带来很大的误差。
本实用新型的目的是，提供一种在使用中可使拉力试验装置所测结果比较精确的下万向节。
实现本实用新型目的的技术方案是(参见
图1、图2)，本万向节具有下接头(1)、第一弹性材料垫(2)、活动块(3)、十字销(4)、第二弹性材料垫(5)及上接头(6)。下接头(1)的下部设有腔体，腔体的下部与外界相通，下接头(1)的下部壁上设有相对的轴线相同的两个通孔(11)，下接头(1)的上部设有相对的两个侧臂(12、13)，每个侧臂(12、13)上设有一个通孔(14)，两个通孔(14)的轴线相同。活动块(3)设有按水平方向设置的相互垂直的两个通孔，形成十字型的内腔。上接头(6)的下部设有相对的两个侧臂(62、63)，每个侧臂(62、63)上设有一个通孔(64)，两个通孔(64)的轴线相同，上接头(6)的上部设有腔体，腔体的上部与外界相通，上接头(6)的上部壁上设有相对的轴线相同的两个通孔(61)。下接头(1)的两个侧臂(12、13)内侧之间的下部设有第一弹性材料垫(2)，第一弹性材料垫(2)上设有活动块(3)，活动块(3)上设有第二弹性材料垫(5)，第二弹性材料垫(5)位于上接头(6)的两个侧臂(62、63)内侧之间的上部，十字销(4)的第一销体(41)的伸出活动块(3)的两端分别穿入上接头(6)的对应侧臂(62、63)的通孔(64)，使上接头(6)与十字销(4)转动连接；十字销(4)的第二销体(42)的伸出活动块(3)的两端分别穿入下接头(1)的对应侧臂(12、13)，使下接头(1)与十字销(4)转动连接。
上述下接头(1)的下部基本形状是具有圆柱形腔体的圆环柱体，上部两个侧臂(12、13)的内端面的基本形状为垂面，且两个内端面相互平行，活动块(3)的基本形状为立方体，上接头(6)的上部的基本形状是具有圆柱形腔体的圆环柱体，下部两个侧臂(62、63)的内端面的基本形状为垂面，且两个内端面相互平行。
考虑到本万向节在使用中具有防止灰尘侵入的功能(参见图3及图4)，在上接头(6)的上部壁上的通孔(61)与下接头(1)的下部壁上的通孔(11)之间，设有套在上接头(6)及下接头(1)外的外壳(71)，外壳(71)由紧固件固定在上接头(6)的上部的外壁上。
本实用新型具有积极的效果(1)因本万向节的特殊结构，可作为拉力试验装置的下万向节使用，填补了拉力试验装置无下万向节的空白。本万向节作为下万向节用于拉力试验装置，并与装置中原有的上万向节结合使用后，可以保证使试样在试验时始终处于单向拉伸应力状态，从而可以确保测试精度小于±1.0％。(2)本万向节因设置弹性材料垫，故上接头不易倾斜，有利于试样的安装，且若即使有所倾斜，随着拉力的增加稍用力即可校正，便于试验的进行。(3)本万向节不仅可用作下万向节，也可用作上万向节。
图1为本实用新型的一种外形图。
图2为图1的左视图。
图3为图1增加了外壳后的结构示意图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为本实用新型的另一种结构示意图。
图6为图5的B-B剖视图。
图7为本实用新型用于拉力试验装置的一种示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例1，见图1至图4，①用40Cr合金钢棒材调质后经车铣钻加工后制成如图所示的下接头(1)及上接头(6)，下接头(1)的下部的基本形状是具有圆柱形腔体的圆环柱体，圆环柱体的壁上设有相对的轴线相同的且轴线过直径的两个通孔(11)，下接头(1)的上部设有相对的两个侧臂(12、13)，两个侧臂(12、13)的内端面的基本形状为垂面，且两个内端面相互平行；下接头(1)的每个侧臂(12、13)上设有一个通孔(14)，两个通孔(14)的轴线相同，且该轴线与圆环柱体上通孔的轴线是相互垂直的异面直线。上接头(6)的上部的基本形状是具有圆柱形腔体的圆环柱体，圆环柱体的壁上设有相对的轴线相同的且轴线过直径的两个通孔(61)，上接头(6)的下部设有相对的两个侧臂(62、63)，两个侧臂(62、63)的内端面的基本形状为垂面，且两个内端面相互平行；上接头(6)的每个侧臂(62、63)上设有一个通孔(64)，两个通孔(64)的轴线相同，且该轴线与圆环柱体上通孔的轴线是相互垂直的异面直线。下接头(1)的下部腔体从上下两个方向与外界相通，且在腔体上部的与外界相通处设有圆环形的凸起(15)。上接头(66)的上部腔体从上下两个方向与外界相通，且在腔体下部的与外界相通处设有圆环形的凸起(65)。
②用40Cr合金钢材经调质后切削加工制成如图所示的基本形状为立方体形的具有十字形内腔活动块(3)。活动块(3)的十字形内腔按水平方向设置，且活动块(3)中组成十字型内腔的两个通孔相互垂直。一个通孔为直径较大的通孔，另一个通孔为直径较小的通孔。
③用40Cr合金钢棒经调质切削加工后制成如图所示的十字销(4)，十字销(4)的第二销体(42)为直径较小的圆柱形销体，第一销体(41)为直径较大的圆柱形销体，且第一销体(41)沿与销体轴线垂直的方向设有通孔，第二销体(42)穿在该销孔中而构成十字销(4)。
④用合成橡胶制成如图所示的长方体形的第一弹性材料垫(2)及第二弹性材料垫(5)，用45号钢制成如图所示的基本形状的圆柱壳体的外壳(71)。
⑤在下接头(1)的圆环形凸起(15)上放置第一弹性材料垫(2)，且使圆环形凸起(15)的上端面与第一弹性材料垫(2)的下端面相接触。在第一弹性材料垫(2)上放置转活动块(3)，使第一弹性材料垫(2)的上端面与活动块(3)的下端面相接触，且使活动块(3)的十字形内腔的直径较小的通孔对准下接头(1)两个侧臂(12、13)上的通孔，且活动块(3)的一对侧面与相应侧臂的内端面相接触。在活动块(3)上放置第二弹性材料垫(5)，使活动块(3)的上端面与第二弹性材料垫(5)的下端面相接触。在第二弹性材料垫(5)上放置上接头(6)，使第二弹性材料垫(5)的上端面与上接头(6)的圆环形凸起(65)的下端面相接触，且使活动块(3)的十字形内腔的直径较大的通孔对准上接头(6)的两个侧臂(62、63)上的通孔，且活动块(3)的另一对侧面与相应侧臂的内端面相接触。将第一销体(41)从上接头(6)的一个侧臂的通孔(64)穿入，设在两个侧臂(62、63)及活动块(3)中；再将第二销体(42)从下接头(1)的一个侧臂的通孔(14)中穿入，设在下接头(1)的两个侧臂(12、13)、活动块(3)及第一销体(41)的通孔中；将外壳(7)通过紧固件固定在上接头(6)的外壁上。
本万向节的上接头(6)可绕十字销(4)的第一销体(41)转动，此时，活动块(3)不动，第二弹性材料座(5)受到挤压；下接头(1)可绕十字销(4)的第二销体(42)转动，此时活动块(3)不动，第一弹性材料垫(2)受到挤压；这两种方向运动的合成运动，即组成万向运动。使用中，当上接头(6)及下接头(1)受到外向的拉力时，会使拉力作用在一条直线上，从而可实现多方向调整受力方向的功能，且因具有弹性材料垫(2、5)的阻尼作用，当上接头(6)上连接有夹具等部件时，不会倾倒。
实施例2，见图5及图6，其余与实施例1相同，不同之处在于，下接头(1)的下部腔体的上部不与外界相通，用圆形上底板(16)代替圆环形凸起(15)，弹性材料垫(2)的下端面与圆形上底板(16)的上端面相接触；上接头(6)的上部腔体的下部不与外界相通，用圆形下底板(66)代替圆环形凸起(65)，弹性材料垫(5)的上端面与圆形下底板(66)的下端面相接触。
应用例，见图7，取实施例1所得的下万向节(87)，装在拉力试验机上。拉力试验机的具体装配关系是，两根立柱(82)固定在传动箱(81)的底板上，两根立柱(82)的上方由上横梁(83)固定连接，两根滚珠丝杆(84)设在相应侧立柱(82)的上下底座之间，穿过动横梁(85)的相应的贯通上下的螺孔，且其下部设在传动箱(81)中与传动机构的传动齿轮相啮合。动横梁(85)上固定有下底座(86)；下万向节(87)通过下部连接销(72)与固定在下底座(86)上的连接块(861)固定在下底座(86)上，即连接块(86)的上部的具有通孔的圆柱形连接头伸入下接头(1)的下部腔体中，由下部连接销(72)穿入下接头(1)的下部壁上的通孔(11)及连接块(86)的通孔、使连接块(861)与下接头(1)固定连接；将下联接头(88)的具有通孔的圆柱形的下端头伸入上接头(6)的上部腔体中，由上部连接销(73)穿入上接头(6)的上部壁上的通孔(61)及下联接头(88)的下端头的通孔、使下联接头(88)与上接头(6)固定连接；在下联接头(88)上还旋合有用以消除配合间隙的下联接头螺母(89)。下联接头(88)的上部固定有下夹具(90)，下夹具(90)的夹紧口夹住试样(91)的一端，试样(91)的另一端由上夹具(92)的夹紧口夹住。上夹具(92)的上端与上联接头(93)的下端固定连接；上联接头(93)的上端伸入上万向节(94)的内腔中，与上万向节(94)固定连接。测力传感器(95)固定在上横梁(83)的上端面上，吊杆(96)的上端穿过上横梁(83)、测力传感器(95)后，其顶端旋合吊杆螺母(97)而固定在测力传感器(95)上，其下端与上万向节(94)的上端固定连接。
该试验机使用时，开启传动箱(81)的电源开关，使其中的电动机转动，通过传动机构传动，使与传动齿轮啮合的滚珠丝杆转动，从而带动动横梁(85)向下运动，因试验机具有上下万向节的双万向节结构，此时，下万向节(87)的下接头(1)因固定在下底座(86)上，故始终保持固定不动，上接头(6)仍可绕十字销(4)的第一销体(41)转动，并带动活动块(3)绕十字销(4)的第二销体(42)转动，从而其合成运动即组成万向运动，故可保证试样(91)始终处于单向拉伸受力状态。
考虑到对试样设备的保护，上部连接销(73)可采用铸铁制成，当拉力达到器件受力上限数值、而试样未断裂时，而使上部连接销(73)产生保护性断裂。
权利要求1.一种用于拉力试验装置的下万向节，其特征在于，a、具有下接头(1)、第一弹性材料垫(2)、活动块(3)、十字销(4)、第二弹性材料垫(5)及上接头(6)；b、下接头(1)的下部设有腔体，腔体的下部与外界相通，下接头(1)的下部壁上设有相对的轴线相同的两个通孔(11)，下接头(1)的上部设有相对的两个侧臂(12、13)，每个侧臂(12、13)上设有一个通孔(14)，两个通孔(14)的轴线相同；c、活动块(3)设有按水平方向设置的相互垂直的两个通孔，形成十字型的内腔；d、上接头(6)的下部设有相对的两个侧臂(62、63)，每个侧臂(62、63)上设有一个通孔(64)，两个通孔(64)的轴线相同，上接头(6)的上部设有腔体，腔体的上部与外界相通，上接头(6)的上部壁上设有相对的轴线相同的两个通孔(61)；e、下接头(1)的两个侧臂(12、13)内侧之间的下部设有第一弹性材料垫(2)，第一弹性材料垫(2)上设有活动块(3)，活动块(3)上设有第二弹性材料垫(5)，第二弹性材料垫(5)位于上接头(6)的两个侧臂(62、63)内侧之间的上部，十字销(4)的第一销体(41)的伸出活动块(3)的两端分别穿入上接头(6)的对应侧臂(62、63)的通孔(64)，使上接头(6)与十字销(4)转动连接；十字销(4)的第二销体(42)的伸出活动块(3)的两端分别穿入下接头(1)的对应侧臂(12、13)，使下接头(1)与十字销(4)转动连接。
2.根据权利要求1所述的用于拉力试验装置的下万向节，其特征在于，下接头(1)的下部基本形状是具有圆柱形腔体的圆环柱体，上部两个侧臂(12、13)的内端面的基本形状为垂面，且两个内端面相互平行，活动块(3)的基本形状为立方体，上接头(6)的上部的基本形状是具有圆柱形腔体的圆环柱体，下部两个侧臂(62、63)的内端面的基本形状为垂面，且两个内端面相互平行。
3.根据权利要求2所述的用于拉力试验装置的下万向节，其特征在于，在上接头(6)的上部壁上的通孔(61)与下接头(1)的下部壁上的通孔(11)之间，设有套在上接头(6)及下接头(1)外的外壳(71)，外壳(71)由紧固件固定在上接头(6)的上部的外壁上。
专利摘要本实用新型涉及一种拉力试验装置的部件。本下万向节具有下接头和上接头,下接头的朝上的两臂之间设有活动块,上接头的朝下的两臂从另一方向夹住活动块,且三者由设有活动块内腔中的十字销相互连接,在活动块的上端面和上接头两臂间的上部之间及活动块的下端面和下接头两臂间的下部之间分别设有弹性材料垫。上接头及下接头可绕十字销的相应销体转动。使用本万向节后,可使拉力试验装置所测结果比较精确。
文档编号G01N3/00GK2273857SQ9623138
公开日1998年2月4日 申请日期1996年3月5日 优先权日1996年3月5日
发明者干为民 申请人:干为民, 常州工业技术学院机电研究所