专利名称：杠杆式定载荷材料试验机的制作方法
技术领域：
本发明属于材料科学与机械制造技术的仪器仪表领域，涉及一种在任意定载荷作用下测试材料性能和变形规律的试验机的创新。
背景技术：
现有的万能材料试验机的结构与控制系统复杂、造价高，而且需要专业技术人员才能维护使用，但是材料在塑性成形及其在使用中承受的是载荷，因此只是研究材料在载荷作用下的变形规律及机械性能，而无需造价高、结构复杂的万能材料试验机，尤其是对于超塑性材料，由于它具有很强的应变速率敏感性，而现有的万能材料试验机都是采用闭环控制实现定载荷的施加，载荷的测量又是采用拉力传感器，这便必然造成因载荷施加的反馈波动而引起载荷测量或记录的波动，于是就影响了试验结果的可靠性。
技术内容本发明所要解决的技术问题是提供一种能稳定施加载荷、准确记录数据、结构简单、易于操作、造价低，而且能够研究常规材料和超塑性材料在载荷作用的机械性能和变形规律的杠杆式定载荷材料试验机。
本发明的基本原理如图1所示，若在杠杆1的A端悬挂着固定砝码F，杠杆1的B端便有拉力P借助连接杆3通过直线滚珠轴承4作用在试样5上，只要支点2可沿水平方向左右移动，以保证AO·COSθ1∶OB·cosθ1=AO·COSθ2OB·cosθ2=AO∶OB，便可使试样5承受 的垂直定向拉力作用。
本发明装置如下试验机由机座、立柱、试验机固定横梁和导轨固定横梁组成，立柱与机座和试验机固定横梁连接，导轨固定横梁固定在立柱上，其上装有导轨和支点比例滑车，在滑车上设有刃口，刃口与杠杆上的刀刃契合，杠杆的左端也设有刃口，杠杆的最右端设有载荷平衡调整块，在杠杆的中部按不同比例设有刀刃，根据所需的不同比例可将刀刃置于支点比例滑车的刃口上，在导轨固定横梁的下方装有直线滚珠轴承，连接杆与直线滚珠轴承滑动配合，连接杆的上端通过铰链与杠杆连接，连接杆的下端与长度调节器的上端连接，长度调节器的下端与上夹头连接，下夹头与下夹头座通过铰链连接，夹头座固定在机座上，在杠杆的右端与位移传动杆下端铰链连接，位移传动杆的上端与位移传感器连接，加热炉借助铰链装在试验机的立柱上，在加载装置内设有不同重量的几组砝码。
砝码在不加载时，用砝码按钮的插杆固定在套筒和支柱上，砝码座和砝码盘都固定在加载杆上，加载杆上端的刀刃和杠杆左端的刃口契合。
本发明的有益效果是1.可以稳定、精确地施加任意的定载荷，不会受到现有万能材料试验机利用闭环控制施加载荷而对被试验材料的结构敏感性产生不良的影响。
2.利用位移传感器可以精确地测定试样在载荷作用下的变形量。
3.施加的载荷和位移之间的变形规律可以直接输入计算机进行处理。
4.操作简便，对操作人员没有专门的技术要求。
5.造价低，性能稳定，便于使用和维修。
图1是本发明杠杆式定载荷材料试验机的原理图。
图2.1是本发明杠杆式定载荷材料试验机的主机结构的正视图；图2.2是图2.1的A-A视图。
图3.1是本发明杠杆式定载荷材料试验机的加载装置正视图；图3.2是图3.1的B-B视图。
图4.1是本发明杠杆式定载荷材料试验机加载装置的砝码按钮的插杆处于插入状态的正视图；图4.2是本发明杠杆式定载荷材料试验机加载装置的砝码按钮的插杆处于拔出状态的正视图。
以下结合附图对本发明作进一步描述。
其中1杠杆；2支点比例滑车；3连接杆；4直线滚珠轴承；5试样；6加载装置；7机座；8立柱；9导轨固定横梁；10导轨；11试验机固定横梁；12位移传感器；13刀刃；14位移传动杆；15平衡调整块；16
限位螺母；17长度调节器；18加热炉；19铰链；20上夹头；21下夹头；22下夹头座；23加载器底座；24加载器支柱；25砝码组；26固定板；27加载杆；28砝码盘；29砝码座；30砝码按钮；31加载器套筒；32按钮盒；33支撑盘；34弹簧缓冲器；35顶板；36顶杆；37推力滚珠轴承；38丝杠螺母；39丝杠；40限位杆；41丝杠上固定板；42垫圈；43固定杆；44丝杠下固定板；45伞齿轮副；46电机；47推杆；48套筒；49转动棘爪；50固定棘爪；51插杆；52弹簧。
以下结合附图说明本发明操作过程在试验前先将试样5夹在上夹头20与下夹头21之间，然后使加热炉18升温，等温度达到预定温度时，先在砝码盘28上放置预定的克级重量，再按下砝码按钮30施加预定的千克级重量，然后开动电机46，支撑盘33缓慢下移，载荷便通过杠杆1施加在连接杆3上，试样5随之发生拉伸变形，位移传感器12就记录了相应的变形量，当试样5被拉断时，砝码座29便落在支撑盘33上，并借助缓冲器34的弹簧作用而减小冲击。
在加载前，砝码座由支撑盘支撑，电机通过伞齿轮副带动丝杠转动，丝杠又带动螺母上下移动，支撑盘也随丝杠螺母上下移动，需要加载时，启动电机，使支撑盘下移，载荷就平缓地加在加载杆上，当试样被拉断时，砝码落在支撑盘上，装在支撑盘下部的弹簧便可减小砝码下落的冲击。
权利要求1.一种杠杆式定载荷材料试验机，由机架、位移传感器、试样夹头和加热炉组成，其特征是立柱与机座和试验机固定横梁连接，导轨固定横梁固定在立柱上，其上装有导轨和支点比例滑车，在滑车上设有刃口，刃口与杠杆上的刀刃契合，杠杆的左端也设有刃口，杠杆的最右端设有载荷平衡调整块，在杠杆的中部按不同比例设有刀刃，根据所需的不同比例可将刀刃置于支点比例滑车的刃口上，在导轨固定横梁的下方装有直线滚珠轴承，连接杆与直线滚珠轴承滑动配合，连接杆的上端通过铰链与杠杆连接，连接杆的下端与长度调节器的上端连接，长度调节器的下端与上夹头连接，下夹头与下夹头座通过铰链连接，夹头座固定在机座上，在杠杆的右端与位移传动杆下端铰链连接，位移传动杆的上端与位移传感器连接，加热炉借助铰链装在试验机的立柱上，在加载装置内设有不同重量的几组砝码。
2.根据权利要求1所述的一种杠杆式定载荷材料试验机，砝码在不加载时，用砝码按钮的插杆固定在套筒和支柱上，砝码座和砝码盘都固定在加载杆上，加载杆上端的刀刃和杠杆左端的刃口契合。
专利摘要一种杠杆式定载荷材料试验机,属于材料科学与机械制造技术的仪器仪表领域,其结构由机架、杠杆、载荷施加系统、位移传感器、试样夹头和加热炉组成;其优点是:可以稳定、精确地施加任意的定载荷,不会受到现有万能材料试验机利用闭环控制施加载荷而对被试验材料的结构敏感性产生不良的影响,操作简便,对操作人员没有专门的技术要求,造价低,性能稳定,便于使用和维修。
文档编号G01N33/03GK2502261SQ0125119
公开日2002年7月24日 申请日期2001年10月27日 优先权日2001年10月27日
发明者宋玉泉 申请人:宋玉泉