一种管材冲击试验装置的制作方法

本实用新型涉及物理力学性能检测设备技术领域，具体为一种管材冲击试验装置。

背景技术：

冲击试验机是检验管材耐瞬时冲击的能力及生产管材选用制造的材料特性、生产工艺的选择和控制、结构设计等方面是否存在质量缺陷的重要手段，也是热塑性塑料管材物理机械性能质量要求中常见的项目，现有的塑料管材用耐外冲击试验机均是使经状态调节后的管材样品在一定位置放置后，受特定质量和尺寸的锤体等物质的自由落体的冲击，观察冲击后管材样品并进行记录，从而获得试验结果，申请号为201420150808.3的专利文件的技术方案提供一种冲击试验检测机，包括冲击件、竖向导向装置和用于放置试样的试样台，冲击件沿竖直方向导向移动装配在竖向导向装置上，试样台对应冲击件的下方设置，冲击试验检测机于冲击件的上方设有用于吸附和释放所述冲击件的吸盘，吸盘传动连接在相应的刚性升降机构上，劳动量小，使用方便，工作效率高，但是在实验过程中只能对管材样品某一固定位置进行受力检测，同时检测过程中不能记录整个实验过程所用时间，GB/T 14152-1993《热塑性塑料管材耐外冲击性能试验方法真实冲击率法》中条例7.2也明确说明了“试样在状态调节后，从取出至试验完毕应不超过10s，若超过10s，则应重新调节至少5min”，为此设计一种能对取样管材选取多个受力检测点进行冲击实验，获取多组实验数据进行分析对比，同时采用自动化程控制，使其实现管材冲击试验对时间的有效控制，提高了试验检测效率和实验数据的精准性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种管材冲击试验装置，能对取样管材选取多个受力检测点进行冲击实验，获取多组实验数据进行分析对比，同时采用自动化程控制，使其实现管材冲击试验对时间的有效控制，提高了试验检测效率和实验数据的精准性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种管材冲击试验装置，包括冲击件1、竖向导向装置2和试样台3及控制整个检测试验的控制系统4，其特征在于：所述试样台3包括底座301、设置于底座 301中心位置的压力感应器302以及用于固定试样管材303的轨道装置304，底座 301四周设有挡板305，底座301左右两侧设有固定试样管材303的卡件306，卡件 306的位置可左右移动；所述竖向导向装置2包括左导向柱201、右导向柱202以及安装在左导向柱201、右导向柱202上的横梁203，所述左导向柱201、右导向柱202通过连接件固定安装在底座301上；所述冲击件1包括沿水平方向设置在左导向柱201、右导向柱202上的连接杆101，连接杆101上面上设置有第一电机107，连接杆101底部设有一轨道103，轨道103內设有第一丝轴106，第一电机107的输出轴与第一丝轴106连接，第一丝轴106上设置有滑块102，滑块102底部镶嵌有钢球104，滑块102为方形结构，滑块102内部空腔设有方形电磁铁105，滑块102 底部为凹形状，钢球104镶嵌在滑块102底部的凹面内；所述横梁203、连接杆101 的凸出位置设有安装台204，安装台204內设有第二丝轴205，安装台204设有第二电机206，第二电机206的输出轴与第二丝轴205连接，右导向柱202设有带刻度的标尺207，以及上下两个光电门208，光电门208通过调节旋钮210安装在右导向柱202上，光电门208与计时器209电连接，所述计时器209带有光电行程开关，计时器209与控制系统4通讯连接，结合标尺207所显示的刻度值获取冲击试验自由落体运动的行程，通过计时器209获取自由落体运动时间，结合压力感应器检测到的压力值计算出管材的耐受力大小。

所述控制系统4包括设置于底座301内定位装置401、与定位装置401无线电连接的无线发射器402，以及与设置于滑块102内部与无线发射器402电连接的无线接收器403，用于信号处理的中央处理器404和与中央处理器404分别电连接的摄像头407、电源408以及用于数据通讯的通讯单元409，摄像头407与显示器405 电连接，显示器405与存储器406电连接，摄像头407安装在底座301一侧，中央处理器404与第一电机107、第二电机206、计时器209、压力感应器302、定位装置401、无线发射器402分别电连接，电源408和计时器209连接，计时器209与光电门208连接。

所述计时器209为光电门计时器，压力感应器302型号为PSE40，定位装置401 型号为LDC1000，无线发射器402和无线接收器403采用型号为1.3G3W成套装置，中央处理器404型号为MSP430，显示器405型号为FP93GW，摄像头407选用型号为 XHD-MD81，通讯单元409为RS485通讯。

实用新型的有益效果在于：能对取样管材选取多个受力检测点进行冲击实验，获取多组实验数据进行分析对比，同时采用自动化程控制，使其实现管材冲击试验对时间的有效控制，提高了试验检测效率和实验数据的精准性。

附图说明

图1为本实用新型装置结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3为图1俯视图；

图4为连接杆101结构示意图；

图5为本实用新型控制系统原理图。

图中所示：冲击件1、竖向导向装置2、试样台3、控制系统4、连接杆101、滑块102、轨道103、钢球104、电磁铁105、第一丝轴106、第一电机107、左导向柱201、右导向柱202、横梁203、安装台204、第二丝轴205、第二电机 206、标尺207、光电门208、计时器209、调节旋钮210、底座301、压力感应器302、试样管材303、轨道装置304、挡板305、卡件306、定位传感器401、无线发射器402、无线接收器403、中央处理器404、显示器405、存储器406、摄像头407、电源408、通讯单元409。

具体实施方式

一种管材冲击试验装置，其结构示意图如图1至图4所示：包括冲击件1、竖向导向装置2和试样台3及控制整个检测试验的控制系统4，所述试样台3包括底座301、设置于底座301中心位置的压力感应器302以及用于固定试样管材303的轨道装置304.底座301四周设有挡板305，防止落体的钢球104四处滚动，底座301 左右两侧设有固定试样管材303的卡件306，卡件306的位置可左右移动；所述竖向导向装置2包括左导向柱201、右导向柱202以及安装在左导向柱201、右导向柱202上的横梁203，所述左导向柱201、右导向柱202通过连接件固定安装在底座301上；所述冲击件1包括沿水平方向设置在左导向柱201、右导向柱202上的连接杆101，连接杆101上面设置有第一电机107，连接杆101底部设有一轨道103，轨道103內设有第一丝轴106，第一电机107的输出轴与第一丝轴106连接，第一丝轴106上设置有滑块102，滑块102底部镶嵌有钢球104，滑块102为方形结构，滑块102内部空腔设有方形电磁铁105，滑块102底部为凹形状，钢球104镶嵌在滑块102底部的凹面内；所述横梁203、连接杆101的凸出位置设有安装台204，安装台204內设有丝轴205，安装台设有电机206，电机206的输出轴与丝轴205连接，右导向柱202设有带刻度的标尺207，以及上下两个光电门208，光电门208 通过调节旋钮210安装在右导向柱202上，调节调节旋钮210可以对光电门208位置进行调节，光电门208与计时器209电连接，所述计时器209带有光电行程开关，计时器209与控制系统4通讯连接，结合标尺207所显示的刻度值获取冲击试验自由落体运动的行程，通过计时器209获取自由落体运动时间，结合压力感应器302 检测到的压力值计算出管材的耐受力大小。

所述控制系统4控制原理图如图5所示：包括设置于底座301内定位装置401、与定位装置401无线电连接发射器402，以及与设置于滑块102内部的与无线发射器402电连接的无线接收器403，用于信号处理的中央处理器404，和中央处理器 404电连接的摄像头407、给装置供电的电源408以及用于数据通讯的通讯单元 409，摄像头407连接显示器405、显示器405连接存储器406，摄像头407安装在底座301一侧，采集冲击试验图片信息后传给显示器405显示，中央处理器404与电机206、计时器209、压力感应器302、定位装置401、无线发射器402分别电连接，电源408和计时器209连接，计时器209与光电门208连接，无线接收器403用于实时接收无线发射器402所传输过来的定位装置401检测到的位置信息，中央处理器404根据无线接收器403所接收到的定位装置401检测到的位置信息驱动第一电机107动作，第一电机107带动第一丝轴106动作，驱动设置于第一丝轴106 上的滑块102移动至定位装置401所检测到的进行冲击实验的位置。

工作原理：实验时，在试样台3底座301上放置所要进行冲击试验的管材试样303，通过设置于底座301上的轨道装置304进行位置固定，并通过设置于底座 301左右两端的卡件306将试样管材303卡紧，中央控制器404控制第二电机206驱动第二丝轴205带动连接杆101上下移动选择实验检测高度，确定好实验高度后将两个光电门208分别移到上、下两刻度处，无线发射器402接定位装置401所检测的位置信息传给无线接收器403，无线接收器403将位置信息传给中央处理器404，中央处理器404根据接收到的信息驱动第一电机107带动第一丝轴106动作，使得滑块102移动至进行试验检测的位置，接通计时器209电源，通过中央控制器404将同步开关拔到“吸”位置上，电磁铁105通电，将钢球104吸住，按计时器209的清零键使屏幕显示“0.00”，将同步开关拔到“放”位置上，让钢球104 自由下落，计时器同步计时，当钢球104通过两个光电门208后，计时器209自动停止计时，并循环显示出钢球104下落的时间t，然后根据标尺读出钢球104下落的距离h，根据自由落体运动公式就可以计算出重力加速度g值，压力传感器302将检测到的压力值传给中央控制器404，中央控制器404将采集的压力值数据、时间数据、钢球104自由落体高度通过显示器405显示，显示器405 将实验数据存储在存储器406，摄像头407将实验采集的画面经显示器405显示，计算出试样管材303此时的受力大小以及对应实验所用时间是否达到GB/T 14152-1993《热塑性塑料管材耐外冲击性能试验方法真实冲击率法》中条例7.2 对试验时间要求，实验过程中可以改变定位传感器401所在位置，选取多个位置及多个受力点综合分析管材的耐受力，使得实验数据更全面更有说服力。

以上实施例仅为本实用新型其中的一些实施方式，其描述较为具体，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。