支辊式角测量弯曲试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开的一种支辊式角测量弯曲试验装置,在支辊式弯曲试验装置基座后侧的纵向面上，固联有动态监测弯曲试验件弯曲角度的角度测量监测装置，所述角度测量监测装置包括指针组件，指针组件通过角度刻度板刻线中心，活动连接在支辊式弯曲试验装置本体弯曲压头的后端尾部，指针杆通过其上垂直固联的指针延伸杆连接滚轮组成指针组件，滚轮与试样表面相接触，试验时，使指针指示角度与试样(7)的弯曲角度始终保持一致，当试样在所述弯曲压头试验力的作用下发生弯曲时带动滚轮旋转，滚轮(17)将旋转动作传递给指针(3)，通过针尖将试样的弯曲角度指示在角度刻度板上。通过本实用新型可以实时监测试样实际弯曲角度，精确控制试样试验过程。
【专利说明】
支辊式角测量弯曲试验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种测定材料弯曲塑性变形能力的弯曲试验装置，具体涉及一种可自动测量试样弯曲角度的支辊式弯曲试验装置。
【背景技术】
[0002]弯曲试验主要用来检验材料在经受弯曲负荷作用时的力学性能，生产应用中常用弯曲试验来评定材料承受弯曲塑性变形的能力，是质量控制和应用设计的重要参考指标。弯曲试验是以圆形、方形、矩形或多边形横截面试样在弯曲装置上经受弯曲塑性变形，不改变加力方向，直至达到规定弯曲角度的一种监测材料弯曲塑性的试验。弯曲试验时，试样两臂的轴线保持在垂直于弯曲轴的平面内。若为弯曲180°角的试验，按要求将试样弯曲至两臂相距规定距离且相互平行或两臂直接接触。
[0003]目前，材料试验机上使用的弯曲装置大多数为配有两个支辊和一个弯曲压头的支辊式弯曲装置，由试验机提供试验载荷。此类试验夹具通常分为基座和弯曲压头中心轴两部分，分别与试验机的试验台和横梁通过销钉连接。该方法的特点是:试样放置于水平等高、两规定间距的支辊上，支辊长度大于试样宽度或直径;支辊间距为2.5倍试样厚度或直径与弯曲弯曲压头中心轴直径之和，弯曲弯曲压头中心轴直径由试样厚度和相关试样标准规定，弯曲试验检验的材料指标通常是弯曲强度或弯曲规定角度后试样弯曲外表面形貌特征。
[0004]为达到规定弯曲角度，现行的方法是由支辊间距和需要弯曲的角度通过几何关系计算出芯棒位移量，再转换为设备提供的横梁位移量作为芯棒位移，间接表征出弯曲试验角度。由此方法实现试样规定角度试验存在的不足是显而易见的，主要有试验弯曲角度误差大、回弹难以控制、反复施加试验力、试样厚度影响无法控制。
[0005]主要是表现在:
[0006]1、试验弯曲角度误差大。设备横梁位移量是设备横梁位移传感器针对横梁位移的监控指标，而弯曲试验间接表征试验弯曲角度所需位移量是弯曲弯曲压头中心轴与试样表面接触点实际位移量，位移传感器所测数据难以精确表征;随着试验的进行，试样逐渐发生弯曲，会对弯曲装置两支辊施加向外张力，有时会使支辊发生轻微的滑移，最后导致试样实际弯曲角度变小，难以达到预期试验考核目的；
[0007]2、回弹难以控制。不同性质的材料其抗弯曲变形以及回弹的能力不同，在试验完成后，均会发生不同程度的回弹，使得最终弯曲角度和理论计算角度不一致；
[0008]3、反复施加试验力。实际试验过程中，因各方面的因素影响，往往无法一次完成试验，需要反复施加试验力，同时还需要根据测量的上一次残余弯曲角度进行试验位移调整，整个试验过程较长；
[0009]4、试样厚度影响无法控制。弯曲试验过程中，试样的弯曲部分在外力的作用下不仅会发生弯曲变形，在厚度方向上也会发生变形，即厚度变薄。不同材料或厚度的变化无法在试验前进行精确的计算，这也将导致试样的角度变化无法精确控制。【实用新型内容】
[0010]为解决现有支辊式弯曲试验夹具的不足，本实用新型提供一种动态测量精度高，结构简单、操作便捷，可以在试验过程中动态、实时监测试样实际弯曲角度，精确控制试样试验过程的支辊式弯曲试验装置。
[0011]实现本实用新型解决其技术问题的技术方案是:一种支辊式角测量弯曲试验装置，包括现有技术采用结构形式的支辊式弯曲试验装置本体，其特征在于，在所述支辊式弯曲试验装置本体基座2后侧的纵向面上，固联有动态监测弯曲试验件弯曲角度的角度测量监测装置，所述角度测量监测装置包括U型支架12、指针组件、导杆18、导杆座21和导套22，其中，角度刻度板10通过背板上固定的两平行导杆18固联在所述基座2的后侧平面上，指针组件通过角度刻度板10刻线中心，活动连接在支辊式弯曲试验装置本体弯曲压头8的后端尾部，通过卡环11连接在所述角度刻度板10背板的U型支架12上，指针杆13通过其上垂直固联的指针延伸杆14连接滚轮17组成指针组件，滚轮17与试样7表面相接触，试验时，使指针指示角度与试样7的弯曲角度始终保持一致，当试样7在所述弯曲压头8试验力的作用下发生弯曲时带动滚轮17旋转，滚轮17将旋转动作传递给指针杆13，通过针尖15将试样7的弯曲角度指示在角度刻度板10上。试验操作人员只需要将角度读数读出即能反应出试样7此时的弯曲角度。
[0012]本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果:
[0013]1.动态测量精度高。本实用新型角在传统的支辊式弯曲夹具的基础上增加保证角度测量指针与试样同步移动的角度测量装置，实现试验过程中的动态实时监测功能。采用度刻度板10通过背板上固定的两平行导杆18固联在所述基座2的后侧平面上，指针组件通过角度刻度板10刻线中心，活动连接在支辊式弯曲试验装置本体弯曲压头8的后端尾部，通过卡环11连接在所述角度刻度板10背板的U型支架12上，指针杆13通过其上垂直固联的指针延伸杆14连接滚轮17组成指针组件，实现了弯曲试验过程中试样实际弯曲角度的动态、精确、实时的监测和测量。
[0014]本实用新型在角度刻度板与试样表面调平之后，通过试样表面位置的变化带动指针的实时变化来指示试样的实际弯曲角度，实现了试样弯曲角度的动态、精确和实时监测。解决了现有技术由于受结构的限制，达不到180°角弯曲试验的要求，没有角度指示功能，也不能消除因制造带来的两弯曲支点的不等高问题。
[0015]2.结构简单、操作便捷。本实用新型采用滚轮17与试样7表面相接触，试验时，使指针指示角度与试样7的弯曲角度始终保持一致，当试样7在所述弯曲压头8试验力的作用下发生弯曲时带动滚轮17旋转，滚轮17将旋转动作传递给指针杆13，通过针尖15将试样7的弯曲角度指示在角度刻度板10上。通过指针和滚轮接触弯曲试样上表面，再调整刻度盘高度至指针初始位置为零位。试验过程中，试样将带动指针进行旋转，实现弯曲角度的动态测量，整个装置结构简单。弯曲过程中无需人为干预和操作，弯曲角度直接可以在角度刻度板上读出，操作便捷，可以在试验过程中动态、实时监测试样实际弯曲角度，精确控制试样试验过程。
【附图说明】
[0016]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0017]图1是本实用新型动态监测弯曲角度支辊式弯曲试验装置结构示意图。
[0018]图2是图1的后视图。
[0019]图中:I下连接杆，2基座，3弯曲压头中心轴，4支座，5固定块，6支撑轴，7试样，8弯曲压头，9上连接杆，10角度刻度板，11卡环，12U型支架，13指针杆，14指针延伸杆，15针尖，16支撑凸台，17滚轮，18导杆，19固定螺栓，20螺母，21导杆座，22导套。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本实用新型所公开的动态监测弯曲角度支辊式弯曲试验装置由弯曲装置部分和角度测量装置部分组成。支辊式弯曲试验装置完成试样在弯曲试验时所需要的支撑和试验力的施加。支辊式弯曲装置主要包括下连接杆1、基座2、弯曲压头中心轴3、支座
4、固定块5、支撑轴6、弯曲压头8和上连接杆9，其中，固联在基座2底部平面上的下连接杆I和固联在弯曲压头8上部平面上的连接杆9都是带有一个销钉孔的光滑表面圆棒，其主要作用是通过销钉实现与试验机的试验台和横梁连接，实现试验机的力值和位移能够刚性的传递给弯曲试验装置和试样。基座2为梯形体，具有满足试验所需求的刚性。在基座2的纵向面为具有满足试验所需求的刚性的梯形体，在纵向方向上制有倒T形槽，倒T形上表面开口槽为梯形开口槽，在纵向上平面与侧平面的相交平面上，刻制有观察其上滑动连接支座4移动距离的刻线标尺，主要作用是作为支座4支辊间距调整的度量标尺。支座4分为两个结构相同，左右对称，沿基座2刚体纵向轴线倒T形槽滑动固定的支撑体。支座4的底面有制有沿基座2纵向倒T形槽开口梯形开口槽滑动梯形凸台滑块，凸台滑块的大小与基座2的纵向倒T形槽的梯形槽开口基本一致，以保证支座4能够在基座2梯形开口槽中滑动，避免支座沿梯形开口槽垂直方向的滑动。在支座4的向下交接底部的延伸平面上，制有螺栓紧固孔，螺栓19通过该螺栓紧固孔将支座4固定在基座2梯形槽中，并用螺母20背紧，实现支座4的固定。
[0021]在两臂相互平行的两支辊支座4，向上延伸的内侧顶部制有一个用于放置支撑轴6的半圆形槽，支撑轴6通过所述半圆形槽，由两端连接的固定块5固定，试样7在弯曲时被放置在该支撑轴6上，并保证试样与支撑轴6的轴线垂直。支辊式弯曲装置部分的弯曲压头8为具有足够刚性的T型结构体，在弯曲压头8的T型平面上端平面制有上连接杆9，下方T型部末端制有连接弯曲压头中心轴3的半圆形槽，弯曲压头中心轴3通过该弯曲压头中心轴3由与上述形状相同的固定块5刚性固定。弯曲压头中心轴3的规格可调，根据相关材料标准或工业规程要求选取合适的弯曲压头中心轴3规格。弯曲压头中心轴3和支撑轴6选取的材料应具有足够的刚性和耐磨性，避免长期使用过程中发生变形或磨损，且表面仅可能的光滑。
[0022]所述角度测量装置部分由角度刻度板10、卡环11、U型支架12、指针杆13、指针延伸杆14、针尖15、支撑凸台16、滚轮17、导杆18、导杆座21和导套22组成。其中，指针杆13、指针延伸杆14、针尖15和滚轮17组成指针组件。角度刻度板10通过背板上固定的两平行导杆18固联在所述基座2的后侧平面上，指针组件通过角度刻度板10刻线中心，活动连接在支辊式弯曲试验装置本体弯曲压头8的后端尾部，通过卡环11连接在所述角度刻度板10背板的U型支架12上，指针杆13通过其上垂直固联的指针延伸杆14连接滚轮17组成指针组件，滚轮17与试样7表面相接触，试验时，使指针指示角度与试样7的弯曲角度始终保持一致，当试样7在所述弯曲压头8试验力的作用下发生弯曲时带动滚轮17旋转，滚轮17将旋转动作传递给指针杆13，通过针尖15将试样7的弯曲角度指示在角度刻度板10上。
[0023]指针组件的主要作用是保证指针指示角度与试样7的弯曲角度保持一致。主要原理是滚轮17与试样7表面相接触，当试样7在试验力的作用下发生弯曲时带动滚轮17旋转，滚轮17与指针延伸杆14和指针杆13刚性连接，将旋转动作传递给指针杆13，指针杆13再将该动作传递为针尖15，针尖15将直接将试样7的弯曲角度指示在角度刻度板10上，试验操作人员只需要将角度读数读出即能反应出试样7此时的弯曲角度。滚轮17的规格与弯曲压头中心轴3的直径应保持一致，以免不同的尺寸造成角度误差。
[0024]角度测量装置的指针组件分为左右两个，进行弯曲试验时，左右两个指针组件分别反映试样两个弯曲边的弯曲角度。理想状态下，左右两个指针的读数相同，但实际试验过程中由于试样本身的平面度和厚度存在误差或弯曲压头8与支座4的中心不重合等情况的存在，两个指针的指示存在一定的误差，此时需要对两个边的弯曲角度分别进行读取，然后将两个角度读数进行相加即可算出试样7的实际弯曲角度。
[0025]为了简化角度计算的方法，本实施例的角度刻度板10的角度标记并不是从O?180度的顺序进行排列，而是采用在试验力施加方向标为90度(垂直方向)，同时向两边分别标记至O度(水平方向)。采用本方法进行角度计算时只需要对角度读数进行相加即可，不需要再转换为180度的余角。例如，某板材试样需要进行弯曲角度为60度的弯曲试验，只需要观察到两个指针的指示角度之和等于60度时即可完成试验。U型支架12为具有一定厚度的U型板，同时开有两个长孔，该支架的主要作用是将刻度板及指针组件与弯曲压头8进行固定，同时因弯曲试验的试样厚度会不同，此时需要对指针在试验前进行零位修正。具体的过程是先将滚轮17与试样7表面接触，再调整角度刻度板10的高度，保证两个指针组件的指示位置为O度，再拧紧角度刻度板10后面的螺帽，保证刻度板在试验过程中不会发生滑移即可。导杆18、导杆座21和导套的主要作用是保证角度刻度板10和指针组件在零位修正和弯曲试验过程中仅发生垂直方向的运动，不发生转动，保证角度测量的准确性。
[0026]根据上述公开的动态监测弯曲角度支辊式弯曲试验装置，由本领域专业技术人员可轻易实现或使用本实用新型。并且完全理解上述公开内容后，可设计出多种变形和修改。因此本实用新型将不会被限制于本文所公开的具体实施例，而是要符合与动态监测弯曲角度功能相一致的所有变形和修改及其等同物。
【主权项】
1.一种支辊式角测量弯曲试验装置，包括现有技术采用结构形式的支辊式弯曲试验装置本体，其特征在于，在所述支辊式弯曲试验装置本体基座(2)后侧的纵向面上，固联有动态监测弯曲试验件弯曲角度的角度测量监测装置，所述角度测量监测装置包括U型支架(12)、指针组件、导杆(18)、导杆座(21)和导套(22)，其中，角度刻度板(10)通过背板上固定的两平行导杆(18)固联在所述基座(2)的后侧平面上，指针组件通过角度刻度板(10)刻线中心，活动连接在支辊式弯曲试验装置本体弯曲压头(8)的后端尾部，通过卡环(11)连接在所述角度刻度板(10)背板的U型支架(12)上，指针杆(13)通过其上垂直固联的指针延伸杆(14)连接滚轮(17)组成指针组件，滚轮(17)与试样(7)表面相接触，试验时，使指针指示角度与试样7的弯曲角度始终保持一致，当试样(7)在所述弯曲压头(8)试验力的作用下发生弯曲时带动滚轮(17)旋转，滚轮(17)将旋转动作传递给指针杆(13)，通过针尖(15)将试样(7)的弯曲角度指示在角度刻度板(10)上。2.如权利要求1所述的支辊式角测量弯曲试验装置，其特征在于:支辊式弯曲装置主要包括下连接杆(I)、基座(2)、弯曲压头中心轴(3)、支座(4)、固定块(5)、支撑轴(6)、弯曲压头(8)和上连接杆(9)，其中，固联在基座(2)底部平面上的下连接杆(I)和固联在弯曲压头(8)上部平面上的连接杆(9)都是带有一个销钉孔的光滑表面圆棒，其主要作用是通过销钉实现与试验机的试验台和横梁连接，实现试验机的力值和位移能够刚性的传递给弯曲试验装置和试样。3.如权利要求1所述的支辊式角测量弯曲试验装置，其特征在于:基座(2)的纵向面为具有满足试验所需求的刚性的梯形体，在纵向方向上制有倒T形槽，倒T形上表面开口槽为梯形开口槽，在纵向上平面与侧平面的相交平面上，刻制有观察其上滑动连接支座(4)移动距离的刻线标尺，主要作用是作为支座(4)支辊间距调整的度量标尺。4.如权利要求2所述的支辊式角测量弯曲试验装置，其特征在于:支座(4)分为两个结构相同，左右对称，沿基座(2)刚体纵向轴线倒T形槽滑动固定的支撑体。5.如权利要求3所述的支辊式角测量弯曲试验装置，其特征在于:支座(4)的底面有制有沿基座(2)纵向倒T形槽开口梯形开口槽滑动梯形凸台滑块，凸台滑块的大小与基座(2)的纵向倒T形槽的梯形槽开口基本一致，以保证支座(4)能够在基座(2)梯形开口槽中滑动，避免支座沿梯形开口槽垂直方向的滑动。6.如权利要求4所述的支辊式角测量弯曲试验装置，其特征在于:在支座(4)的向下交接底部的延伸平面上，制有螺栓紧固孔，螺栓(19)通过该螺栓紧固孔将支座(4)固定在基座(2)梯形槽中，并用螺母(20)背紧，实现支座(4)的固定。7.如权利要求5所述的支辊式角测量弯曲试验装置，其特征在于:在支座(4)向上延伸的内侧顶部制有一个用于放置支撑轴(6)的半圆形槽，支撑轴(6)通过所述半圆形槽，由两端连接的固定块(5)固定，试样(7)在弯曲时被放置在该支撑轴(6)上，并保证试样与支撑轴(6)的轴线垂直。8.如权利要求1所述的支辊式角测量弯曲试验装置，其特征在于:支辊式弯曲装置部分的弯曲压头(8)为具有足够刚性的T型结构体，在弯曲压头(8)的T型平面上端平面制有上连接杆(9)，下方T型部末端制有连接弯曲压头中心轴(3)的半圆形槽，弯曲压头中心轴(3)通过与上述形状相同的固定块(5)刚性固定。9.如权利要求1所述的支辊式角测量弯曲试验装置，其特征在于:角度测量装置的指针组件分为左右两个，进行弯曲试验时，左右两个指针组件分别反映试样两个弯曲边的弯曲角度；角度刻度板(10)的角度标记并不是从O?180度的顺序进行排列，而是采用在试验力施加方向标为90度，同时向水平方向两边分别标记至O度。10.如权利要求1所述的支辊式角测量弯曲试验装置，其特征在于:U型支架(12)为具有一定厚度的U型板，同时开有两个长孔，该U型支架的主要作用是将刻度板及指针组件与弯曲压头(8)进行固定，同时因弯曲试验的试样厚度会不同，对指针在试验前进行零位修正。
【文档编号】G01B5/24GK205537462SQ201521048417
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年12月16日
【发明人】苏雷, 张晓峰
【申请人】中国人民解放军第五七九工厂, 中国人民解放军第五七一九工厂