一种拉伸机下杆自锁装置的制作方法

本发明涉及一种自锁装置，尤其涉及一种拉伸机下杆自锁装置。

背景技术：

随着国内制造业的发展和对材料尤其是金属材料用量的逐年增大，对于材料力学性能测试的要求也被提上了日程。材料的力学性能是评价材料强度、塑性及断裂韧度等重要手段，是工程应用中选取材料的重要依据。拉伸机可对金属材料的强度、塑性、超塑性、延伸率等性能进行测试，并可通过微机输出相应数据。然而在实际操作中，拉伸机的下杆卡销部位与底端基础固定时，传统上采用卡销销孔固定结构，卡销销孔由人工定位完成。人工操作时定位困难，校准过程耗时耗力，降低测试效率，且容易形成定位偏差，使卡销偏斜。从而对试样，尤其是板材试样造成明显的影响，这样容易使应力分布不均匀，使输出数据不精确，对金属材料力学性能分析产生了严重的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种拉伸机下杆自锁装置，其结构设计合理，操作简便，操作用时较短，可以使拉伸机下杆的卡销与限位槽精确配合，保证了金属材料力学性能测试结果的准确性，从而为工程中选取合理的材料提供了可靠依据。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种拉伸机下杆自锁装置，其特征在于：包括底座和套筒，所述套筒固定在底座的上部，所述底座的中心设置有安装孔，所述安装孔内设置有旋转块，所述套筒上设置有供下杆穿过的通孔，所述下杆的下端设置有卡销，所述卡销的两端穿过下杆且两端对称，所述套筒上设置有与卡销两端配合的两个导槽，所述套筒的下部内设置有对卡销两端限位的两个限位槽，两个所述导槽之间的连线与两个限位槽之间的连线呈十字交叉，其中一个所述第一导槽与一个所述卡槽之间、另一个所述第一导槽与另一个所述卡槽之间均设置有弧形槽，所述旋转块上设置有连接孔，所述旋转块的上部设置有与卡销配合的卡槽，所述旋转块的底部设置有用于带动旋转块和下杆一起转动的电机，所述旋转块、套筒、下杆和底座四者的轴线相重合。

上述的一种拉伸机下杆自锁装置，其特征在于：所述电机的输出轴上设置有外花键，所述旋转块的下部设置有内花键，所述外花键与内花键相配合。

上述的一种拉伸机下杆自锁装置，其特征在于：所述卡槽的数量为四个，四个所述卡槽均匀布设在连接孔的外周。

上述的一种拉伸机下杆自锁装置，其特征在于：所述卡槽内设置有用于检测卡销与卡槽之间距离的距离传感器。

上述的一种拉伸机下杆自锁装置，其特征在于：所述距离传感器为IFRM型电感式距离传感器。

上述的一种拉伸机下杆自锁装置，其特征在于：所述底座的形状为长方体，所述底座的四个角上均设置有螺孔。

上述的一种拉伸机下杆自锁装置，其特征在于：所述下杆的上端设置有试样固定槽。

上述的一种拉伸机下杆自锁装置，其特征在于：所述卡销的形状为圆柱形，所述卡销与下杆的底端之间的距离为10cm～20cm。

上述的一种拉伸机下杆自锁装置，其特征在于：所述卡销与下杆的底端之间的距离为15cm。

上述的一种拉伸机下杆自锁装置，其特征在于：所述套筒与底座之间的连接方式为焊接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构简单，设计合理，操作简便。

2、本发明可以使拉伸机下杆的卡销与限位槽精确配合，较大程度避免了由人为操作所造成的偏差，保证了金属材料力学性能测试的精确性，从而为工程中选取合理的材料提供了可靠依据。

3、本发明缩短了操作用时，提高了测试效率。

4、本发明电机与旋转块采用花键联动，受力均匀，应力集中较小并且导向性良好，从而提高能量转换效率。

5、本发明采用距离传感器检测卡销运动状态，然后配合电机驱动旋转块完成自锁，较大的提高了自动化程度。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的使用状态图。

图2为图1的分解图。

图3为本发明套筒的结构示意图。

图4为图3旋转一定角度后的结构示意图。

图5为本发明套筒和底座的位置关系示意图。

图6为本发明旋转块的结构示意图。

图7为图6旋转一定角度后的结构示意图。

附图标记说明:

1—试样固定槽； 2—下杆； 3—卡销；

4—导槽； 5—套筒； 5-1—通孔；

6—螺孔； 7—底座； 7-1—安装孔；

8—卡槽； 9—旋转块； 9-1—连接孔；

9-2—内花键； 10—外花键； 11—电机；

12—限位槽； 13—弧形槽； 14—距离传感器。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明包括底座7和套筒5，所述套筒5固定在底座7的上部，所述底座7的中心设置有安装孔7-1，所述安装孔7-1内设置有旋转块9，所述套筒5上设置有供下杆2穿过的通孔5-1，所述下杆2的下端设置有卡销3，所述卡销3的两端穿过下杆2且两端对称，所述套筒5上设置有与卡销3两端配合的两个导槽4，所述套筒5的下部内设置有对卡销3两端限位的两个限位槽12，两个所述导槽4之间的连线与两个限位槽12之间的连线呈十字交叉，其中一个所述第一导槽与一个所述卡槽之间、另一个所述第一导槽与另一个所述卡槽之间均设置有弧形槽13，所述旋转块9上设置有连接孔9-1，所述旋转块9的上部设置有与卡销3配合的卡槽8，所述旋转块9的底部设置有用于带动旋转块9和下杆2一起转动的电机11，所述旋转块9、套筒5、下杆2和底座7四者的轴线相重合。

该拉伸机下杆自锁装置通过采用卡销3与限位槽12的配合结构，将下杆2下端的卡销3与套筒5内的限位槽12相结合，卡销3在运行过程中能够顺利进入相应的配合部位，配合精准，避免了人为对下杆2定位操作时造成的偏差，固定方式简单可行，并且适用范围广。其中，卡销3的两端穿过下杆2且两端对称，即卡销3穿出下杆2两端的长度相等，使卡销3左右两端受力均匀，以防止在受力过程中可能会发生的三点弯曲现象，保证了在拉伸过程中卡销整体的强度。旋转块9、套筒5、下杆2和底座7四者的轴线相重合，不仅便于安装，且确保运行稳定。

如图1和图7所示，所述电机11的输出轴上设置有外花键10，所述旋转块9的下部设置有内花键9-2，所述外花键10与内花键9-2相配合；采用外花键10与内花键9-2相配合的形式，可使电机11与旋转块9紧密结合，从而避免了由于其它结合方式所造成的两者轴线偏离问题，且没有相应附件，操作简便，提高了安装效率。

如图6所示，所述卡槽8的数量为四个，四个所述卡槽8均匀布设在连接孔9-1的外周，即相对的两个卡槽8的连线相互垂直，保证相应配合位置不改变，上次操作完成后，这样不用调整旋转块9的位置直接进行下一次操作，操作效率大大提高。

如图1所示，所述卡槽8内设置有用于检测卡销3与卡槽8之间距离的距离传感器14，设定卡销3与卡槽8之间的距离下限，可以有效地防止下杆2在向下运动过程中对旋转块9挤压所造成的损伤，有效保障了整个装置的稳定性。

本实施例中，所述距离传感器14为IFRM型电感式距离传感器。

如图2所示，所述底座7的形状为长方体，所述底座7的四个角上均设置有螺孔6，经穿过螺孔6的螺钉可将底座7固定在基体上，防止了在拉伸机工作过程中所造成的晃动和震动，从而增加了拉伸过程中底座的稳定性。实际制作时，可在底座7的四个角上均设置倒圆角，防止对实验人员造成伤害。

如图1和图2所示，所述下杆2的上端设置有试样固定槽1，便于固定试样。

本实施例中，所述卡销3的形状为圆柱形，卡销3穿出下杆2两端的长度相等，卡销3和套筒5可均采用45号钢制作，以达到机械设计要求。

本实施例中，所述卡销3与下杆2的底端之间的距离为10cm～20cm。优选的，所述卡销3与下杆2的底端之间的距离为15cm。

本实施例中，所述套筒5与底座7之间的连接方式为焊接。

以下通过对合金板材试样进行拉伸测试为例，来具体说明采用本发明对拉伸机的下杆实现自锁，其操作过程为：

首先，将合金板材试样安装在试样固定槽1上，经穿过螺孔6的螺钉将底座7固定在基体上，并将电机11安装在基体上，将旋转块9放置在连接孔9-1内。然后，调整下杆2缓慢向下运动，在下杆2即将进入套筒5时，通过微调的方式，使下杆2沿着导槽4逐渐向下移动；当下杆2的底端运动至旋转块9的卡槽8时，卡销3正好位于其中两个卡槽8内，当距离传感器14检测到设定距离时，下杆2停止下行，电机11启动。接着，电机11带动旋转块9和下杆2一起顺时针方向旋转90°后，电机11停止转动，旋转块9转动过程中卡销3沿着弧形槽13滑动；调整下杆2沿着限位槽12向上逐渐移动，最终卡销3将被限位槽12挡住并停止向上移动，完成对拉伸机下杆的自锁。从而实现了拉伸机下杆上的卡销3与套筒5中的限位槽12准确的配合，最后按照具体测试要求对金属材料进行力学性能测试。

力学性能测试完成后，启动电机11使电机11带动旋转块9逆时针旋转90°，使得上述自锁过程中使用的卡槽8正好处于开始位置，以便于下次使用。由于设置了对称的四个卡槽8，因此也可不让旋转块9逆时针旋转90°，通过另外两个卡槽8实现对下杆2的固定。

本发明拉伸机下杆自锁装置在实际制作时，下杆2的下行和电机11的启停可通过控制器实现自动控制，以方便操作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。