一种应用于高分子材料的自动对中的摆锤式冲击试验机的制作方法

本实用新型涉及冲击试验设备技术领域，具体为一种应用于高分子材料的自动对中的摆锤式冲击试验机。

背景技术：

工业领域中通常通过冲击试验测定材料韧性，以试验机的摆锤对试样作一次冲击，使试样沿缺口冲断，用折断时摆锤重新升起高度差计算试样的吸收功。目前，摆锤式冲击试验机分为简支梁冲击试验机和悬壁梁冲击试验机两种。此两种冲击试验机在测试前均需要对试样进行对中校正，使试样位于摆锤摆动轨迹的最低点，以提高测试精度。目前，此两种冲击试验机均通过人工进行对中校正，操作难度大，员工劳动强度大，且对中效率低，对中精度难以保证，从而影响冲击试验的测试精度，而且现有的冲击试验机仅能进行单次冲击，每次试验前都要重新进行试样夹持固定，严重影响试验速度，影响试验数据的采集。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种应用于高分子材料的自动对中的摆锤式冲击试验机，采用旋转式的夹具，能够进行连续冲击试验，提升试验速度，而且在电机二的作用下，能够在丝杠的作用下带动滑台移动，实现试样的自动对中，降低工作人员的劳动强度，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种应用于高分子材料的自动对中的摆锤式冲击试验机，包括底座，所述底座后端垂直设置支架，所述支架上端设置安装孔，所述安装孔后端固定设置电机一，所述电机一的输出轴贯穿支架的安装孔，且电机一的输出轴通过电磁离合器与转轴二连接，所述转轴二前端垂直设置摆杆，所述摆杆端部固定设置摆锤，所述转轴二通过轴承副与支架上端的安装孔配合安装，所述电机一和电磁离合器的输入端与单片机的输出端电连接，所述单片机的输入端与外置电源的输出端电连接；

所述底座上表面固定设置滑轨，所述滑轨表面配合安装滑台，所述滑台下端设置安装孔，所述滑台的安装孔内部配合安装丝杠螺母，所述丝杠螺母与丝杠配合安装，所述丝杠的两端分别通过轴承副与底座表面的安装座配合安装，且丝杠与电机二的输出轴连接，所述电机二的输入端与单片机的输出端电连接，所述滑台上端对称设置安装架，所述安装架上端设置安装孔，所述安装架上端的安装孔内部通过轴承副配合安装转轴一，所述转轴一外部固定设置夹具，所述转轴一与电机三的输出轴连接，所述电机三的输入端与单片机的输出端电连接；

所述转轴二与支架上端的安装孔之间加装编码器，所述编码器的输出端与单片机的输入端电连接，且支架上端设置显示屏，所述显示屏的输入端与单片机的输出端电连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述夹具为正方形结构，且夹具的四个侧面均设置凹槽，且凹槽的侧壁内部固定设置电动伸缩杆，且电动伸缩杆的端部配合安装衬套，且凹槽的底部设置按钮开关，所述电动伸缩杆通过按钮开关与电刷连接，所述电刷的输入端与外置电源的输出端电连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述夹具侧边对称设置销轴孔，所述销轴孔为锥形孔，且安装架的内壁与销轴孔对应的位置设置安装孔，所述安装孔底部设置电磁铁，所述电磁铁的输入端与单片机的输出端电连接，且安装孔内部配合安装销轴，所述销轴与安装孔底壁之间通过弹簧连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述丝杠螺母外壁设置外螺纹，且滑台的安装孔内部设置内螺纹，且滑台的安装孔为通孔，且滑台的安装孔两端均通过螺纹配合安装丝杠螺母，且两端的丝杠螺母均与丝杠配合安装。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述支架前端与夹具高度对应的位置固定设置距离传感器，所述距离传感器的输出端与单片机的输入端电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本应用于高分子材料的自动对中的摆锤式冲击试验机采用在底座上方配合安装滑台，且将夹具安装在滑台内部，在电机二和丝杠的作用下，带动滑台移动，从而实现试样的自动对中，且加入了距离传感器，实现闭环控制，保证对中的精度，而且夹具采用电机三驱动，使夹具能够旋转，实现连续冲击试验，保证试验进行速度，加快数据采集速度，而且采用编码器对摆锤的上升角度进行检测，保证检测结果的准确性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型剖视图；

图3为本实用新型A处示意图；

图4为本实用新型B处示意图；

图5为本实用新型夹具装配示意图。

图中：1底座、2支架、3电机一、4摆锤、5电机二、6滑台、7丝杠、8滑轨、9安装架、10夹具、11单片机、12编码器、13电磁离合器、14电机三、15销轴、16电磁铁、17弹簧、18电动伸缩杆、19转轴一、20电刷、21丝杠螺母、22衬套、23按钮开关、24显示屏、25距离传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种应用于高分子材料的自动对中的摆锤式冲击试验机，包括底座1，底座1后端垂直设置支架2，支架2上端设置安装孔，安装孔后端固定设置电机一3，电机一3的输出轴贯穿支架2的安装孔，且电机一3的输出轴通过电磁离合器13与转轴二连接，转轴二前端垂直设置摆杆，摆杆端部固定设置摆锤4，转轴二通过轴承副与支架2上端的安装孔配合安装，电机一3和电磁离合器13的输入端与单片机11的输出端电连接，单片机11的输入端与外置电源的输出端电连接，底座1上表面固定设置滑轨8，滑轨8表面配合安装滑台6，滑台6下端设置安装孔，滑台6的安装孔内部配合安装丝杠螺母21，丝杠螺母21与丝杠7配合安装，丝杠7的两端分别通过轴承副与底座1表面的安装座配合安装，且丝杠7与电机二5的输出轴连接，电机二5的输入端与单片机11的输出端电连接，电机二5为英纳仕57HS22BR步进电机，当电机二5断电后，电机二5的输出轴自动被抱紧，有效防止丝杠7继续旋转，避免滑台6晃动，滑台6上端对称设置安装架9，安装架9上端设置安装孔，安装架9上端的安装孔内部通过轴承副配合安装转轴一19，转轴一19外部固定设置夹具10，转轴一19与电机三14的输出轴连接，电机三14的输入端与单片机11的输出端电连接，转轴二与支架2上端的安装孔之间加装编码器12，编码器12的输出端与单片机11的输入端电连接，且支架2上端设置显示屏24，显示屏24的输入端与单片机11的输出端电连接，夹具10为正方形结构，且夹具10的四个侧面均设置凹槽，且凹槽的侧壁内部固定设置电动伸缩杆18，且电动伸缩杆18的端部配合安装衬套22，避免试样表面被磨损，且凹槽的底部设置按钮开关23，电动伸缩杆18通过按钮开关23与电刷20连接，电刷20的输入端与外置电源的输出端电连接，夹具10侧边对称设置销轴孔，销轴孔为锥形孔，且安装架9的内壁与销轴孔对应的位置设置安装孔，安装孔底部设置电磁铁16，电磁铁16的输入端与单片机11的输出端电连接，且安装孔内部配合安装销轴15，销轴15与安装孔底壁之间通过弹簧17连接，丝杠螺母21外壁设置外螺纹，且滑台6的安装孔内部设置内螺纹，且滑台6的安装孔为通孔，且滑台6的安装孔两端均通过螺纹配合安装丝杠螺母21，且两端的丝杠螺母21均与丝杠7配合安装，支架2前端与夹具10高度对应的位置固定设置距离传感器25，距离传感器25的输出端与单片机11的输入端电连接，单片机11为西门子6ES7216-2AD23-0XB8型PLC控制器，且单片机11控制电机一3、电机二5、编码器12、电磁离合器13、电机三14、电磁铁16、显示屏24和距离传感器25的方式为现有技术中的常见方式。

在使用时：首先进行试样的夹持，将试样放置在夹具10的凹槽内部，当试样挤压到按钮开关23，按钮开关23控制电动伸缩杆18伸长，从而使电动伸缩杆18端部的衬套22与试样挤压固定，然后电机三14旋转，带动夹具10旋转，进行下一块试样的安装，当试样完全安装后，由于电机三14为伺服电机，能够精准控制转动角度，从而使夹具10转动到试样竖直的位置，同时单片机11控制电磁铁16断电，销轴15在弹簧17的作用下伸出，并与夹具10侧边的销轴孔配合，使夹具10与安装架9位置固定，此时距离传感器25测量试样表面与基准点的距离，然后将测量信息传输到单片机11，单片机11控制电机二5旋转，带动丝杠7转动，丝杠7与丝杠螺母21配合作用，带动滑台6移动，从而带动试样移动，实现自动对中，而且滑台6内部采用两个丝杠螺母21，有效消除丝杠7与丝杠螺母21之间的轴向间隙，有效提高传动精度，然后电机一3转动带动摆锤4上升，同时编码器12对上升角度进行检测，当上升到预定高度时，单片机11控制电磁离合器13断开，从而使摆锤4自由下落，作用在试样表面，锤击后摆锤4上升时转动的角度同样被编码器12检测，通过对编码器12两次的检测值比较，从而得出实验数据，并通过显示屏24进行数据展示，完成锤击后，单片机11控制电磁铁16通电，销轴15受力与夹具10脱离，电机三14带动夹具10旋转90度，电磁铁16断电，夹具10被固定，进行下一轮锤击。

本实用新型采用在底座1上方配合安装滑台6，且将夹具10安装在滑台6内部，在电机二5和丝杠7的作用下，带动滑台6移动，从而实现试样的自动对中，且加入了距离传感器25，实现闭环控制，保证对中的精度，而且夹具10采用电机三14驱动，使夹具10能够旋转，实现连续冲击试验，保证试验进行速度，加快数据采集速度，而且采用编码器12对摆锤4的上升角度进行检测，保证检测结果的准确性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。