CN110108565B - 高频复合电子万能试验机 - Google Patents

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Abstract

高频复合电子万能试验机属于试验机技术领域，目的在于解决现有技术存在的操作繁琐、效率低以及设备利用率低的问题；发明的高频复合电子万能试验机包括：机架，所述机架至少包括高度方向上相对设置并相对平行运动的上横梁和下横梁；设置在所述上横梁和下横梁之间的夹具，所述夹具包括在机架高度方向上相对设置的上夹具和下夹具，所述下夹具和所述下横梁固定连接；设置在所述上横梁上的电磁高频激振机构，所述电磁高频激振机构通过连接柱穿过所述上横梁并与所述上夹具固定连接；转换机构，通过所述转换机构实现连接柱相对上横梁在固定状态和自由状态下切换；以及两端分别与所述上夹具和下夹具可拆卸连接的笼型结构。

Description

高频复合电子万能试验机
技术领域
本发明属于试验机技术领域，具体涉及一种高频复合电子万能试验机。
背景技术
现有技术中，很多领域的材料、构件或装置等，在实际使用前，需要进行稳定性测试，以确定其质量的可靠性，现有技术中用于材料、构件或装置力学测试的结构有电磁高频试验机、电子万能试验机以及电磁振动台等。三者的用途均很广泛，但是，针对一个待测件进行多种不同力学测试时需要更换不同的设备，操作繁琐、效率低，同时，单独一个设备的利用率也低。
发明内容
本发明的目的在于提出一种高频复合电子万能试验机，解决现有技术存在的操作繁琐、效率低以及设备利用率低的问题；将电磁高频试验、电子万能试验以及电磁振动台集成在一台设备上，在一个复合的试验机上完成多种试验操作。
为实现上述目的，本发明的高频复合电子万能试验机包括：
机架，所述机架至少包括高度方向上相对设置并相对平行运动的上横梁和下横梁；
设置在所述上横梁和下横梁之间的夹具，所述夹具包括在机架高度方向上相对设置的上夹具和下夹具，所述下夹具和所述下横梁固定连接；
设置在所述上横梁上的电磁高频激振机构，所述电磁高频激振机构通过连接柱穿过所述上横梁并与所述上夹具固定连接；
转换机构，通过所述转换机构实现连接柱相对上横梁在固定状态和自由状态下切换；
以及两端分别与所述上夹具和下夹具可拆卸连接的笼型装置。
所述电磁高频激振机构包括：
设置在所述机架高度方向上的激振器；
和所述激振器通过上弓形弹簧连接的上衔铁，所述上衔铁通过连接柱和所述上夹具连接；
通过下弓形弹簧和上横梁下端面连接的下衔铁，所述下衔铁和所述连接柱固定连接；
以及调频机构，所述调频机构至少包括n个和所述下衔铁同轴可拆卸连接的调频砝码。
所述调频机构还包括托架，所述托架与连接在上横梁和下横梁之间的丝杠立柱固定连接，能够承载n个所述调频砝码，所述托架和所述下衔铁之间的高度大于n个砝码叠加厚度。
所述转换机构至少包括一个双端螺纹的螺杆，所述螺杆连接在所述上横梁和下弓形弹簧与下衔铁连接部分之间；所述螺杆和所述下弓形弹簧与下衔铁连接部分螺纹连接，所述下衔铁和连接柱固定连接，连接柱处于所述固定状态，所述螺杆与所述下弓形弹簧与下衔铁连接部分分离，下衔铁和连接柱固定连接，所述连接柱处于所述自由状态。
所述转换机构还包括固定在所述上横梁上的螺母压盖，所述螺母压盖和所述螺杆一端螺纹连接。
所述笼型装置包括：
空心仓体，所述空心仓体上设置有仓门；
和所述空心仓体沿机架高度方向串联固定连接振动弓形弹簧；
以及沿机架高度方向设置在空心仓体和振动弓形弹簧形成的整体两端的两个输出圆柱体，两个所述输出圆柱体分别与上夹具和下夹具可拆卸连接。
两个所述输出圆柱体与空心仓体以及弓形弹簧的中心线以及重力线重合。
所述机架还包括：
机座，所述下横梁固定在所述机座上；
连接在所述上横梁和下横梁之间的丝杠立柱；
以及和所述丝杠立柱配合的传动***，所述传动***驱动丝杠立柱转动使上横梁相对下横梁运动。
所述的万能试验机还包括隔音罩，所述隔音罩罩在所述电磁高频激振机构位于上横梁上部的结构外侧。
所述万能试验机还包括检测控制***，通过所述检测控制***，通过所述检测控制***检测万能试验机力学参数。
本发明的有益效果为：本发明的高频复合电子万能试验机将电磁高频试验机、电子万能试验机、电磁振动台的功能复合在一起。四根丝杠立柱与上横梁和下横梁构成四柱龙门框架；上横梁可以根据需要，通过滚柱丝杠螺母副传动机构作上下移动，且不做移动运动时，龙门框架近似一个刚性框架机构；下横梁连接丝杠螺母副的传动***，传动***是具有自锁功能的机构。激振器为产生高频激振力的作动器，与上夹具的连接间分别设置有上弓形弹簧和下弓形弹簧，上夹具和夹具之间夹持待测试试件，激振器产生激振力，实现电磁高频激振试验；另外，电磁高频激振机构的调频机构通过在下衔铁上同轴固定不同数量的调频砝码实现调频，调频砝码不处于使用状态时，紧固放置在与四根丝杠立柱紧固的托架上，使用时，只需要更换螺钉的紧固位置，实现与下衔铁的同轴固定连接。上横梁与下衔铁连接的下弓形弹簧，通过锁紧机构可以被屏蔽，即失去弹簧能力，使上横梁、下衔铁以及连接柱为整体固定结构，通过上横梁相对下横梁的上下运动实现对待测时间的拉伸或压缩试验，实现电磁高频试验机和电子万能试验机之间的转换。锁紧机构即转换机构，由一套丝杠螺母机构和一套传动***组成。丝杠螺母机构包括一个双端螺纹的螺杆和一个螺母压盖。丝杠除了两端有螺纹以外，中间部位有一长一短两部分圆柱面、两个轴肩，且大轴肩一端的端部设置扭矩传递构形。双端螺纹丝杠的下端可与在下弓形弹簧中心部位的下半部旋合，并由螺杆上的小轴肩实现轴向定位，由螺杆的长外圆柱面实现中心定位。螺杆的另一个螺纹部分，与螺母压盖旋合。当转动螺杆，下端螺纹旋合、小轴肩定位，此时恰好大轴肩部位在轴向和径向定位在上横梁上。如此，将上横梁与下弓形弹簧的中心部位的下半部固结在一起。而下弓形弹簧中心部位的下半部与下夹具间接固结，下弓形弹簧被“屏蔽”，试验机实现电拉功能。反之，当转动螺杆，下端螺纹脱离旋合、小轴肩脱离定位，直到大轴肩部位脱离在上横梁上的定位，而与螺母压盖紧固在一起，并由大轴肩轴向限位。此时，恰好螺杆下端完全脱开与下弓形弹簧的旋合，下弓形弹簧可以行使原有的弹簧功能，试验机实现高频激振功能。本发明还可以实现实现电磁高频功能与电磁振动台功能的转换。转换通过一套专门的机构实现。转换机构是一个笼型装置，两端带有圆柱形连接端，整体可以视为高频试验机的一个试件，通过连接端与试验机的上下夹头紧固连接。笼形转换机构包括一个试件安装容器和一个振动弓形弹簧。本发明可以完成更多实验任务，提高设备的利用率。各种功能之间的转换，通过专门机构非常方便地实现。为解决材料、构件、装置等的试验，提供更方便的手段。
附图说明
图1为本发明的高频复合电子万能试验机原理图；
图2为本发明的高频复合电子万能试验机整体结构四分之一剖视图；
图3为本发明的高频复合电子万能试验机隐藏隔音罩时四分之一剖视图；
图4为本发明的高频复合电子万能试验机整体结构示意图；
图5为本发明的高频复合电子万能试验机局部结构示意图；
图6为本发明的高频复合电子万能试验机中转换机构示意图；
图7为本发明的高频复合电子万能试验机中笼型装置结构示意图；
图8为本发明的高频复合电子万能试验机中下弓形弹簧结构示意图；
其中：1、机架，101、机座，102、上横梁，103、下横梁，104、丝杠立柱，105、传动***，2、夹具，201、上夹具，202、下夹具，3、电磁高频激振机构，301、激振器，302、上弓形弹簧，303、上衔铁，304、连接柱，305、下弓形弹簧，306、下衔铁，307、调频砝码，308、托架，4、转换机构，401、螺杆，402、螺母压盖，403、扭矩传递与导向轴，404、上螺纹，405、上定位台肩，406、下定位台肩，407、下螺纹，5、笼型装置，501、空心仓体，502、振动弓形弹簧，503、输出圆柱体，6、隔音罩。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
参见附图1-附图4和附图8，本发明的高频复合电子万能试验机包括：
机架1，所述机架1至少包括高度方向上相对设置并相对平行运动的上横梁102和下横梁103；
设置在所述上横梁102和下横梁103之间的夹具2，所述夹具2包括在机架1高度方向上相对设置的上夹具201和下夹具202，所述下夹具202和所述下横梁103固定连接；
设置在所述上横梁102上的电磁高频激振机构3，所述电磁高频激振机构3通过连接柱304穿过所述上横梁102并与所述上夹具201固定连接；
转换机构4，通过所述转换机构4实现连接柱304相对上横梁102在固定状态和自由状态下切换；
以及两端分别与所述上夹具201和下夹具202可拆卸连接的笼型装置5。
所述电磁高频激振机构3包括：
设置在所述机架1高度方向上的激振器301；
和所述激振器301通过上弓形弹簧302连接的上衔铁303，所述上衔铁303通过连接柱304和所述上夹具201连接；
通过下弓形弹簧305和上横梁102下端面连接的下衔铁306，所述下衔铁306和所述连接柱304固定连接；
以及调频机构，所述调频机构至少包括n个和所述下衔铁306同轴可拆卸连接的调频砝码307。
参见附图5，所述调频机构还包括托架308，所述托架308与连接在上横梁102和下横梁103之间的丝杠立柱104固定连接，能够承载n个所述调频砝码307，所述托架308和所述下衔铁306之间的高度大于n个砝码叠加厚度。调频***中被***选中使用的调频砝码307和未被使用的砝码采用切换紧固方式。未被选用的砝码固定在与丝杠立柱104固结的托架308上，通过螺钉紧固。被选用的调频砝码307与下衔铁306通过螺钉紧固。紧固方法是，当一块调频砝码307被选用时，将其从托架308卸下，卸下的螺钉恰好用于紧固被选用的挑破砝码于下衔铁306上。
参见附图6，所述转换机构4至少包括一个双端螺纹的螺杆401，所述螺杆401连接在所述上横梁102和下弓形弹簧305与下衔铁306连接部分之间；所述螺杆401和所述下弓形弹簧305与下衔铁306连接部分螺纹连接，所述下衔铁306和连接柱304固定连接，连接柱304处于所述固定状态，所述螺杆401与所述下弓形弹簧305与下衔铁306连接部分分离，下衔铁306和连接柱304固定连接，所述连接柱304处于所述自由状态。
所述转换机构4还包括固定在所述上横梁102上的螺母压盖402，所述螺母压盖402和所述螺杆401一端螺纹连接。
螺杆401沿轴向为五个部分构成一个整体，分别是扭矩传递与导向轴403、上螺纹404、上定位台肩405、下定位台肩406和下螺纹407。其中下螺纹407与下弓形弹簧305下半部中心部位旋合，实现紧固；下定位台肩406的外圆表面与下弓形弹簧305下半部中心槽孔部位配合实现中心定位，下定位台肩406的下端面与下弓形弹簧305下半部中心槽孔底端面接触实现轴向定位；上定位台肩405的外圆柱表面与上横梁102中心定位孔实现中心定位，上定位台肩405的下端面与上横梁102中心定位孔底端面实现轴向定位；上螺纹404与固定在横梁上的螺母压盖402旋合；扭矩传递与导向轴403提供旋转螺杆401的动力扭矩。由此，试验机处于电子拉力工作状态，由螺杆401为主体的螺旋传动机构将下弓形弹簧305的作用屏蔽，使得试件的作用力直接传递到上横梁102上。反之，旋转螺杆401，使得上定位台肩405与螺母压盖402的定位孔配合实现中心定位，直到上端面与定位孔底面接触。此时恰好下螺纹407的端面脱离下弓形弹簧305，且不影响下弓形弹簧305的变形需要。试验机转换为电磁高频工作模式。带动螺杆401转动的是一套为螺杆401提供扭矩和转速的装置。它可以是自动控制机动的，也可以是手动的。手动的情况就是使用和螺杆401相配套的扳手就行人为手动使丝杠上旋或者下旋；自动的情况是使用蜗轮蜗杆传动机构使丝杠上旋或者下旋，动力驱动为普通的旋转电动机。作为电子万能试验机使用时，上横梁102相对下横梁103上下运动，提供拉伸力和压缩力。
参见附图7，所述笼型装置5包括：
空心仓体501，所述空心仓体501上设置有仓门；
和所述空心仓体501沿机架1高度方向串联固定连接振动弓形弹簧502；
以及沿机架1高度方向设置在空心仓体501和振动弓形弹簧502形成的整体两端的两个输出圆柱体503，两个所述输出圆柱体503分别与上夹具201和下夹具202可拆卸连接。
两个所述输出圆柱体503与空心仓体501以及弓形弹簧的中心线以及重力线重合。
这个笼形装置的空心仓体501为四方或者是圆柱形的一定壁厚的仓体，在一侧开一个大小合适的仓门。下部为一个振动弓形弹簧502。整体可以视为一个高频试验机的一个试件，通过连接端与试验机的上夹具201和下夹具202紧固连接；当作电磁振动台使用的时候，使用该笼型装置，把待测试件放到空心仓体501内，关上仓门；当作电磁高频试验机使用的时候，使用待测试件取代该笼形装置。
所述机架1还包括：
机座101，所述下横梁103固定在所述机座101上；
连接在所述上横梁102和下横梁103之间的丝杠立柱104；丝杠立柱104和上横梁102及下横梁103形成四柱龙门框架，上横梁102可以根据需要，通过丝杠立柱104实现上下移动；且不做移动运动时，龙门框架近似一个刚性框架机构；
以及和所述丝杠立柱104配合的传动***105，所述传动***105驱动丝杠立柱104转动使上横梁102相对下横梁103运动。所述的传统***105为动力输入及传递单元，带动四根丝杠立柱104同步运动，可以是电机带动一个主动齿轮转动，主动齿轮同时带动和四根丝杠立柱104啮合的四个螺母转动，丝杠立柱104通过轴承和上横梁102以及下横梁103配合。
所述的万能试验机还包括隔音罩6，所述隔音罩6罩在所述电磁高频激振机构3位于上横梁102上部的结构外侧。它是一个具有隔音功能的壳体，安装在试验机的顶部。它将激振用的电磁激振***与外界隔离开来。
所述万能试验机还包括检测控制***，通过所述检测控制***检测万能试验机力学参数。下夹具202的下端和力传感器连接，可以检测到施加到试件或者笼形装置5上的力值大小；试件上放置一个应变计可以测量出试件的应变；上横梁102上下移动的位移大小通过位移传感器检测出来。
本发明中提到的高频是由激振器301提供的，具体指频率在200Hz以上。

Claims (7)

1.高频复合电子万能试验机，包括：
机架(1)，所述机架(1)至少包括高度方向上相对设置并相对平行运动的上横梁(102)和下横梁(103)；
设置在所述上横梁(102)和下横梁(103)之间的夹具(2)，所述夹具(2)包括在机架(1)高度方向上相对设置的上夹具(201)和下夹具(202)，所述下夹具(202)和所述下横梁(103)固定连接；
其特征在于，还包括：
设置在所述上横梁(102)上的电磁高频激振机构(3)，所述电磁高频激振机构(3)通过连接柱(304)穿过所述上横梁(102)并与所述上夹具(201)固定连接；
转换机构(4)，通过所述转换机构(4)实现连接柱(304)相对上横梁(102)在固定状态和自由状态下切换；
以及两端分别与所述上夹具(201)和下夹具(202)可拆卸连接的笼型装置(5)；
所述笼型装置(5)包括：
空心仓体(501)，所述空心仓体(501)上设置有仓门；
和所述空心仓体(501)沿机架(1)高度方向串联固定连接振动弓形弹簧(502)；
以及沿机架(1)高度方向设置在空心仓体(501)和振动弓形弹簧(502)形成的整体两端的两个输出圆柱体(503)，两个所述输出圆柱体(503)分别与上夹具(201)和下夹具(202)可拆卸连接；
两个所述输出圆柱体(503)与空心仓体(501)以及弓形弹簧的中心线以及重力线重合；
所述机架(1)还包括：
机座(101)，所述下横梁(103)固定在所述机座(101)上；
连接在所述上横梁(102)和下横梁(103)之间的丝杠立柱(104)；
以及和所述丝杠立柱(104)配合的传动***(105)，所述传动***(105)驱动丝杠立柱(104)转动使上横梁(102)相对下横梁(103)运动。
2.根据权利要求1所述的高频复合电子万能试验机，其特征在于，所述电磁高频激振机构(3)包括：
设置在所述机架(1)高度方向上的激振器(301)；
和所述激振器(301)通过上弓形弹簧(302)连接的上衔铁(303)，所述上衔铁(303)通过连接柱(304)和所述上夹具(201)连接；
通过下弓形弹簧(305)和上横梁(102)下端面连接的下衔铁(306)，所述下衔铁(306)和所述连接柱(304)固定连接；
以及调频机构，所述调频机构至少包括n个和所述下衔铁(306)同轴可拆卸连接的调频砝码(307)。
3.根据权利要求2所述的高频复合电子万能试验机，其特征在于，所述调频机构还包括托架(308)，所述托架(308)与连接在上横梁(102)和下横梁(103)之间的丝杠立柱(104)固定连接，能够承载n个所述调频砝码(307)，所述托架(308)和所述下衔铁(306)之间的高度大于n个砝码叠加厚度。
4.根据权利要求2所述的高频复合电子万能试验机，其特征在于，所述转换机构(4)至少包括一个双端螺纹的螺杆(401)，所述螺杆(401)连接在所述上横梁(102)和下弓形弹簧(305)与下衔铁(306)连接部分之间；所述螺杆(401)和所述下弓形弹簧(305)与下衔铁(306)连接部分螺纹连接，所述下衔铁(306)和连接柱(304)固定连接，连接柱(304)处于所述固定状态，所述螺杆(401)与所述下弓形弹簧(305)与下衔铁(306)连接部分分离，下衔铁(306)和连接柱(304)固定连接，所述连接柱(304)处于所述自由状态。
5.根据权利要求4所述的高频复合电子万能试验机，其特征在于，所述转换机构(4)还包括固定在所述上横梁(102)上的螺母压盖(402)，所述螺母压盖(402)和所述螺杆(401)一端螺纹连接。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的高频复合电子万能试验机，其特征在于，所述的万能试验机还包括隔音罩(6)，所述隔音罩(6)罩在所述电磁高频激振机构(3)位于上横梁(102)上部的结构外侧。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的高频复合电子万能试验机，其特征在于，所述万能试验机还包括检测控制***，通过所述检测控制***，通过所述检测控制***检测万能试验机力学参数。
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