CN211179395U - 对中调整装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种对中调整装置，属于同轴度校准领域。包括主轴加载链、对中调整机构、检测及反馈机构、机架，对中调整机构安装在主轴加载链上，主轴加载链安装在机架上，检测及反馈机构安装在机架上，用于检测和控制调整量。装置安装在试验机上，可实现五个自由度的调整（加载链安装正交平面两自由度、转动两自由度及加载链轴向转动）可实现加载链上任何角度和方向的调整，不仅可以实现在单轴拉伸试验机上进行单向拉伸，而且还可以再增设一套调整装置实现双向拉伸的对中调整，装置适配性强，也可安装再其他种类的试验机，同时能够匹配不同轴径夹具或加载链，空间占用小，操作简单，可重复调整，能够提高实验精度，使测量数据更加精确。

Description

对中调整装置

技术领域

本实用新型涉及同轴度校准领域，特别涉及一种对中调整装置，对中调整装置安装在试验机上对加载链的同轴度进行校准。

背景技术

随着经济的发展、科技的进步，试验机行业如雨后春笋一样，蓬勃发展，各种不同用途的试验机不断涌现，试验机可测量材料的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量等方面，并在机械工业等领域应用越来越广泛。传统试验机同轴度调整方式是人工调配，但人工调配效率低，而且标准不一，调整量有限，易造成试验机损坏、精度不达标、稳定性差等结果，由此为解决上述问题设计了一种对中调整装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种对中调整装置，解决了现有试验机加载链同轴度需要拆卸加载链，不能实时调整的问题，且在一定程度上填补了现有技术的空白；该装置解决了手动装配调整精度不可控，实现了调整一次即可，稳定性好无需重复调整可靠性高，同时对调整轴进行分度，使调整量达到0.01mm，调整范围大（±0.5mm），母体上角度调整球面半径到达加载试件中心，能够使调整角度为±0.35°；装置和夹具转台组合可实现五个自由度的调整（加载链安装正交平面两自由度、转动两自由度及加载链轴向转动）可实现加载链上任何角度和方向的调整；调整装置内部易损件及定位精度要求高的零件都是标准化设计，采用销套、垫片等易加工件和标准件，减少损耗提高了装置的使用期限同时整个装置刚度无影响；该装置不承受试验加载链的载荷，调整装置的刚度对整机***刚度无影响，同时调整模块与机架固联，使调整装置所受的外力由整机承担，提高了该装置的强度并且调整模块安装在同一母体上增加了装置的刚度使其加载过程中更稳定与安全；连接加载链中采用法兰连接提高强度，消除间隙；每个中间调整块利用母体上两个销轴和母体下表面定位（一面两销）；本实用新型安装在试验机上，装置适配性强，通过调整母体及其他部件的尺寸用以安装不同轴径的加载链；也可安装再其他种类的试验机例如压缩试验机、扭转试验机、弯曲试验机、万能试验机等；能够匹配夹具的种类多样，空间占用小，操作简单，重复调整精度高；同时不仅可以实现在单轴拉伸试验机上进行单向拉伸，而且还可以再增设一套调整装置实现双向拉伸，可以提高实验精度，使测量数据更加精确。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

对中调整装置，整体安装在试验机上，包括主轴加载链、对中调整机构、检测及反馈机构、机架，对中调整机构安装在主轴加载链上，主轴加载链安装在机架上，检测及反馈机构安装在机架上，用于检测和控制调整量。

所述主轴加载链是：电动作动缸28安装在下平台17上，电缸连接轴27安装在电动作动缸28的输出轴上，六维力传感器15安装在主轴13上，所述六维力传感器15通过定位销11在主轴13上定位，夹具连接轴16安装在六维力传感器15上，上夹具20安装在夹具连接轴16上；试件23由盖板21压紧安装在上夹具20内，下夹具24通过法兰安装在支撑座25上，所述支撑座25通过法兰安装在电缸连接轴27上，所述电缸连接轴27通过法兰与电动作动缸28连接；所述主轴13穿入对中固定套2内由锁紧螺母1固定在上顶盖31上。

所述的对中调整机构是：八个调整轴8安装在母体4上，所述调整轴8安装在中间调整块9内，锁紧销7***中间调整块9内锁紧调整轴8；销轴套12安装在母体4上，定位销11安装在销轴套12上，所述中间调整块9由两个定位销11定位安装在母体4上；同轴度调整套3套在主轴13上，角度调整套5套在主轴13上，所述同轴度调整套3安装在母体4端面上，所述角度调整套5安装在母体4下端面；圆形顶头6安装在中间调整块9上，方形顶头10安装在中间调整块9上，所述母体4安装在主轴13轴肩上。

所述的检测及反馈机构是：六维力传感器15安装在加载链上，主机及处理器通过USB数据线连接六维力传感器15，主机及处理器安装在机架上，电动作动缸28上的光栅尺输出位移信息传输给主机。

所述的电动作动缸28采用折返式电缸CDJ2D16-100Z-M9B-B，电缸的行程为100mm。

所述的机架是：上顶盖31通过调节螺母29安装在四根导柱30上，所述导柱30安装在下平台17上，所述下平台17安装在隔振台18上。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型解决了现有试验机加载链同轴度需要拆卸加载链，不能实时调整的问题，且在一定程度上填补了现有技术的空白。

2、本实用新型解决了手动装配调整精度不可控，实现了调整一次即可，稳定性好无需重复调整可靠性高，同时对调整轴进行分度，使调整量达到0.01mm，调整范围大（±0.5mm），母体上角度调整球面半径到达加载试件中心，能够使调整角度为±0.35°。

3、本实用新型装置和夹具转台组合可实现五个自由度的调整（加载链安装正交平面两自由度、转动两自由度及加载链轴向转动）可实现加载链上任何角度和方向的调整。

4、本实用新型的调整装置内部易损件及定位精度要求高的零件都是标准化设计，采用销套、垫片等易加工件和标准件，减少损耗提高了装置的使用期限同时整个装置刚度无影响。

5、本实用新型不承受试验加载链的载荷，调整装置的刚度对整机***刚度无影响，同时调整模块与机架固联，使调整装置所受的外力由整机承担，提高了本实用新型的强度并且调整模块安装在同一母体上增加了装置的刚度使其加载过程中更稳定与安全。

6、本实用新型连接加载链中采用法兰连接提高强度，消除间隙；每个中间调整块利用母体上两个销轴和母体下表面定位（一面两销）。

7、本实用新型安装在试验机上，装置适配性强，通过调整母体及其他部件的尺寸用以安装不同轴径的加载链。

8、本实用新型可安装再其他种类的试验机例如压缩试验机、扭转试验机、弯曲试验机、万能试验机等。

9、本实用新型能够匹配夹具的种类多样，空间占用小，操作简单，重复调整精度高。

10、本实用新型不仅可以实现在单轴拉伸试验机上进行单向拉伸，而且还可以再增设一套调整装置实现双向拉伸，可以提高实验精度，使测量数据更加精确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型的对中调整机构安装俯视图；

图2为本实用新型的对中调整机构安装主视图；

图3为本实用新型的对中调整机构***图；

图4为本实用新型的对中调整机构安装主视图；

图5为本实用新型的对中调整机构全剖视图；

图6为本实用新型的对中调整机构局部剖视图；

图7为本实用新型的整机主视图；

图8为本实用新型的整机左视图；

图9为本实用新型的加载链安装主视图；

图10为本实用新型的整机加载链固定安装局部剖视图；

图11为本实用新型的对中装置母体轴测图。

图中：1、锁紧螺母；2、对中固定套；3、同轴度调整套；4、母体；5、角度调整套；6、圆形顶头；7、锁紧销；8、调整轴；9、中间调整块；10、方形顶头；11、定位销；12、销轴套；13、主轴；14、传感器连接螺栓；15、六维力传感器；16、夹具连接轴；17、下平台；18、隔振台；19、上夹具连接螺栓；20、上夹具；21、盖板；22、盖板螺栓；23、试件；24、下夹具；25、支撑座；26、下夹具连接螺栓；27、电缸连接轴；28、电动作动缸；29、调节螺母；30、导柱；31、上顶盖。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的详细内容及其具体实施方式。

参见图1至图11所示，本实用新型的对中调整装置，解决了试验机加载链对中调整手工装配调整精度低，需要拆卸加载链不能实现实时对中调整的问题，稳定性好无需重复调整可靠性高，同时对调整轴进行分度，使调整量达到0.01mm，调整范围达到了（±0.5mm和±0.35°）；该装置可实现五个自由度的调整（加载链安装正交平面两自由度、转动两自由度及加载链轴向转动）可实现加载链上任何角度和方向的调整；该装置在加载链中不承受试验加载链的载荷，调整装置的安装对整机***刚度无影响，同时调整模块与机架固联，使调整装置所受的外力由整机承担，提高了该装置的强度并且调整模块安装在同一母体上增加了装置的刚度使其加载过程中更稳定与安全；该装置安装在试验机上，不仅可以实现在单轴拉伸试验机上进行单向拉伸，而且还可以再增设一套调整装置实现双向拉伸的对中调整，装置适配性强，也可安装再其他种类的试验机，同时能够匹配不同轴径夹具或加载链，空间占用小，操作简单，可重复调整，能够提高实验精度，使测量数据更加精确。

参见图6至图10所示，本实用新型的对中调整装置，整体安装在试验机上，包括主轴加载链、对中调整机构、检测及反馈机构、机架，对中调整机构安装在主轴加载链上，主轴加载链安装在机架上，检测及反馈机构安装在机架上，用于检测和控制调整量。

所述主轴加载链包括电动作动缸28、电缸连接轴27、六维力传感器15、主轴13、夹具连接轴16、上夹具20、盖板21、试件23、下夹具24、支撑座25、对中固定套2；所述电动作动缸28通过外六角螺栓安装在下平台17上，电缸连接轴27通过六个内六角螺栓安装在电动作动缸28的输出轴上，六维力传感器15通过六个传感器连接螺栓14安装在主轴13上，所述六维力传感器15通过定位销11在主轴13上定位，下加载链安装完成；将对中调整机构的母体4套在主轴13轴肩上，夹具连接轴16通过法兰螺栓安装在六维力传感器15上，上夹具20通过六个上夹具连接螺栓19安装在夹具连接轴16上；试件23由盖板21及盖板螺栓22压紧安装在上夹具20内，下夹具24通过法兰安装在支撑座25上，所述支撑座25通过法兰及下夹具连接螺栓26安装在电缸连接轴27上，所述电缸连接轴27通过法兰与电动作动缸28连接；所述主轴13穿入对中固定套2内由锁紧螺母1固定在上顶盖31上，完成主轴加载链的组装。

所述的对中调整机构包括母体4、调整轴8、缩紧销7、中间调整块9、定位销11、销轴套12、同轴度调整套3、角度调整套5、圆形顶头6、方形顶头10、对中固定套2；所述的八个调整轴8安装在母体4上，所述调整轴8安装在中间调整块9内，锁紧销7***中间调整块9内锁紧调整轴8；销轴套12安装在母体4上，定位销11安装在销轴套12上，所述中间调整块9由两个定位销11定位安装在母体4上；同轴度调整套3套在主轴13上，角度调整套5套在主轴13上，所述同轴度调整套3安装在母体4上端面，所述角度调整套5安装在母体4下端面；圆形顶头6安装在中间调整块9上，方形顶头10安装在中间调整块9上，所述母体4安装在主轴13轴肩上，同时对中固定套2套在主轴13上，安装在上顶盖31上，完成对中装置的组装。

所述的检测及反馈机构包括六维力传感器15、主机、处理器；所述六维力传感器15安装在加载链上，主机及处理器通过USB数据线连接六维力传感器15，主机及处理器安装在机架上接收和处理数据，电动作动缸28上的光栅尺输出位移信息传输给主机。

所述的电动作动缸28采用折返式电缸CDJ2D16-100Z-M9B-B，电缸的行程为100mm。

所述的机架包括四根导柱30、调节螺母29、上顶盖31、下平台17、隔振台18；所述的上顶盖31通过调节螺母29安装在四根导柱30上，所述导柱30安装在下平台17上，所述下平台17安装在隔振台18上，完成机架的组装。

所述的六维力传感器采用HBM-U10M，力传感器最大量程为125KN。

所述的光栅尺采用Heidenhain-Aelb-382c，光栅尺最大量程为250mm。

参见图1至图5所示，本实用新型的对中调整装置的组装步骤如下：

1、首先安装主轴13，将对中固定套2安装在上顶盖31凹槽内，主轴13安装在对中固定环2中，将同轴度调整套3、角度调整套5以及母体4安装在主轴13上，利用主轴的轴肩进行定位，然后通过上顶盖的调节螺母29固定在上顶盖凹槽内；

2、将对应的定位销11与销轴套12（共16对）进行配套编号，安装母体4上的销轴套12、将定位销11***对应的销轴套12内，同时对母体4上各个调整方向进行标号定位；

3、将八个调整轴8安装在母体4上，圆形顶头6安装在母体4上层的中间调整块9上，方形顶头10安装在中间调整块9上，保留空隙量；

4、四个带有圆形顶头6的中间调整块9安装在母体4上层四个方向上，用八个销轴11与母体4底面定位（一面两销），同样将四个带有方形顶头10的中间调整块9安装在母体4下层四个方向上，用八个销轴11与母体4底面定位，安装对中固定套2，将同轴度调整套3与角度调整套5调至中间；

5、分别安装中间调整块9上的32个锁紧销7，在母体4和各个调整轴8上涂抹润滑脂，根据标号顺序将调整轴8安装在母体4对应方向上，预紧调整轴8；

6、微调调整轴8是否发生不顺畅或卡死等问题，检查无误后将母体朝向摆正与机架正向重合、摆正后拧紧调整轴8，完成对中调整机构各零件组装。

本实用新型的对中调整装置的具体工作过程如下：

步骤（1）、安装加载链：将导柱30安装在下平台17上，下平台17安装在隔振台18上，将上顶盖31安装在四根导柱30上，利用锁紧螺母1拧紧导柱30，安装电动作动缸28到下平台17上，通过电缸连接轴28连接支撑座25，通过法兰连接下夹具24，安装下夹具的盖板21（依次预紧对向两个螺栓，防止盖板21压不平），压紧试件23，完成下部加载链的安装；

步骤（2）、对中调整机构各零件组装；

步骤（3）、安装完对中机构后，将主轴13***对中固定套2内，利用双锁紧螺母1固定安装在上顶盖31上，主轴13另一端通过六个内六角螺栓连接六维力传感器15，安装在六维力传感器15上时依次预紧对向两个螺栓（防止装置卡死），六维力传感器15另外一端利用法兰连接夹具连接轴16，夹具连接轴16下端法兰连接上夹具20，调整对中调整机构的方向，使上夹具20正面方向与对中调整机构调整方向一致，安装试样23，安装上夹具的盖板21（依次预紧对向两个螺栓，防止盖板21压不平）；

步骤（4）、对中调整机构同轴度安装校准：调整母体4下层控制同轴度的四个方向上的调整轴8，查看六维力传感器15各个调整轴8轴向对应的力值和扭矩是否单一变化，否则需要转动对中调整机构的方向，直至调整轴8四个方向对应的六维力传感器15轴向数值单一变化，锁紧母体4上层的四个方向的调整轴8，完成对中调整机构同轴度安装校准；

步骤（5）、对中调整机构角度安装校准：调整置母体4下层控制角度调整的四个方向上的调整轴8，查看六维力传感器15各个调整轴8轴向对应的力值和扭矩是否单一变化，否则需要转动对中调整机构的方向，直至调整轴8四个方向对应的六维力传感器15轴向数值单一变化，锁紧对母体4下层的四个方向的调整轴8，完成对中调整机构同轴度安装校准；

步骤（6）、拧紧上下夹具的盖板21，查看六维力传感器15加载链轴向的扭矩是否发生变化，如果有扭矩存在，首先螺栓卸载，调整上下加载链的朝向，直至没有扭矩存在，然后拧入少部分螺栓，先预紧对角布置的螺栓，微调夹具朝向至扭矩数值不变，然后拧紧螺栓，查看六维力传感器15加载链轴向的扭矩是否发生变化，如果存在变化继续重复调整，直至没有变化，完成上下加载链角度对中；

步骤（7）、对试件进行预拉伸，在弹性形变内加载，将力保持在屈服极限的5%力值下，并记录六维力传感器15数据，查看垂直与加载链平面的两个正交方向上的力和扭矩，先调整球面上的角度调整旋钮，使垂直与加载链方向的扭矩减小为极小值（或者小于加载力的5%）并且不随加载力增大而增加，再调整同轴度调整方向，使六维力传感器的垂直于加载链平面的正交两个方向的数值为极小值（或者小于加载力的5%）并且不随加载力增大而增加，然后将力保持在屈服极限的10%和15%力值下，重复进行上述步骤，达到标准后，将力值加载至弹性极限，偏置力应一致保持其加载力5%以内或者变化量很小，或采集电动作动缸28光栅尺输出的位移量计算对应应变和应力查看偏置力是否合格范围内；

步骤（8）、对加载链进行仿真，根据位移量与传感器对应方向力值计算位移偏置量和角度偏置量，然后计算分配到各个调整轴的调整量，调整对应的调整轴8，最后整机对中调整装置加载校准完毕。

整机同轴度调整完成，进行正式拉伸试验。

以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡对本实用新型所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种对中调整装置，其特征在于：整体安装在试验机上，包括主轴加载链、对中调整机构、检测及反馈机构、机架，对中调整机构安装在主轴加载链上，主轴加载链安装在机架上，检测及反馈机构安装在机架上检测和控制调整量；

所述主轴加载链是：电动作动缸（28）安装在下平台（17）上，电缸连接轴（27）安装在电动作动缸（28）的输出轴上，六维力传感器（15）安装在主轴（13）上，所述六维力传感器（15）通过定位销（11）在主轴（13）上定位，夹具连接轴（16）安装在六维力传感器（15）上，上夹具（20）安装在夹具连接轴（16）上；试件（23）由盖板（21）压紧安装在上夹具（20）内，下夹具（24）通过法兰安装在支撑座（25）上，所述支撑座（25）通过法兰安装在电缸连接轴（27）上，所述电缸连接轴（27）通过法兰与电动作动缸（28）连接；所述主轴（13）穿入对中固定套（2）内由锁紧螺母（1）固定在上顶盖（31）上。

2.根据权利要求1所述的对中调整装置，其特征在于：所述的对中调整机构是：八个调整轴（8）安装在母体（4）上，所述调整轴（8）安装在中间调整块（9）内，锁紧销（7）***中间调整块（9）内锁紧调整轴（8）；销轴套（12）安装在母体（4）上，定位销（11）安装在销轴套（12）上，所述中间调整块（9）由两个定位销（11）定位安装在母体（4）上；同轴度调整套（3）套在主轴（13）上，角度调整套（5）套在主轴（13）上，所述同轴度调整套（3）安装在母体（4）端面上，所述角度调整套（5）安装在母体（4）下端面；圆形顶头（6）安装在中间调整块（9）上，方形顶头（10）安装在中间调整块（9）上，所述母体（4）安装在主轴（13）轴肩上。

3.根据权利要求1所述的对中调整装置，其特征在于：所述的检测及反馈机构是：六维力传感器（15）安装在加载链上，主机及处理器通过USB数据线连接六维力传感器（15），主机及处理器安装在机架上，电动作动缸（28）上的光栅尺输出位移信息传输给主机。

4.根据权利要求1或3所述的对中调整装置，其特征在于：所述的电动作动缸（28）采用折返式电缸CDJ2D16-100Z-M9B-B，电缸的行程为100mm。

5.根据权利要求1所述的对中调整装置，其特征在于：所述的机架是：上顶盖（31）通过调节螺母（29）安装在四根导柱（30）上，所述导柱（30）安装在下平台（17）上，所述下平台（17）安装在隔振台（18）上。

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