CN220708890U - 具有减震装置的万能材料试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有减震装置的万能材料试验机，其工作台通过减震装置支撑在机架上，工作台上设置有立柱，立柱的顶端连接有上横梁，工作台与上横梁之间设置移动横梁，移动横梁由试验加载装置驱动，减震装置包括第一液压缓冲器、工作台支架、支撑板，第一液压缓冲器安装于支撑板上，其工作端朝下与支撑板的上侧面抵接，将工作台支承于支撑板上；还包括第二液压缓冲器、缓冲板和勾连螺栓，缓冲板位于支撑板的下部；第二液压缓冲器安装于缓冲板上，其工作端朝上与支撑板的下侧面抵接，工作台支架、支撑板、缓冲板通过勾连螺栓相连接。通过采用液压缓冲器吸收材料拉断时产生的震动能量，减少冲击和振动，产生噪音小，提高了试验的安全性。

Description

具有减震装置的万能材料试验机

技术领域

本实用新型涉及一种万能材料试验机，尤其是一种具有减震装置的万能材料试验机，属于试验设备技术领域。

背景技术

万能材料试验机主要适用于金属及非金属材料的测试，能够测试的项目有拉伸应力、拉伸强度、压缩试验、弯曲试验等多种。应用最多的是拉伸试验和压缩试验。对工件拉力试验时经常会做一些拉力破断的极限试验，在工件极限断裂时，上下钳口之间会产品很大的拉力，且拉力会传导到机架，对机架产生强烈的震动和冲击，影响试验机的使用寿命和测试精度。

为解决上述问题，本申请人提出了相应的解决方案，如CN215768005U公开的具有减震机构的万能材料试验机，包括机架、工作台、试样夹持装置和试验加载装置，工作台通过弹簧装置支撑在机架上，具体地，工作台的两端连接有工作台支架，弹簧装置包括主承载减震弹簧、副减震弹簧和连接螺栓。工作台上设置有立柱，立柱的顶端连接有上横梁，工作台与上横梁之间设置移动横梁，移动横梁由试验加载装置驱动；试验加载装置包括两个液压缸，液压缸沿竖直方向连接于工作台上，液压缸的输出端连接移动横梁，上横梁与移动横梁之间设置导向装置；试样夹持装置包括安装在上横梁的上钳口装置和对应安装在移动横梁的下钳口装置。其优点是，通过弹簧吸收材料拉断时产生的震动能量，使设备在使用时无震动，无冲击，产生噪音小，并能延长设备的使用寿命。但采用弹簧作为减震装置，其缓冲力不可调节，且弹簧在交变载荷作用下，在超过弹簧的寿命次数的动作后会产生疲劳断裂。

目前金属材料拉伸试验中，大部分试验机使用的上钳口装置、下钳口装置采用楔形夹持钳口，其一般由楔形的夹持座、液压缸、钳口挡板、滑块、动力驱动板和夹持块等组成，结构为左右对称形式，夹持座具有口部较窄、底部较宽的呈U形的空腔，夹持块与滑块的一个侧面相连接，两夹持块之间形成钳口，滑块的另一个侧面与夹持座U形空腔的侧壁面相对应、并组成一对滑动摩擦面，滑块可以在由U形空腔的侧壁面及钳口挡板构成的空间内滑动；液压缸的活塞杆由U形空腔的底部穿出并与动力驱动板相连。其工作过程为，以下钳口装置为例，拉伸试验时，液压缸的活塞杆上升，推动动力驱动板向上移动，动力驱动板则推动夹持块和滑块一起向上，由于夹持座为楔形，顶部开口小，则两夹持块向上运动的过程中，也同时产生相向的水平移动，产生夹紧的效果，随着试验拉力的增大，夹持块对试样的夹紧力也增大，从而使得试样自动被锁紧，不会被拉出来。优点是，夹持试样后，夹持力随着试验载荷的增加而增加，试样不易打滑。但其缺点也是明显的，这种楔形夹具是被动式的夹具，它的夹紧效果与试验力、夹持块的状态有关，当试验力越大，它夹紧的力也就越大，但试验力突然消失（即试样断裂）时，夹紧力也突然消失，会出现夹具突然松开的现象，此时因原来力的惯性作用，就会对夹具产生冲击，出现较严重的振动和声响。另外，在上钳口装置、下钳口装置夹紧试样时，由于夹持块是由液压缸驱动动力驱动板推动与滑块一起向上移动，左右两个夹持块向上运动的过程中，同时产生相向的水平移动将试样夹紧，上钳口装置、下钳口装置会对试样在轴向施加相向的的压缩力，导致直径较小的试样弯曲，脆性材料的试样甚至会被损坏。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种具有减震装置的万能材料试验机，以解决背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有减震装置的万能材料试验机，包括机架、工作台、试样夹持装置和试验加载装置，工作台通过减震装置支撑在机架上，工作台上设置有立柱，立柱的顶端连接有上横梁，工作台与上横梁之间设置移动横梁，移动横梁由试验加载装置驱动，其特征在于：所述的减震装置包括第一液压缓冲器和设置于工作台两端的工作台支架以及设置于机架上、位于工作台支架下部的支撑板，第一液压缓冲器的安装端连接于支撑板上，第一液压缓冲器的工作端朝下与支撑板的上侧面抵接，将工作台支承于支撑板上；还包括第二液压缓冲器、缓冲板和勾连螺栓，缓冲板位于支撑板的下部；第二液压缓冲器的安装端连接于缓冲板上，第二液压缓冲器的工作端朝上与支撑板的下侧面抵接，金属材料断裂的时候第二液压缓冲器吸收冲击能量，使整个设备无振动。工作台支架、支撑板、缓冲板通过勾连螺栓相连接。

通过采用上述技术方案，在机架与工作台之间设置液压缓冲器，比弹簧减震工作噪声小，可调式液压缓冲器可根据不同的冲击速度和冲击力调整，能适应多种工况或者参数变化的要求，而且调整方便；液压缓冲器动作平稳，可有效的保证减震效果，在相同的使用条件下，液压缓冲器所需要的行程距离小于弹簧缓冲器运行距离的一半以上；通过采用液压缓冲器吸收材料拉断时产生的震动能量，试验机在对试样拉伸施加和卸除试验力的过程中动作平稳，减少冲击和振动，产生噪音小，提高了试验的安全性，并能延长设备的使用寿命；这种通过将工作台与机架分离式连接，不仅可以有效地减震，而且能提高实验数据的精度，减震机构不仅结构简单，而且便于维护。

上述的具有减震装置的万能材料试验机中，所述的试样夹持装置包括安装在上横梁的上钳口装置和对应安装在移动横梁的下钳口装置；上钳口装置、下钳口装置结构相同，均包括夹具座，夹具座上设置左右两个油缸，油缸的左活塞杆和右活塞杆伸出的方向平行，且伸出的方向相反，左活塞杆和右活塞杆的端部连接夹持试件的钳口板，钳口板与夹具座之间设有防止活塞杆转动的装置。

通过采用上述技术方案，试样夹持装置采用液压平推夹具，是一种主动式的夹具，其夹持力与试验力无关，需要单独的一套液压***，并且该夹持力是直接作用在试样上，通过比例溢流阀可根据需要直接在软件上对液压***压力进行连续调节，通过比例溢流阀与软件的联控，试验过程中夹具的夹持力可按一定比例随着试验力的升高而升高，可以避免脆性较大的试样，会因夹持力较大而使试样受损。对于非脆性材料的试样夹持力可以调整到很大，与试验机的力相当甚至超过它，在整个试验过程中，不管试验力多大，夹持力一直将试样紧紧夹住，当试样断裂时，该力也不会消失。平推夹具的结构特点还能保持试验过程中钳口与夹具座之间无任何相对滑移，可以在试验过程中更好的固定试样，且不会在拉伸方向上出现影响试验的轴向力，基本消除了夹具***对试验结果的影响，使结果更接近于真实值。钳口板与夹具座之间设有防止活塞杆转动的装置，可以阻止活塞杆旋转，保证钳口夹持的同轴度和垂直度，方便试样的装夹和提高试验精度。

进一步地，所述的夹具座中间设有U形槽，两个油缸左右对称地设置于U形槽的两侧，左活塞杆和右活塞杆的端部分别从U形槽的两侧相向运动伸入至U形槽内。

更进一步地，所述夹具座的U形槽为前端敞口、后端封闭的结构，纵截面呈凹字形、横截面呈Π形；所述的防止活塞杆转动的装置包括设置于钳口板上的防转销和设置于夹具座上、U形槽后侧壁上的水平长孔，防转销连接于钳口板的后侧面且轴线与后侧面垂直，防转销可以在水平长孔中滑动。

通过采用上述技术方案，夹具座的U形槽为前端敞口、后端封闭的结构，可以提高夹具座的刚性，容易使钳口板夹持面保持平行，提高钳口的夹持精度和加持力。

上述的具有减震装置的万能材料试验机中，所述的钳口板的下端至U形槽的底部之间的距离可容试样夹具的工作端通过。

通过采用上述技术方案，钳口板的下端至U形槽的底部之间的距离可容试样夹具的工作端通过，方便机器人驱动试样夹具抓取试验后的试样废料。

有益效果

1、本实用新型的具有减震装置的万能材料试验机，在机架与工作台之间设置液压缓冲器，通过液压缓冲器吸收材料拉断时产生的震动能量，试验机在对试样拉伸施加和卸除试验力的过程中平稳，减少冲击和振动，产生噪音小，提高了试验的安全性，并能延长设备的使用寿命；这种通过将工作台与机架分离式连接，不仅可以有效地减震，而且能提高实验数据的精度，本机构不仅结构简单，而且便于维护。

2、钳口板与夹具座之间设有防止活塞杆转动的装置，可以阻止活塞杆旋转，保证钳口夹持的同轴度和垂直度，方便试样的装夹和提高试验精度。

3、夹具座的U形槽为前端敞口、后端封闭的结构，可以提高夹具座的刚性，容易使钳口板夹持面保持平行，提高钳口的夹持精度和加持力。钳口板的下端至U形槽的底部之间的距离可容试样夹具的工作端通过，方便机器人驱动试样夹具抓取试验后的试样废料。

附图说明

图1、2为本实用新型的整体示意图。

图3为本实用新型的侧视示意图。

图4为图3中减震装置的局部放大示意图。

图5为本实用新型中减震装置的剖视示意图。

图6为图4中的A-A剖视示意图。

图7为本实用新型中试样夹持在试样夹持装置上的前视示意图。

图8为本实用新型中试样夹持在试样夹持装置上的后视示意图。

图9为本实用新型中下钳口装置的剖视示意图。

图10为本实用新型中防止活塞杆转动的装置的示意图。

图中：1限位圈，2加载油缸，3机架，4移动横梁，5下钳口装置，6立柱，7上钳口装置，8上横梁,9导套，10导柱，11负荷传感器，12法兰，13工作台，14工作台支架，15连接螺栓，16第一液压缓冲器，17支撑板，18第二液压缓冲器，19勾连螺栓，20缓冲板，21水平螺纹孔，22夹具座，221U形槽，222水平长孔，23左活塞杆，24右活塞杆，25端盖,26钳口板，27防转销。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型所述的前、后、左、右方向是依据附图所示前、后、左、右方向进行的描述。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例有关的部分。

请见图1至图3，一种具有减震装置的万能材料试验机，包括机架3、工作台13、试样夹持装置和试验加载装置，工作台13通过减震装置15支撑在机架3上，工作台13上设置有立柱6，立柱6的顶端连接有上横梁8，工作台13与上横梁8之间设置移动横梁4，将试验空间分上下两部分，试样夹持装置包括安装在上横梁8的上钳口装置7和对应安装在移动横梁4的下钳口装置5，这样上部分的试验空间成为拉伸试验空间，下部分则为压缩试验空间，移动横梁4由试验加载装置驱动进行拉伸试验或压缩试验；试验加载装置包括左右各1个加载油缸2，两个加载油缸2能同时驱动移动横梁4，使移动横梁4升降更平稳；加载油缸2通过加载油缸2上的前法兰连接于工作台13的下底面上，加载油缸2活塞杆的杆端连接法兰12，法兰12与负荷传感器11的一端相连，负荷传感器11的另一端与移动横梁4相连。为了提高试验精度，上横梁8与移动横梁4之间设置导向装置，包括安装在上横梁8上的两个导套9和对应安装在移动横梁4上的导柱10，导柱10可在导套9内滑动。机架3下部与加载油缸2相对应的位置设有防倾限位装置，本实施例中，防倾限位装置为固定连接于机架3上的限位圈1，限位圈1的内径略大于加载油缸2缸筒的外径。

具体地，请见图4至图6，工作台13的两端连接有工作台支架14，减震装置包括第一液压缓冲器16和设置于机架3上、位于工作台支架14下部的支撑板17，第一液压缓冲器16的安装端连接于支撑板17上，第一液压缓冲器的工作端朝下与支撑板17的上侧面抵接，将工作台13支承于支撑板17上；还包括第二液压缓冲器18、缓冲板20和勾连螺栓19，缓冲板20位于支撑板17的下部；第二液压缓冲器18的安装端连接于缓冲板20上，第二液压缓冲器18的工作端朝上与支撑板17的下侧面抵接；工作台支架14、支撑板17、缓冲板20上分别设有上下对应的纵向通孔，其中缓冲板20上的纵向通孔为螺纹孔，勾连螺栓19的螺纹端自上而下依次穿过工作台支架14、支撑板17上的竖向通孔后拧入缓冲板20上的螺纹孔中，勾连螺栓19可在工作台支架14、支撑板17上的竖向通孔中滑动。缓冲板20的侧面设置有与上述的螺纹孔相连通的水平螺纹孔21，水平螺纹孔21中拧入紧定螺钉，防止勾连螺栓19松动。

第一液压缓冲器16、第二液压缓冲器18与支撑板17、缓冲板20的具体连接方式为，支撑板17、缓冲板20上设置竖向的螺纹通孔，第一液压缓冲器16、第二液压缓冲器18采用可调节式液压缓冲器，缓冲器具有外螺纹缸体，将缓冲器的外螺纹缸体拧入所述的螺纹通孔中，且拧入的长度可调，以调节第一液压缓冲器16、第二液压缓冲器18的初始受力。

请见图7至图10，试样夹持装置包括安装在上横梁8的上钳口装置7和对应安装在移动横梁4的下钳口装置5；上钳口装置7、下钳口装置5结构相同，均包括夹具座22，可以通过焊接方式将夹具座22分别固定在上横梁8、移动横梁4上，但为了使安装和维护更加方便，使用的灵活性更高，本实施例将夹具座22分别与上横梁8、移动横梁4可拆卸相连，例如通过螺栓连接方式连接，夹具座22上设有螺栓孔，通过螺栓将上钳口装置7和下钳口装置5分别连接于试验机的上横梁、移动横梁上。试样两端分别夹持在上钳口装置7和下钳口装置5上，试验机驱动移动横梁对试样进行拉伸试验。

下面仅对下钳口装置5进行具体说明。夹具座22上设置左右两个油缸，本实施例中，夹具座22中间设有U形槽221，两个油缸左右对称地设置于U形槽221的两侧，油缸的缸体与夹具座22为一体式结构，具体地，夹具座22上U形槽的两侧分别设有缸头孔，缸头孔的外侧设有活塞孔，活塞孔的外端用端盖25密封，活塞位于活塞孔内并与左活塞杆4/右活塞杆5相连，活塞与左活塞杆4/右活塞杆5也可以为一体成型的活塞组合件，活塞将活塞孔分为有杆腔和无杆腔，夹具座22上设置有分别与有杆腔和无杆腔相连通的有杆腔油口和无杆腔油口（图中未示出），左活塞杆23和右活塞杆24的端部分别从U形槽221的两侧的缸头孔中相向运动伸出至U形槽221内，油缸的左活塞杆23和右活塞杆24伸出的方向平行，且伸出的方向相反，左活塞杆23和右活塞杆24的端部连接夹持试件的钳口板26，钳口板26与夹具座22之间设有防止活塞杆转动的装置。

夹具座22的U形槽为前端敞口、后端封闭的结构，纵截面呈凹字形、横截面呈Π形；所述的防止活塞杆转动的装置包括设置于钳口板26上的防转销27和设置于夹具座22上、U形槽221的后侧壁上的水平长孔222，防转销27连接于钳口板26的后侧面且轴线与后侧面垂直，防转销27可以在水平长孔222中滑动。

钳口板26的下端至U形槽221的底部之间的距离可容试样夹具的工作端通过。

本实施例的工作原理：

在实际拉伸试验中，首先机器人驱动试样夹具抓取试件，然后将试件的两端分别放入上钳口装置、下钳口装置内，夹具座上油缸的左活塞杆和右活塞杆同时伸出，相向运动，左活塞杆和右活塞杆端部的钳口板相互靠拢将试样夹紧；然后启动压力试验机，两个加载油缸2同步驱动移动横梁4带着下钳口装置向下移动，试样的下端向着远离上端的方向运动，最终实现将待测试样的拉伸；当试件被拉断时，上钳口装置7受到向上的反作用力，经过上横梁、立柱、工作台、工作台支架、勾连螺栓、缓冲板传递给第二液压缓冲器18，第二液压缓冲器18受压，吸收工作台产生的向上的冲击力；第一液压缓冲器16用于抵消第二液压缓冲器18在复原时产生的反弹力，使整机达到一个力相互抵消的能量***，使试验时无震动，无冲击，有效吸收试样拉断时所产生的震动能量。而下钳口装置5受到向下的反作用力，经过移动横梁4、负荷传感器11、法兰12、加载油缸2的活塞杆、加载油缸2中的液压油、加载油缸2的缸体、工作台、工作台支架传递给第一液压缓冲器16，但这个向下的反作用力由于经过了加载油缸2中液压油的缓冲，其力值要小于第二液压缓冲器18受到的向上的反作用力。

在对本实用新型的描述中，需要说明的是，术语 “ 左”、“ 右”、“ 前”、“ 后”、“上”、“ 下”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，上述术语仅是为了便于描述本实用新型型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“ 安装”、“ 相连”、“ 连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有减震装置的万能材料试验机，包括机架、工作台、试样夹持装置和试验加载装置，工作台通过减震装置支撑在机架上，工作台上设置有立柱，立柱的顶端连接有上横梁，工作台与上横梁之间设置移动横梁，移动横梁由试验加载装置驱动，其特征在于：所述的减震装置包括第一液压缓冲器和设置于工作台两端的工作台支架以及设置于机架上、位于工作台支架下部的支撑板，第一液压缓冲器的安装端连接于支撑板上，第一液压缓冲器的工作端朝下与支撑板的上侧面抵接，将工作台支承于支撑板上；还包括第二液压缓冲器、缓冲板和勾连螺栓，缓冲板位于支撑板的下部；第二液压缓冲器的安装端连接于缓冲板上，第二液压缓冲器的工作端朝上与支撑板的下侧面抵接；工作台支架、支撑板、缓冲板通过勾连螺栓相连接。

2.根据权利要求1所述的具有减震装置的万能材料试验机，其特征在于：所述的试样夹持装置包括安装在上横梁的上钳口装置和对应安装在移动横梁的下钳口装置；上钳口装置、下钳口装置结构相同，均包括夹具座，夹具座上设置左右两个油缸，油缸的左活塞杆和右活塞杆伸出的方向平行，且伸出的方向相反，左活塞杆和右活塞杆的端部连接夹持试件的钳口板，钳口板与夹具座之间设有防止活塞杆转动的装置。

3.根据权利要求2所述的具有减震装置的万能材料试验机，其特征在于：所述的夹具座中间设有U形槽，两个油缸左右对称地设置于U形槽的两侧，左活塞杆和右活塞杆的端部分别从U形槽的两侧相向运动伸入至U形槽内。

4.根据权利要求3所述的具有减震装置的万能材料试验机，其特征在于：所述夹具座的U形槽为前端敞口、后端封闭的结构，纵截面呈凹字形、横截面呈Π形；所述的防止活塞杆转动的装置包括设置于钳口板上的防转销和设置于夹具座上、U形槽后侧壁上的水平长孔，防转销连接于钳口板的后侧面且轴线与后侧面垂直，防转销可以在水平长孔中滑动。

5.根据权利要求3或4所述的具有减震装置的万能材料试验机，其特征在于：所述的钳口板的下端至U形槽的底部之间的距离可容试样夹具的工作端通过。