專利名稱：一種小型電子拉力試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子拉力試驗(yàn)機(jī)，尤其涉及一種小型電子拉力試驗(yàn)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，測(cè)試各種材料拉力強(qiáng)度的設(shè)備有各種類型電子拉力試驗(yàn)機(jī)，這些設(shè)備它們的最小計(jì)量單位都是以牛頓(N)來表示，最小分辨率也只有0.2牛頓，但是很多材料的拉力強(qiáng)度都比0.2牛頓更小，如單根棉、線、絲、毛、發(fā)的強(qiáng)度以及磁力、生物活體皮膚和物體間微小粘附力的測(cè)試。一般電子拉力試驗(yàn)機(jī)不能滿足比0.2牛頓更小的測(cè)試，容易造成測(cè)量誤差大或根本測(cè)不出最大受力。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種小型電子拉力試驗(yàn)機(jī)，該拉力試驗(yàn)機(jī)克服現(xiàn)有的電子拉力試驗(yàn)機(jī)不能測(cè)出比0.2牛頓更小拉力的不足，它采用雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)和電子調(diào)速器，實(shí)現(xiàn)速率的選擇范圍大，不僅能測(cè)出被測(cè)材料(或物體)當(dāng)前所受力的大小，而且可直接從數(shù)顯器讀出被測(cè)物的最大值(峰值)，該拉力試驗(yàn)機(jī)的力值是以克為單位的形式顯示，最小分辨率為克(即0.0098N)。
本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，它包括工作臺(tái)面、絲桿、軸承、固定橫梁、加載橫梁、絲桿螺母、拉力傳感器、上掛鉤、控制顯示器、下掛鉤、支座、直齒輪、雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)、電子調(diào)速器、電機(jī)直齒輪、直齒寬皮帶，其特征是工作臺(tái)面上端垂直設(shè)有兩根絲桿，兩根絲桿上端的光桿部分連接軸承內(nèi)孔，軸承外徑固定連接固定橫梁兩端的內(nèi)孔，兩根絲桿可在固定橫梁兩端的軸承孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩根絲桿中端之間垂直設(shè)有加載橫梁，加載橫梁兩端連接絲桿螺母，絲桿螺母咬合連接絲桿，加載橫梁可在絲桿上下運(yùn)動(dòng)，拉力傳感器設(shè)置在加載橫梁上端中部，上掛鉤固定連接在拉力傳感器的彈簧鋼片上，彈簧鋼片上應(yīng)變片的信號(hào)輸入控制顯示器，下掛鉤螺紋連接在支座上端，支座下端固定連接工作臺(tái)面，兩根絲桿下端穿過工作臺(tái)面上安裝的軸承內(nèi)孔固定連接直齒輪，工作臺(tái)面下端安裝雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)，雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)連接電子調(diào)速器，雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)下端連接電機(jī)直齒輪，兩根絲桿下端的兩個(gè)直齒輪和電機(jī)直齒輪成三角形狀安裝咬合連接直齒寬皮帶。
拉力傳感器是用薄彈簧鋼片作感應(yīng)體，將若干片電阻應(yīng)變片粘貼到薄彈簧片上下表面并組成全橋接法。
本發(fā)明的技術(shù)效果是:該小型電子拉力試驗(yàn)機(jī)填補(bǔ)了現(xiàn)有電子拉力試驗(yàn)機(jī)不能測(cè)出比0.2牛頓更小拉力的缺陷，可以測(cè)出比0.2牛頓更小的拉力，它是以克為單位來顯示拉力的大小，測(cè)力范圍為廣500克；采用電子調(diào)速的特點(diǎn)，可方便地控制加載橫梁上升和下降，更具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，加載平穩(wěn)，加載速度選擇范圍大，速率選擇范圍為0.5 200mm/min,力值數(shù)顯等優(yōu)點(diǎn)。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖中，1.軸承2.拉力傳感器3.加載橫梁4.絲桿螺母5.絲桿6.電子調(diào)速器7.軸承8.調(diào)平螺桿9.直齒輪10.雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)11.電機(jī)直齒輪12.直齒寬皮帶13.工作臺(tái)面14.支座15.下掛鉤16.被測(cè)材料17.上掛鉤18.控制顯示器19.固定橫梁。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，工作臺(tái)面(13)上垂直鉆有兩個(gè)通孔，孔內(nèi)安裝滾動(dòng)軸承(7)，兩個(gè)軸承(7)內(nèi)孔連接兩根絲桿(5)下端的光桿部分，兩根絲桿(5)上端的光桿部分連接軸承(I)內(nèi)孔，軸承(I)外徑固定連接固定橫梁(19)兩端的內(nèi)孔，兩根絲桿(5)可在固定橫梁(19)兩端的軸承(I)孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩根絲桿(5)中端之間垂直設(shè)有加載橫梁(3)，加載橫梁(3)兩端連接絲桿螺母(4)，絲桿螺母(4)咬合連接絲桿(5)，加載橫梁(3)可在絲桿(5)上下運(yùn)動(dòng)，拉力傳感器(2 )設(shè)置在加載橫梁(3 )上端中部，上掛鉤(17 )固定連接在拉力傳感器(2 )的彈簧鋼片上，彈簧鋼片上應(yīng)變片的信號(hào)輸入控制顯示器(18)，下掛鉤(15)螺紋連接在支座(14)上端，支座(14)下端固定連接工作臺(tái)面(13)，兩根絲桿(5)下端穿過工作臺(tái)面(13)上安裝的軸承(7)內(nèi)孔固定連接直齒輪(9)，工作臺(tái)面(13)下端安裝雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)(10)，所述工作臺(tái)面(13)的底端連有若干個(gè)調(diào)平螺桿(8)，雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)(10)連接電子調(diào)速器(6 )，雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)(10 )下端連接電機(jī)直齒輪(11)，兩根絲桿(5 )下端的兩個(gè)直齒輪(9)和電機(jī)直齒輪(11)成三角形狀安裝咬合連接直齒寬皮帶(12)，使用時(shí)，打開控制顯示器(18)面板上電源開關(guān)，將被測(cè)材料(16)上端掛在上掛鉤(17)，按下降按扭，雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)(10 )啟動(dòng)，電機(jī)直齒輪(11)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直齒寬皮帶(12 )帶動(dòng)絲桿下端兩個(gè)直齒輪(9)同一方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩直齒輪(9)帶動(dòng)兩根絲桿(5)同一方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，加載橫梁(3)在兩根絲桿(5)上下降，當(dāng)被測(cè)材料(16)下端下降到合適位置后停止，將被測(cè)材料(16)下端掛在下掛鉤(15)，將負(fù)荷清零，按上升按扭，雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)(10)啟動(dòng)，電機(jī)直齒(11)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直齒寬皮帶(12)帶動(dòng)絲桿(5)下端兩個(gè)直齒輪(9)同一方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩直齒輪(9)帶動(dòng)兩根絲桿(5)同一方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，加載橫梁(3)在兩根絲桿上(5)上升，當(dāng)被測(cè)材料(16)受力時(shí)，控制顯示器(18)上的負(fù)荷和峰值窗口同時(shí)顯示力值，當(dāng)被測(cè)材料(16)拉斷或脫開后，負(fù)荷窗口顯示為零，峰值窗口力值保持，記下峰值即為被測(cè)材料(16)的最大值。
本發(fā)明工作原理:單相電容電動(dòng)機(jī)和微型齒輪變速箱組成雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)，用電子調(diào)速器來控制選取速度，當(dāng)選定加載速度后，啟動(dòng)雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)，電機(jī)直齒輪帶動(dòng)直齒寬皮帶運(yùn)動(dòng)，直齒寬皮帶又帶動(dòng)兩根絲桿下端的兩個(gè)直齒輪同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，兩直齒輪又帶動(dòng)兩根絲桿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，因兩根絲桿中端安裝了絲桿螺母，加載橫梁就可以在兩根絲桿上作垂直的上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)材料的加載。
拉力傳感器是用薄彈簧鋼片作感應(yīng)體，將8片電阻應(yīng)變片粘貼到彈簧片上下結(jié)構(gòu)表面，根據(jù)電橋基本原理和電阻應(yīng)變片受力分析，將這上下8片電阻應(yīng)變片組成全橋接法，當(dāng)被測(cè)材料受力后，薄彈簧片也受力并產(chǎn)生微小變形時(shí)，電阻應(yīng)變片的阻值就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的增加和減少，就會(huì)有電阻的信號(hào)輸出，將這電阻的信號(hào)送給控制顯示器里的全橋電路，電橋就輸出了一個(gè)放大了四倍的信號(hào)，通過A/D轉(zhuǎn)換器將此電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化，把被測(cè)到的電信號(hào)經(jīng)前置放大器放大后輸入到顯示電路，顯示器顯示負(fù)荷的大小，并且將電信號(hào)送入模擬量峰值保持電路，其峰值將被保持并顯示。
權(quán)利要求
1.一種小型電子拉力試驗(yàn)機(jī)，它包括工作臺(tái)面、絲桿、軸承、固定橫梁、加載橫梁、絲桿螺母、拉力傳感器、上掛鉤、控制顯示器、下掛鉤、支座、直齒輪、雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)、電子調(diào)速器、電機(jī)直齒輪、直齒寬皮帶，其特征是工作臺(tái)面上端垂直設(shè)有兩根絲桿，兩根絲桿上端的光桿部分連接軸承內(nèi)孔，軸承外徑固定連接固定橫梁兩端的內(nèi)孔，兩根絲桿可在固定橫梁兩端的軸承孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩根絲桿中端之間垂直設(shè)有加載橫梁，加載橫梁兩端連接絲桿螺母，絲桿螺母咬合連接絲桿，加載橫梁可在絲桿上下運(yùn)動(dòng)，拉力傳感器設(shè)置在加載橫梁上端中部，上掛鉤固定連接在拉力傳感器的彈簧鋼片上，彈簧鋼片上應(yīng)變片的信號(hào)輸入控制顯示器，下掛鉤螺紋連接在支座上端，支座下端固定連接工作臺(tái)面，兩根絲桿下端穿過工作臺(tái)面上安裝的軸承內(nèi)孔固定連接直齒輪，工作臺(tái)面下端安裝雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)，雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)連接電子調(diào)速器，雙向電子無級(jí)調(diào)速電機(jī)下端連接電機(jī)直齒輪，兩根絲桿下端的兩個(gè)直齒輪和電機(jī)直齒輪成三角形狀安裝咬合連接直齒寬皮帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型電子拉力試驗(yàn)機(jī)，其特征是拉力傳感器是用薄彈簧鋼片作感應(yīng)體，將若干片電阻應(yīng)變片粘貼到薄彈簧片上下表面并組成全橋接法。
全文摘要
一種小型電子拉力試驗(yàn)機(jī)，工作臺(tái)面上端垂直設(shè)有兩根絲桿，兩根絲桿上端的光桿部分連接軸承內(nèi)孔，軸承外徑固定連接固定橫梁兩端的內(nèi)孔，兩根絲桿可在固定橫梁兩端的軸承孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩根絲桿中端之間垂直設(shè)有加載橫梁，加載橫梁兩端連接絲桿螺母，絲桿螺母咬合連接絲桿，加載橫梁可在絲桿上下運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的技術(shù)效果是具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，加載平穩(wěn)，加載速度選擇范圍大，速率選擇范圍為0.5~200mm/min，力值數(shù)顯等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/16GK103163027SQ20131009592
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者劉榮慶, 戴玉華 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)