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金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，包括支撐架、擺錘組件、置物臺、傳感器組件和防二次沖擊組件。該實驗平臺包含的防二次沖擊組件，在擺錘第一次擺動沖擊待測物體后，防二次沖擊組件中的動摩擦盤吸住靜摩擦盤，通過限制轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動從而控制擺錘的擺動，防止實驗過程中的二次沖擊，傳感器組件可實時采集數(shù)據(jù)從而提高實驗的精確性。本發(fā)明更換擺錘方便，結(jié)構(gòu)簡單，精度高，系統(tǒng)工作平穩(wěn)可靠。
【專利說明】金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料性能測試領域，具體涉及一種金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]為更好地掌握材料相關的力學性能，人們設計了各種測試材料力學性能的試驗機。目前被廣泛使用的測試金屬材料剛性沖擊的力學性能試驗機，主要有落錘沖擊試驗機和擺錘式?jīng)_擊試驗機。擺錘沖擊試驗機是用于測定金屬材料在動負荷下抵抗沖擊的性能，從而判斷材料在動負荷作用下的質(zhì)量狀況的檢測儀。擺錘沖擊試驗機根據(jù)控制方式的不同分為手動擺錘沖擊試驗機、半自動擺錘沖擊試驗機和全自動擺錘沖擊試驗機。
[0003]傳統(tǒng)金屬擺錘沖擊試驗機在對金屬材料表面力學性能進行沖擊實驗時，擺錘擺動時會因為慣性再次擺動，對待測物體產(chǎn)生二次沖擊，影響測量結(jié)果的準確性。現(xiàn)有的實驗裝置雖然解決了擺錘二次沖擊的問題，但是結(jié)果較為復雜，出現(xiàn)問題概率較大。且傳統(tǒng)金屬擺錘沖擊試驗機一般采用掛擺結(jié)構(gòu)，導致沖擊實驗過程中系統(tǒng)工作不平穩(wěn)。另外傳統(tǒng)金屬擺錘沖擊試驗機，存在擺錘不易更換的缺點，難以調(diào)節(jié)改變沖擊實驗參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，具有防二次沖擊組件，當擺錘第一次擺動后，防二次沖擊組件中的動摩擦盤吸住靜摩擦盤，通過限制轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動從而控制擺錘的擺動，從而防止實驗過程中的二次沖擊，傳感器組件可實時采集數(shù)據(jù)從而提高實驗的準確性。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0006]一種金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，包括:支撐架，所述的支撐架上設置有支撐板和設置于所述支撐板上的軸承組件，所述的軸承組件上設置有轉(zhuǎn)動軸；擺錘組件，包括垂直地固定于所述的轉(zhuǎn)動軸上的擺桿、可拆卸地設置于所述的擺桿下端的擺錘和置于擺錘一端的沖頭；置物臺，所述的置物臺上設置有一個置物腔，用于放置待測物體；傳感器組件，包括壓力傳感器與光電編碼器，所述的壓力傳感器設置于所述的沖頭上，所述的光電編碼器設置于所述的轉(zhuǎn)動軸上；防二次沖擊組件，設置于所述的擺桿與軸承組件之間，所述的防二次沖擊組件包括中間設有第一通孔的擋板、固定于所述的擋板上的套筒、動摩擦盤、電磁鐵和靜摩擦盤，所述的擋板固定于所述的支撐架上，所述的套筒沿軸向上設有第二通孔、第一安裝孔和第二安裝孔，所述的第二通孔設置于所述套筒的中間，所述的動摩擦盤沿軸向上設有第三通孔和滑動桿，所述的第三通孔設置于所述的動摩擦盤的中間，所述的轉(zhuǎn)動軸穿過所述的第一通孔、第二通孔和第三通孔，所述的第一安裝孔內(nèi)設置有彈簧，所述的滑動桿與所述的第一安裝孔滑動配合，所述的滑動桿的端部與所述的彈簧的一端相連接，所述的電磁鐵設置于所述的第二安裝孔內(nèi)，所述的靜摩擦盤固定于所述的轉(zhuǎn)動軸上、置于所述的擺桿與動摩擦盤之間。[0007]作為上述方案的優(yōu)選，所述的擺桿的上端設置有相對位置可發(fā)生改變的平衡塊。
[0008]作為上述方案的優(yōu)選，所述的擺桿為同軸的階梯圓柱體，所述的擺桿的小徑圓柱體外側(cè)設有外螺紋，所述的平衡塊內(nèi)設有與所述的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，所述的外螺紋的長度大于所述的平衡重的高度。
[0009]作為上述方案的優(yōu)選，所述的第一安裝孔為階梯孔，所述的滑動桿的一端設有凸塊，所述的凸塊置于所述的第一安裝孔的大徑孔中，所述的滑動桿與所述的第一安裝孔的小徑孔滑動配合。
[0010]作為上述方案的優(yōu)選，所述的置物腔為一側(cè)開口的腔體，所述的置物腔的開口朝向所述的沖頭。
[0011]作為上述方案的優(yōu)選，所述的置物臺上設有通向所述的置物腔的定位孔，所述的定位孔內(nèi)設有相應的定位件。
[0012]作為上述方案的優(yōu)選，所述的轉(zhuǎn)動軸上設有軸肩擋塊，所述的軸肩擋塊的一側(cè)與轉(zhuǎn)動軸相貼，所述的擺桿上設有徑向貫穿的第一鍵槽，所述的轉(zhuǎn)動軸相應的位置上設有與所述的第一鍵槽相對應的第二鍵槽，所述的擺桿與所述的轉(zhuǎn)動軸通過楔形鍵相配合進行固定。
[0013]作為上述方案的優(yōu)選，所述的靜摩擦盤的兩側(cè)對稱地設置有固定塊，所述的靜摩擦盤和固定塊穿過所述的轉(zhuǎn)動軸，通過設置于所述的固定塊上的螺釘將所述的靜摩擦盤固定于所述的轉(zhuǎn)動軸上。
[0014]作為上述方案的優(yōu)選，還包括底座，所述的置物臺設置于所述的底座上。
[0015]作為上述方案的優(yōu)選，所述的軸承組件包括軸承座與軸承，所述的軸承座設置于所述的支撐板上，所述的軸承設置于所述的軸承座上，所述的轉(zhuǎn)動軸設置于所述的軸承上。
[0016]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0017]1、本發(fā)明提供的一種金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，具有防二次沖擊組件，當擺錘第一次擺動后，防二次沖擊組件中的動摩擦盤吸住靜摩擦盤，通過限制轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動從而控制擺錘的擺動，從而防止實驗過程中的二次沖擊，傳感器組件可實時采集數(shù)據(jù)從而提高實驗的準確性。
[0018]2、擺桿上端設置平衡塊，在擺桿的角度與擺錘的重量一定時，可通過改變平衡塊的重量及相對位置來改變擺錘的沖擊力。
[0019]3、通過平衡塊與擺桿螺紋配合來改變平衡塊的相對位置。
[0020]4、套筒中的第一安裝孔為階梯孔，所述的滑動桿的一端設有凸塊，通過凸塊與第一安裝孔的大徑孔相配合，使滑動桿不會從第一安裝孔中滑落。
[0021]5、置物腔為開口腔，方便放入待測物體。
[0022]6、置物臺上設有定位孔，通過定位件與定位孔的配合將待測物體固定在置物腔中。
[0023]7、轉(zhuǎn)動軸上設有軸肩擋塊，擺桿與轉(zhuǎn)動軸通過楔形鍵相配合，可以同時從軸上與徑上兩個方向上限制擺桿的移動。
[0024]8、靜摩擦盤的兩側(cè)設有固定塊，通過設置于固定塊上的螺釘將靜摩擦盤固定于轉(zhuǎn)動軸上，防止靜摩擦盤在軸上與徑上在轉(zhuǎn)動軸上移動。
[0025]9、還包括底座，將置物臺設置于底座上，防止實驗時擺錘或擺桿碰到底面影響實驗結(jié)果。
[0026]10、軸承組件包括軸承座與軸承，通過將轉(zhuǎn)動軸設置于軸承上，使轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動自如。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1 (a)為本發(fā)明提供的一種金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺的主視方向的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖1 (b)為圖1 (a)的左視圖；
[0030]圖2為圖1 (a)的A-A方向的剖視圖；
[0031]圖3為圖2中P處局部放大圖；
[0032]圖4為動摩擦盤與套筒的連接關系示意圖；
[0033]圖5為置物臺的一個剖視圖。
[0034]其中，1、支撐架；2、支撐板；3、軸承組件；301、軸承座；302、軸承；4、轉(zhuǎn)動軸；401、軸肩擋塊；5、擺桿；501、楔形鍵；6、擺錘；7、沖頭；8、平衡塊；9、置物臺；901、定位件；10、壓力傳感器；11、光電編碼器；12、擋板；13、套筒；14、動摩擦盤；15、電磁鐵；16、靜摩擦盤；1601、固定塊；1602、螺釘；17、滑動桿；18、凸塊；19、彈簧；20、底座；21、待測物體。
【具體實施方式】
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0036]如圖1-5所示，本發(fā)明提供一種金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，包括:
[0037](I)支撐架1，所述的支撐架I上設置有支撐板2和設置于所述支撐板上的軸承組件3，所述的軸承組件包括軸承座301與軸承302，所述的軸承座301設置于所述的支撐板2上，所述的軸承302設置于所述的軸承座301上，所述的軸承302上設置有轉(zhuǎn)動軸4 ；
[0038](2)擺錘組件，包括垂直地固定于所述的轉(zhuǎn)動軸4中點位置的擺桿5、可拆卸地設置于所述的擺桿5下端的擺錘6和置于擺錘6 —端的沖頭7，所述的擺錘可螺接于所述的擺桿上，所述的擺桿5為同軸的階梯圓柱體，所述的擺桿5的小徑圓柱體外側(cè)設有外螺紋，所述的擺桿5上端的小徑圓柱體上設置有平衡塊8，所述的平衡塊8內(nèi)設有與所述的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，所述的外螺紋的長度大于所述的平衡重的高度；
[0039](3)置物臺9，所述的置物臺9上設置有一個置物腔，用于放置待測物體21，所述的置物腔為一側(cè)開口的腔體，所述的置物腔的開口朝向所述的沖頭7，實際使用中置物腔的深度略小于待測物體的厚度尺寸，所述的置物臺9上設有通向所述的置物腔的定位孔，所述的定位孔內(nèi)設有相應的定位件901，所述的定位件為螺栓，所述的定位孔為螺孔；
[0040](4)傳感器組件，包括壓力傳感器10與光電編碼器11，所述的壓力傳感器10設置于所述的沖頭7上，所述的光電編碼器11設置于所述的轉(zhuǎn)動軸4上；
[0041](5)防二次沖擊組件，設置于所述的擺桿5與軸承組件3之間，所述的防二次沖擊組件包括中間設有第一通孔的擋板12、固定于所述的擋板上的套筒13、動摩擦盤14、電磁鐵15和靜摩擦盤16，所述的擋板12固定于所述的支撐架I上，所述的套筒13沿軸向上設有第二通孔、第一安裝孔和第二安裝孔，所述的第二通孔設置于所述套筒13的中間，所述的第一安裝孔為階梯孔，所述的動摩擦盤14沿軸向上設有第三通孔和滑動桿17，所述的第三通孔設置于所述的動摩擦盤14的中間，所述的滑動桿的一端設有凸塊18，所述的凸塊18置于所述的第一安裝孔的大徑孔中，所述的滑動桿17與所述的第一安裝孔的小徑孔滑動配合，所述的轉(zhuǎn)動軸4穿過所述的第一通孔、第二通孔和第三通孔，所述的第一安裝孔的大徑孔內(nèi)設置有彈簧19，所述的滑動桿17與所述的第一安裝孔滑動配合，所述的滑動桿17的端部與所述的彈簧19的一端相連接，所述的電磁鐵15設置于所述的第二安裝孔內(nèi)，所述的靜摩擦盤16固定于所述的轉(zhuǎn)動軸4上、置于所述的擺桿5與動摩擦盤14之間；
[0042](6)底座20，所述的置物臺9設置于所述的底座20上。
[0043]本發(fā)明提供的一種金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，具有防二次沖擊組件，當擺錘6第一次擺動后，防二次沖擊組件中的動摩擦盤14吸住靜摩擦盤16，通過限制轉(zhuǎn)動軸4轉(zhuǎn)動從而控制擺錘6的擺動，從而減少測量誤差，提高實驗的準確性；擺桿5上端設置平衡塊8，在擺桿5的角度與擺錘6的重量一定時，可通過改變平衡塊8的重量及相對位置來改變擺錘6的沖擊力；通過擺錘6與擺桿5螺紋配合來改變擺錘6的相對位置；套筒13中的第一安裝孔為階梯孔，所述的滑動桿17的一端設有凸塊18，通過凸塊18與第一安裝孔的大徑孔相配合，使滑動桿17不會從第一安裝孔中滑落；置物腔為開口腔，方便放入待測物體21 ;置物臺9上設有定位孔，通過定位件與定位孔的配合將待測物體21固定在置物腔中；將置物臺9設置于底座20上，防止實驗時擺錘6或擺桿7碰到底面影響實驗結(jié)果O
[0044]本發(fā)明提供的一種金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺的工作原理為:首先將待測物體21放置在置物臺9的置物腔中，通過螺栓穿過螺孔將待測物體21固定，然后根據(jù)實驗需要選用重量適宜的平衡塊8，并將平衡塊8移到適當?shù)奈恢蒙希藭r電磁鐵15吸住動摩擦盤14，接著拉動擺錘6 —定角度，此時轉(zhuǎn)動軸4上的光電編碼器11測得擺錘6的角度，然后使擺桿5做圓周運動，此時擺錘6與沖頭7做圓周運動，到一定位置時沖頭7撞擊待測物體21，撞擊時由沖頭7上的壓力傳感器10測得撞擊力，當擺桿5回彈后，靜摩擦盤16隨轉(zhuǎn)動軸4 一起擺動，然后電磁鐵15放開動摩擦盤14，彈簧19釋放推動動摩擦盤14壓住靜摩擦盤16，從而防止轉(zhuǎn)動軸4轉(zhuǎn)動，從而控制擺桿5的余擺。
[0045]優(yōu)選地，如圖2所示，所述的轉(zhuǎn)動軸4上設有軸肩擋塊401，所述的軸肩擋塊401的一側(cè)與轉(zhuǎn)動軸4相貼，所述的擺桿5上設有徑向貫穿的第一鍵槽，所述的轉(zhuǎn)動軸4相應的位置上設有與所述的第一鍵槽相對應的第二鍵槽，所述的擺桿與所述的轉(zhuǎn)動軸通過楔形鍵501相配合進行固定。轉(zhuǎn)動軸4上設有軸肩擋塊401，擺桿5與轉(zhuǎn)動軸4通過楔形鍵501相配合，可以同時從軸上與徑上兩個方向上限制擺桿5的移動。
[0046]作為另一種優(yōu)選的實施例，如圖3所示，所述的靜摩擦盤16的兩側(cè)對稱地設置有固定塊1601，所述的靜摩擦盤16和固定塊1601穿過所述的轉(zhuǎn)動軸4，通過設置于所述的固定塊1601上的螺釘1602將所述的靜摩擦盤16固定于所述的轉(zhuǎn)動軸4上。靜摩擦盤16的兩側(cè)設有固定塊1601，通過設置于固定塊上的螺釘1602將靜摩擦盤16固定于轉(zhuǎn)動軸上，防止靜摩擦盤16在軸上與徑上在轉(zhuǎn)動軸4上移動。
[0047]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，其特征在于，包括支撐架，所述的支撐架上設置有支撐板和設置于所述支撐板上的軸承組件，所述的軸承組件上設置有轉(zhuǎn)動軸； 擺錘組件，包括垂直地固定于所述的轉(zhuǎn)動軸上的擺桿、可拆卸地設置于所述的擺桿下端的擺錘和置于擺錘一端的沖頭； 置物臺，所述的置物臺上設置有一個置物腔，用于放置待測物體； 傳感器組件，包括壓力傳感器與光電編碼器，所述的壓力傳感器設置于所述的沖頭上，所述的光電編碼器設置于所述的轉(zhuǎn)動軸上； 防二次沖擊組件，設置于所述的擺桿與軸承組件之間，所述的防二次沖擊組件包括中間設有第一通孔的擋板、固定于所述的擋板上的套筒、動摩擦盤、電磁鐵和靜摩擦盤，所述的擋板固定于所述的支撐架上，所述的套筒沿軸向上設有第二通孔、第一安裝孔和第二安裝孔，所述的第二通孔設置于所述套筒的中間，所述的動摩擦盤沿軸向上設有第三通孔和滑動桿，所述的第三通孔設置于所述的動摩擦盤的中間，所述的轉(zhuǎn)動軸穿過所述的第一通孔、第二通孔和第三通孔，所述的第一安裝孔內(nèi)設置有彈簧，所述的滑動桿與所述的第一安裝孔滑動配合，所述的滑動桿的端部與所述的彈簧的一端相連接，所述的電磁鐵設置于所述的第二安裝孔內(nèi)，所述的靜摩擦盤固定于所述的轉(zhuǎn)動軸上、置于所述的擺桿與動摩擦盤之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，其特征在于，所述的擺桿的上端設置有相對位置可發(fā)生改變的平衡塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2 所述的金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，其特征在于，所述的擺桿為同軸的階梯圓柱體，所述的擺桿的小徑圓柱體外側(cè)設有外螺紋，所述的平衡塊內(nèi)設有與所述的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋，所述的外螺紋的長度大于所述的平衡重的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，其特征在于，所述的第一安裝孔為階梯孔，所述的滑動桿的一端設有凸塊，所述的凸塊置于所述的第一安裝孔的大徑孔中，所述的滑動桿與所述的第一安裝孔的小徑孔滑動配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，其特征在于，所述的置物腔為一側(cè)開口的腔體，所述的置物腔的開口朝向所述的沖頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，其特征在于，所述的置物臺上設有通向所述的置物腔的定位孔，所述的定位孔內(nèi)設有相應的定位件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)動軸上設有軸肩擋塊，所述的軸肩擋塊的一側(cè)與轉(zhuǎn)動軸相貼，所述的擺桿上設有徑向貫穿的第一鍵槽，所述的轉(zhuǎn)動軸相應的位置上設有與所述的第一鍵槽相對應的第二鍵槽，所述的擺桿與所述的轉(zhuǎn)動軸通過楔形鍵相配合進行固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，其特征在于，所述的靜摩擦盤的兩側(cè)對稱地設置有固定塊，所述的靜摩擦盤和固定塊穿過所述的轉(zhuǎn)動軸，通過設置于所述的固定塊上的螺釘將所述的靜摩擦盤固定于所述的轉(zhuǎn)動軸上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，其特征在于，還包括底座，所述的置物臺設置于所述的底座上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬材料表面力學性能測試擺錘沖擊實驗平臺，其特征在于，所述的軸承組件包括軸承座與軸承，所述的軸承座設置于所述的支撐板上，所述的軸承設置于所述的軸承座上，所述的轉(zhuǎn)動軸設置于所述的軸承上。
【文檔編號】G01N3/02GK103969135SQ201410148515
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】許仁波, 楊攀, 段晶晶, 涂福泉, 陳新元, 傅連東, 孟奇龍 申請人:武漢科技大學