一種力學試驗機的xyz三軸對中調節裝置製造方法
2023-05-30 22:53:41 2
一種力學試驗機的xyz三軸對中調節裝置製造方法
【專利摘要】一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，調節件主體為筒狀結構，調節件主體內設置有水平調節塊和位於水平調節塊上端的軸向角度調節塊，調節件主體的上端通過法蘭固定螺釘固定設置有上法蘭，軸向角度調節塊的上端中心軸向形成有與上法蘭中心的法蘭孔相連通的傳感器固定孔，調節件主體的筒壁上間隔的設置有用於對水平調節塊進行X方向調節的X軸調節螺栓和進行Y方向調節的Y軸調節螺栓，以及設置有3個以上的用於對調節件主體內的軸向角度調節塊進行軸向角度調節的軸向角度調節螺栓，上法蘭上設置有3個以上的用於對調節好的軸向角度調節塊進行定位的軸向鎖緊螺釘。本發明可在較大範圍內完全消除力學試驗機的對中偏差，提高試驗測試精度與準確性。
【專利說明】 一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種對中調節裝置。特別是涉及一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]力學試驗機需要通過夾具裝夾試樣，夾具的對中度對試驗測試結果影響很大。當夾具出現對中偏差時，裝夾試樣後作動軸會對試樣產生彎矩作用，這種彎矩不僅會對試樣如傳感器造成損傷，同時在壓縮時會造成試樣失穩，嚴重影響試驗結果的準確性。但是，由於加工精度、安裝誤差，運輸衝擊和機器老化等因素，不可避免會造成試驗機夾具出現不對中的現象，所以很有必要在力學試驗機上安裝對中調節裝置。
[0003]目前，市場上的力學試驗機僅有美國MTS公司生產的MTS 8000系列試驗機裝有水平(χ、γ方向)對中及軸向(Ζ向)旋轉對中調節功能的調節裝置，但是其結構複雜，體積龐大，且對中調節結束後需使用長拉杆鎖緊對中調節塊，佔用試驗機的行程，不利於試驗機的小型化。國產試驗機對中調整多數仍依靠經驗豐富的技術工人在夾具或試樣的連接處加設墊片的方式完成，效率低、可重複性差，並且可調整範圍受到極大限制。因此，急需開發一種對中調節裝置，能夠方便、準確、快速地完成試驗機的對中調整工作，消除因不同軸偏差對測試結果的影響。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，提供一種具有平面X、Y方向對中調節和軸向角度調節的功能，滿足試驗機對中調整精度要求的力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置。
[0005]本發明所採用的技術方案是:一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，包括有調節件主體，所述調節件主體為筒狀結構，所述調節件主體內設置有水平調節塊和位於水平調節塊上端的軸向角度調節塊，所述調節件主體的上端通過法蘭固定螺釘固定設置有上法蘭，所述軸向角度調節塊的上端中心軸向形成有與所述的上法蘭中心的法蘭孔相連通的傳感器固定孔，所述調節件主體的筒壁上間隔的設置有用於對所述的水平調節塊進行X方向調節的X軸調節螺栓和進行Y方向調節的Y軸調節螺栓，以及設置有3個以上的用於對調節件主體內的軸向角度調節塊進行軸向角度調節的軸向角度調節螺栓，所述上法蘭上設置有3個以上的用於對調節好的軸向角度調節塊進行定位的軸向鎖緊螺釘。
[0006]所述的X軸調節螺栓和Y軸調節螺栓在所述的調節件主體的筒壁上處於同一水平面上，各設置有2個以上，所述的X軸調節螺栓和Y軸調節螺栓為間隔設置。
[0007]所述筒狀結構的調節件主體的底邊一體形成有向外側凸出的底邊。
[0008]所述的水平調節塊與所述的軸向角度調節塊之間為球面連接。
[0009]所述的水平調節塊的頂端面為向上凸出的凸弧面結構，所述的軸向角度調節塊的底端面為向內凹進的能夠與所述的水平調節塊頂端面的凸弧面結構鑲嵌的凹弧面結構。
[0010]所述的調節件主體的內周面上形成有一圈向中心軸凸出的用於對水平調節塊進行限位的凸臺，所述的X軸調節螺栓和Y軸調節螺栓位於所述凸臺的下方，所述軸向角度調節螺栓位於所述凸臺的上方。
[0011]所述的水平調節塊包括有柱體結構的主體，所述柱體結構主體的直徑小於所述凸臺的內徑，所述柱體結構的主體上形成有一圈定位臺，所述定位臺的直徑小於所述調節件主體的內徑，大於所述凸臺的內徑，所述柱體結構的主體的頂端一體形成有用於與軸向角度調節塊的底面相結合的凸弧面結構的頂帽，所述頂帽的直徑大於水平調節塊柱體結構主體的直徑，與所述凸臺的內徑相等，所述頂帽的帽頂為向上凸出的弧面，並與所述軸向角度調節塊的下端面為球面接觸連接，所述定位臺的上檯面與所述頂帽的底面之間的距離大於所凸臺的高度。
[0012]所述的軸向角度調節塊為I形結構，所述I形結構的底邊直徑大於水平調節塊頂端面的直徑，所述所述I形結構的底端面形成有向內凹進的用於與所述的水平調節塊上端面為球面接觸連接的凹弧面，所述I形結構垂直部分的頂端位於調節件主體頂端的上法蘭中心的法蘭孔內，並且在軸向形成向內凹進的傳感器固定孔。
[0013]所述的水平調節塊的下端面高於所述調節件主體的下端面0.5mm。
[0014]本發明的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，一方面，可在較大範圍內完全消除力學試驗機的對中偏差，提高試驗測試精度與準確性；另一方面，可有效降低對試驗系統加工、裝配的精度要求，節約試驗機的加工製造成本。此外，本發明結構簡單，加工、裝配容易，安裝方便等優點，十分適合在各類力學試驗測試系統中推廣使用。本發明還具有如下有益效果:
[0015]I)本對中調節平臺可以消除試驗機上下夾具間XY方向上5mm內的對中偏差以及Z方向上5°以內的角度偏差，可調整範圍大；
[0016]2)採用細螺紋微調進給裝置實現X、Y兩個方向和Z向角度的精確調整，操作方便，易於推廣使用；
[0017]3)本裝置結構緊湊，在完成對中微調後，可利用鎖緊螺栓實現鎖緊從而消除回隙，使調整平臺適用於動態循環加載試驗裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置的外部結構示意圖；
[0019]圖2是圖1的俯視圖；
[0020]圖3是圖2的A-A剖面圖；
[0021]圖4是圖2的B-B剖面圖；
[0022]圖5是本發明力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置應用實例圖。
[0023]圖中
[0024]1:調節件主體2:底邊
[0025]3:水平調節塊4:軸向角度調節塊
[0026]5:法蘭固定螺釘6:上法蘭
[0027]7:Χ軸調節螺栓8:Υ軸調節螺栓
[0028]9:軸向角度調節螺栓10:傳感器固定孔
[0029]11:軸向鎖緊螺釘12:凸臺
[0030]13:定位臺14:頂帽
[0031]15:XYZ三軸對中調節裝置16:連接銷
[0032]17:連接銷18:電機連接件
[0033]19:鎖緊法蘭20:上夾具
[0034]21:壓縮試樣22:下夾具
[0035]23:銷緊法蘭24:傳感器連接件
[0036]25:傳感器
【具體實施方式】
[0037]下面結合實施例和附圖對本發明的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置做出詳細說明。
[0038]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發明的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，包括有調節件主體1，所述調節件主體I為筒狀結構，所述筒狀結構的調節件主體I的底邊一體形成有向外側凸出的用於將調節件主體I固定在相應工作檯上的底邊2。所述調節件主體I內設置有用於調節平面XY方向的水平調節塊3和位於水平調節塊3上端的軸向角度調節塊4，所述的水平調節塊3的下端面高於所述調節件主體I的下端面0.5mm。所述的水平調節塊3與所述的軸向角度調節塊4之間為球面連接。所述的水平調節塊3的頂端面為向上凸出的凸弧面結構，所述的軸向角度調節塊4的底端面為向內凹進的能夠與所述的水平調節塊3頂端面的凸弧面結構鑲嵌的凹弧面結構，從而使所述的水平調節塊3與所述的軸向角度調節塊4之間形成球面連接。
[0039]如圖1、圖4所示，所述調節件主體I的上端通過法蘭固定螺釘5固定設置有用於鎖緊軸向角度調節塊4的上法蘭6，所述軸向角度調節塊4的上端中心軸向形成有與所述的上法蘭6中心的法蘭孔相連通的傳感器固定孔10，所述調節件主體I的筒壁上間隔的設置有用於對所述的水平調節塊3進行X方向調節的X軸調節螺栓7和進行Y方向調節的Y軸調節螺栓8，以及設置有3個以上的用於對調節件主體I內的軸向角度調節塊4進行軸向角度調節的軸向角度調節螺栓9，本實施例設置有可以調節軸向角度的四個互成90°分布的軸向角度調節螺栓9所述上法蘭6上設置有3個以上的用於對調節好的軸向角度調節塊4進行定位的軸向鎖緊螺釘U。
[0040]所述的X軸調節螺栓7和Y軸調節螺栓8在所述的調節件主體I的筒壁上處於同一水平面上，各設置有2個以上，所述的X軸調節螺栓7和Y軸調節螺栓8為間隔設置。所述的調節件主體I的內周面上形成有一圈向中心軸凸出的用於對水平調節塊3進行限位的凸臺12，所述的X軸調節螺栓7和Y軸調節螺栓8位於所述凸臺12的下方，所述軸向角度調節螺栓9位於所述凸臺12的上方。
[0041]所述的水平調節塊3包括有柱體結構的主體，所述柱體結構主體的直徑小於所述凸臺12的內徑,所述柱體結構的主體上形成有一圈定位臺13，所述定位臺13的直徑小於所述調節件主體I的內徑,大於所述凸臺12的內徑，所述柱體結構的主體的頂端一體形成有用於與軸向角度調節塊4的底面相結合的凸弧面結構的頂帽14，所述頂帽14的直徑大於水平調節塊3柱體結構主體的直徑，與所述凸臺12的內徑相等，所述頂帽14的帽頂為向上凸出的弧面，並與所述軸向角度調節塊4的下端面為球面接觸連接，所述定位臺13的上檯面與所述頂帽14的底面之間的距離大於所凸臺12的高度。
[0042]所述的軸向角度調節塊4為I形結構，所述I形結構的底邊直徑大於水平調節塊3頂端面的直徑，所述所述I形結構的底端面形成有向內凹進的用於與所述的水平調節塊3上端面為球面接觸連接的凹弧面，所述I形結構垂直部分的頂端位於調節件主體I頂端的上法蘭6中心的法蘭孔內，並且在軸向形成向內凹進的傳感器固定孔10。
[0043]本發明的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，兼有平面XY方向對中調節功能和軸向角度調節功能。首先，通過軸向角度調節螺栓調節軸向角度調節塊的底部球面配合位置，消除上夾具和下夾具的軸向角度偏差；然後，通過調節X軸調節螺栓和Y軸調節螺栓調整水平調節塊在工作平臺上的位置，使夾具實現對中。在調節過程中，始終優先保證軸向角度對中，逐步消除上夾具和下夾具XY方向的對中偏差；最後，待對中調節完成後，利用調節件主體中部的凸臺鎖緊水平調節塊，利用上法蘭中的軸向鎖緊螺釘鎖緊軸向角度調節塊。
[0044]下面結合圖5對本發明的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置的【具體實施方式】做詳細描述:
[0045]本發明的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置的目的是通過調節螺栓調節水平調節塊和軸向角度調節塊在平面上的位置，從而徹底消除上下夾具的平面對中偏差和軸向角度誤差。然後利用上法蘭上的軸向鎖緊螺栓和調節件主體的凸臺分別鎖緊軸向角度調節塊和水平調節塊。
[0046]如圖5所示，試驗機長期使用後，會產生一系列對中偏差，最終使得與電機輸出軸連接的上壓縮夾頭與和傳感器25連接的下壓縮夾頭產生軸向對中偏差、平面對中偏差，此時的試驗機進行壓縮試驗時會帶來較大誤差。利用本發明的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置15調節後，可以達到如圖5所示的效果:即使試驗機的電機輸出主軸與水平面不垂直，上夾具20和下夾具22存在一系列對中偏差，利用本發明的裝置調節後能夠保證上夾具20和下夾具22的完全對中。具體實施過程如下:
[0047]首先應通過調節軸向角度調節螺栓，消除上夾具20和下夾具22的軸向角度偏差，在軸向調節過程中，水平調節塊的上端球面與軸向角度調節塊的下端球面始終面接觸，水平調節塊的上端球面的球心位置固定不變，所以可以實現軸向角度調節塊在一定角度Θ內任意方向的旋轉。軸向角度偏差消除後，應在保證上夾具20和下夾具22緊密貼合的狀態下繼續調節XY方向的對中。這是因為繼續調節X軸調節螺栓和Y軸調節螺栓，水平調節塊在平面內的位置偏差，但當水平調節塊平面位置改變後，其上端球面的球心位置也隨之的位置會隨之改變，會影響第一步的軸向對中，所以必須實時調節軸向角度調節塊的軸向對中，也可以通過同步調節同一軸向位置上的軸向角度調節螺栓及X軸調節螺栓和Y軸調節螺栓實現。
[0048]對中調節完成後，需要對調節裝置進行鎖緊，以便進行下一步的試驗，本裝置利用水平調節塊下端面比調節件主體下端面距離高出0.5mm的距離，擰緊調節件主體底部法蘭的螺栓，使得凸臺下端面將水平調節塊鎖緊。擰緊上法蘭的法蘭固定螺釘，鎖緊軸向角度調節塊。
【權利要求】
1.一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，包括有調節件主體(I)，其特徵在於，所述調節件主體(I)為筒狀結構，所述調節件主體(I)內設置有水平調節塊(3)和位於水平調節塊(3)上端的軸向角度調節塊(4)，所述調節件主體(I)的上端通過法蘭固定螺釘(5)固定設置有上法蘭￠)，所述軸向角度調節塊(4)的上端中心軸向形成有與所述的上法蘭(6)中心的法蘭孔相連通的傳感器固定孔(10)，所述調節件主體(I)的筒壁上間隔的設置有用於對所述的水平調節塊⑶進行X方向調節的X軸調節螺栓⑵和進行Y方向調節的Y軸調節螺栓(8)，以及設置有3個以上的用於對調節件主體(I)內的軸向角度調節塊(4)進行軸向角度調節的軸向角度調節螺栓(9)，所述上法蘭(6)上設置有3個以上的用於對調節好的軸向角度調節塊(4)進行定位的軸向鎖緊螺釘(11)。
2.根據權利要求1所述的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，其特徵在於，所述的X軸調節螺栓(7)和Y軸調節螺栓(8)在所述的調節件主體(I)的筒壁上處於同一水平面上，各設置有2個以上，所述的X軸調節螺栓(7)和Y軸調節螺栓(8)為間隔設置。
3.根據權利要求1所述的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，其特徵在於，所述筒狀結構的調節件主體(I)的底邊一體形成有向外側凸出的底邊(2)。
4.根據權利要求1所述的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，其特徵在於，所述的水平調節塊(3)與所述的軸向角度調節塊(4)之間為球面連接。
5.根據權利要求1或4所述的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，其特徵在於，所述的水平調節塊(3)的頂端面為向上凸出的凸弧面結構，所述的軸向角度調節塊(4)的底端面為向內凹進的能夠與所述的水平調節塊(3)頂端面的凸弧面結構鑲嵌的凹弧面結構。
6.根據權利要求1所述的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，其特徵在於，所述的調節件主體(I)的內周面上形成有一圈向中心軸凸出的用於對水平調節塊(3)進行限位的凸臺(12)，所述的X軸調節螺栓(7)和Y軸調節螺栓(8)位於所述凸臺(12)的下方，所述軸向角度調節螺栓(9)位於所述凸臺(12)的上方。
7.根據權利要求1或5所述的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，其特徵在於，所述的水平調節塊(3)包括有柱體結構的主體,所述柱體結構主體的直徑小於所述凸臺(12)的內徑，所述柱體結構的主體上形成有一圈定位臺(13)，所述定位臺(13)的直徑小於所述調節件主體(I)的內徑，大於所述凸臺(12)的內徑,所述柱體結構的主體的頂端一體形成有用於與軸向角度調節塊(4)的底面相結合的凸弧面結構的頂帽(14)，所述頂帽(14)的直徑大於水平調節塊(3)柱體結構主體的直徑，與所述凸臺(12)的內徑相等，所述頂帽(14)的帽頂為向上凸出的弧面，並與所述軸向角度調節塊(4)的下端面為球面接觸連接，所述定位臺(13)的上檯面與所述頂帽(14)的底面之間的距離大於所凸臺(12)的高度。
8.根據權利要求1或4所述的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，其特徵在於，所述的軸向角度調節塊(4)為I形結構，所述I形結構的底邊直徑大於水平調節塊(3)頂端面的直徑，所述所述I形結構的底端面形成有向內凹進的用於與所述的水平調節塊(3)上端面為球面接觸連接的凹弧面，所述I形結構垂直部分的頂端位於調節件主體(I)頂端的上法蘭(6)中心的法蘭孔內，並且在軸向形成向內凹進的傳感器固定孔(10)。
9.根據權利要求1所述的一種力學試驗機的XYZ三軸對中調節裝置，其特徵在於，所述的水平調節塊(3)的下端面高於所述調節件主體(I)的下端面0.5mm。
【文檔編號】G01N3/02GK104316396SQ201410603804
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】陳剛, 魯靈濤, 林強, 王磊, 陳旭 申請人:凱爾測控試驗系統（天津）有限公司