教學用材料試驗機的製作方法

2023-10-26 16:31:27 1

專利名稱：教學用材料試驗機的製作方法
技術領域：
教學用材料試驗機，是用於材料力學實驗教學中所用的一種材料試驗機，用來測定材料的機械性能參數。
現在的工廠或科研單位所使用的材料試驗機種類型號較多，有油壓的和機械的，這些設備結構複雜而且體大力重，價格昂貴，有很多的大專院校、中專學校和技工學校的材料力學課的大載荷教學實驗，都是在工廠或科研單位所使用的萬能材料試驗機上進行的。由於價格昂貴，利用率低，多數學校不能配備多臺供學生分組試驗用，很多學校至今還沒有這樣的設備，使教學的效果受到一定的影響。
本實用新型的目的是鑑於上述情況而製造一種結構簡單、體積小、重量輕、造價低廉，又能在最大載荷和試驗精度方面都能達到教學實驗要求的材料試驗機。
本實用新型的任務是按如下設計方案完成的。即教學材料試驗機由下橫梁(1)，兩根立柱(2)，上橫梁(10)構成的矩形框架。下橫梁(1)固定在底座(30)上。上橫梁(10)前後兩側面焊有四塊筋板(11)，筋板(11)上平面和上橫梁(10)上平面呈同一水平面。上橫梁(10)按兩拉杆(14)間距對稱制有可供拉杆(14)自由滑動的圓孔。兩拉杆(14)穿過上橫梁(10)的圓孔與頂梁(19)、工作檯(5)栓接成矩形框架。工作檯(5)兩端與兩立柱(2)內側成半圓柱面滑道配合，其左端固定有連杆(6)。連杆(6)與載荷顯示、自動繪圖裝置(12)的相應齒條相連，齒條與固定在捲筒同軸上的齒輪嚙合。下橫梁(1)和工作檯(5)相對裝有一對夾頭(3)。工作檯(5)上面中間安放有壓座(7)，上橫梁(10)下面中間裝有壓頭(9)。本實用新型的特殊之處是在上橫梁(10)與頂梁(19)之間，兩拉杆(14)內側裝有油壓千斤頂(20)、測力彈簧組(27)和緩衝器(15)。
測力彈簧組(27)是由規格、性能相同的數個彈簧並列組成，各彈簧的上下端分別固定在上端鋼板(25)和下端鋼板(28)上。下端鋼板(28)按中心水平固定在上橫梁(10)的筋板(11)上。
油壓千斤頂(20)安裝在上橫梁(10)與頂梁(19)之間，兩拉杆(14)的中間，其下底水平地固定在上端鋼板(25)上面，油壓千斤頂(20)的調整螺杆上端固定在頂梁(19)上。
緩衝器(15)對稱地固定裝在油壓千斤頂(20)兩側的上端鋼板(25)上。緩衝器(15)主要由油箱(21)、油缸(22)、活塞(23)、單向閥(24)、提閥杆(17)、緩衝器拉杆(16)、緩衝器橫梁(18)所構成。油箱(21)裡面裝有機油，油缸(22)固定在油箱(21)內，活塞(23)在油缸內，活塞杆的上端固定在緩衝器橫梁(18)上。緩衝器拉杆(16)穿過上端鋼板(25)，上端固定在緩衝器橫梁(18)上，下端固定在下端鋼板(28)上。油缸(22)下部帶有支腿，支在油箱(21)底上，使油缸(22)底離開油箱(21)底一定距離，油缸(22)的底的中間制有閥孔，閥孔上裝有單向閥(24)，單向閥(24)與閥孔成圓錐面配合，其圓錐面上制有斷面微小的缺口。提閥杆(17)下端伸在油箱(21)裡，拐到油缸(22)底的下面可託起單向閥(24)的位置，上端露在油箱(21)外帶有掛鈎。
測力齒條帶動杆(13)右端固定在上端鋼板(25)上，左端與載荷顯示，自動繪圖裝置(12)的測力齒條相連。載荷顯示、自動繪圖裝置(12)右端固定在上橫梁(10)的左端。
本實用新型由於採用油壓千斤頂(20)為動力，可直接用手操作，不用電力，最大拉壓力為40KN，足以拉斷橫截面直徑為10毫米低碳鋼試件和壓裂橫截面直徑為8毫米的灰口鑄鐵試件。除做材料的拉伸，壓縮試驗外，如果配備相應附件，又可做材料的剪切，彎曲等試驗，該材料試驗機，很適用於材料力學教學實驗。可模擬生產和科研用的萬能材料試驗機做材料的拉伸，壓縮等試驗。載荷顯示誤差小於3％，重量輕、體積小、造價低，這樣將會使各有關學校節省實驗室的投資，加快實驗室的基本建設，及時地配合教學，提高教學質量。
下列附圖描述了本實用新型的一個實施例


圖1是本實用新型的結構總圖。
1、下橫梁2、立柱3、夾頭4、拉伸試件5、工作檯6、連杆7、壓座8、限壓墊環9、壓頭10、上橫梁11、筋板12、載荷顯示、自動繪圖裝置13、測力齒條帶動杆14、拉杆15、緩衝器16、緩衝器拉杆17、提閥杆18、緩衝器橫梁19、頂梁20、油壓千斤頂21、油箱22、油缸23、活塞24、單向閥25、上端鋼板26、限載墊27、測力彈簧組28、下端鋼板29、壓縮試件30、底座附圖是本實用新型的工作簡圖。該材料試驗機用起重量為10噸的油壓千斤頂(20)加載，用由20個壓縮彈簧並列組成的測力彈簧組(27)測力，用油壓緩衝器(15)緩衝試件斷時測力彈簧組(27)產生的彈力。主體結構由兩根立柱(2)與上橫梁(10)，下橫梁(1)栓接成鋼架而成。
當油壓千斤頂(20)加載時，頂起頂梁(19)，通過拉杆(14)帶動工作檯(5)上升。若夾頭(3)裝有拉伸試件(4)，則試件受拉。若壓座(7)上放有壓縮試件(29)，則試件受壓，為使壓縮試件(29)被壓裂後，不致於在壓頭(9)和壓座(7)之間繼續受壓而變碎，壓座(7)上放有約為壓縮試件三分之二高的限壓墊環(8)，把壓縮試件(29)套於環內。測力彈簧組(27)裝在上橫梁(10)和油壓千斤頂(20)之間，分五排，每排四個，定位在兩塊厚度均為10毫米的下端鋼板(28)和上端鋼板(25)之間。下端鋼板(28)固定在上橫梁(10)的筋板(11)上，上端鋼板(25)固定有油壓千斤頂(20)和測力齒條帶動杆(13)，加載時，測力彈簧組(27)受到油壓千斤頂(20)的壓力而與載荷成正比縮短(滿載時縮短量為55.5至57.0毫米)，由測力齒條帶動杆(13)和連杆(6)同時帶動載荷顯示，自動繪圖裝置(12)工作。為防止偶然超載而對彈簧的破壞，在上端鋼板(25)和下端鋼板(28)對稱裝有兩對圓柱截面限載墊(26)。兩個緩衝器(15)對稱裝在油壓千斤頂(20)的兩側，主要由油缸(22)、活塞(23)，單向閥(24)、提閥杆(17)、油箱(21)，緩衝器橫梁(18)和緩衝器拉杆(16)組成。油箱(21)固定在上端鋼板(25)上，裡面裝滿機油。油缸(22)固定在油箱(21)內。活塞(23)杆的上端固定在緩衝器橫梁(18)上。緩衝器拉杆(16)穿過上端鋼板(25)，上端固定在緩衝器橫梁(18)上，下端固定在下端鋼板(28)上。單向閥(24)側面制有一寬、深各0.2～0.3毫米的三角形截面缺口，當上端鋼板(25)隨加載下降時，帶動油箱(21)、油缸(22)同時下降，使活塞(23)拔起，單向閥(24)打開，油缸(22)進油。當試件斷時，油壓千斤頂(20)加給測力彈簧組(27)的壓力即刻撤去，測力彈簧組(27)即刻回彈，帶動油箱(21)、油缸(22)同時上升，活塞(23)相對壓下，單向閥(24)關閉，油缸(22)中的機油從單向閥(24)的缺口中緩慢擠出。緩衝時間不少於4秒。為把材料在屈服階段的鋸齒型曲線畫出，在屈服階段結束之前要把緩衝器提閥杆(17)提起，掛在固定在油箱(21)的架杆上，以便在載荷小量回降而帶動活塞(23)回壓時，使單向閥(24)仍處於開的狀態，而不致對活塞(23)產生阻力，當屈服階段結束，要馬上放下提閥杆(17)，否則緩衝器將失效。
權利要求1.一種材料試驗機，特別是用於材料力學實驗的教學設備，它包括上橫梁(10)、下橫梁(1)、立柱(2)、工作檯(5)、頂梁(19)、拉杆(14)、夾頭(3)、壓座(7)、壓頭(9)上端鋼板(25)、下端鋼板(28)、載荷顯示、自動繪圖裝置(12)，其特徵在於，在上橫梁(10)與頂梁(19)之間，兩拉杆(14)內側裝有油壓千斤頂(20)、測力彈簧組(27)和緩衝器(15)。
2.根據權利要求1所述的材料試驗機，其特徵在於，測力彈簧組(27)是由性能、規格相同的數個彈簧並列組成，各彈簧的上下端分別固定在上端鋼板(25)與下端鋼板(28)上，下端鋼板(28)按中心水平地固定在上橫梁(10)的筋板(11)上。
3.根據權利要求1所述的材料試驗機，其特徵在於，油壓千斤頂(20)安裝在上橫梁(10)與頂梁(19)之間，兩拉杆(14)中間，其下底水平地固定在上端鋼板(25)上面，其油壓千斤頂調整螺杆上端固定在頂梁(19)上。
4.根據權利要求1所述的材料試驗機，其特徵在於，緩衝器含由油箱(21)、油缸(22)、活塞(23)、單向閥(24)、提閥杆(17)、緩衝器拉杆(16)、緩衝器橫梁(18)構成，緩衝器對稱地固定裝在油壓千斤頂(20)兩側的上端鋼板(25)上。
專利摘要本實用新型是為材料力學教學實驗提供的一種材料試驗機，該機用油壓千斤頂加載，用壓縮彈簧並列組成的測力彈簧組測力，用油壓緩衝器緩衝試件斷裂時測力彈簧組產生的彈力。該機結構簡單、重量輕、體積小、造價低廉、使用方便，最大拉壓力為40KN，可拉斷直徑為10毫米的低碳鋼試棒和壓裂截面直徑為8毫米的灰口鑄鐵試件。載荷顯示誤差小於3％。在最大加載和實驗精度方面都能達到教學實驗要求。
文檔編號G09B23/10GK2041842SQ88221220
公開日1989年7月26日 申請日期1988年12月15日 優先權日1988年12月15日
發明者姚致國 申請人:姚致國