[实用新型]一种高分子材料拉伸试验机

说明书

技术领域

本实用新型属于材料试验机技术领域，特别是涉及一种高分子材料拉伸试验机。

背景技术

在现代材料领域中，以高分子化合物为基础的高分子材料，广泛应用于医学研究、材料选用、基础建设、航空航天等领域。高分子材料主要由相对分子质量较高的化合物构成，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料等，它具有独特的分子结构和性能，易改性，易加工，具有其它材料无可比拟的优异功能，成为现代工业以及社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。在当今材料工业越来越热门的形势下，研究针对高分子材料性能测试的材料试验机具有重要的意义。

瑞典SP测量技术研究所J.P. Hessling研究员在《机械系统与信号处理（Mechanical Systems and Signal Processing）》杂志2008（22）：451-466发表的“单轴材料试验机的动态校准（Dynamic calibration of uni-axial material testing machines）”一文中提出了采用双立柱设计结构的试验机，即由两个立柱同时向试验机提供驱动力，以保证有足够的驱动动能，但它存在以下主要不足：一是采用了较复杂的双立柱设计结构，其工艺复杂，加工费用高；二是两个立柱需要同时提供驱动力，很难保证试验过程的同步性，导致试件的测量精度较低；三是占地面积大，需要较大的设备安装空间；四是双立柱设计结构导致装夹试件仅能从两个侧面进入试验区域，增加了装夹试件的难度。

中国专利申请97100487.0公开了一种“材料试验机”，该材料试验机主要由一对垂直设立的箱形立柱组成，其中：一对位于立柱中的螺杆,另一对位于立柱之间并与螺杆配合的横架以及两夹头组成，当螺杆转动时,横架运动,对由夹头卡持的测试件可施以拉伸载荷等，它虽然具有足够的驱动力，但还存在以下不足：一是双立柱结构精度不高，直接影响到试件的测量精度；二是双立柱结构占地面积大，结构复杂，设备制造成本高；三是双立柱结构的可操作空间小，增加了装夹试件的难度。

如何克服现有技术的不足已成为当今材料试验机技术领域中亟待解决的重点难题之一。

发明内容

本实用新型的目的是为克服现有技术的不足而提供一种高分子材料拉伸试验机，本实用新型具有高精度和高可靠性的显著优点，且大大地缩小了本实用新型设备的体积和降低了制造成本。

根据本实用新型提出的一种高分子材料拉伸试验机,它包括底板、底座、驱动器、立柱、横梁、轴承座、滚珠丝杠、力传固定件、压力传感器、夹具、试件、夹具套和拖线板，所述的滚珠丝杠的顶端通过轴承座固定在立柱的顶盖上，压力传感器一端用力传固定件固定在横梁上，另一端与夹具螺纹连接；其特征在于还包括光轴杆、光滑法兰盘、光轴支架、螺纹法兰盘、张紧槽凸台、联轴器、稳压器和带编码器的步进电机，所述的立柱为单体箱型立柱，垂直设置在底座上；驱动器为细分驱动器；光轴杆、可旋转的滚珠丝杠以及可随滚珠丝杠转动而上下移动的横梁设置于立柱内，横梁设有两个贯穿上下表面的圆孔，该圆孔周围均匀分布螺孔，横梁可通过上下移动对夹具的装夹试件施加拉压载荷，光轴杆法兰盘和螺纹法兰盘套入横梁的圆孔中并用螺丝紧固；螺纹法兰盘与滚珠丝杠螺纹连接，并用螺丝固定在横梁上；稳压器电源线与带编码器的步进电机连接，带编码器的步进电机轴通过联轴器与滚珠丝杠底端连接；横梁尾端通过孔中套入光滑法兰盘与光轴杆连接，光轴杆与光轴支架套接，光轴支架固定在立柱侧面；张紧槽凸台垂直固定在底座上，滚珠丝杠的下端套入张紧槽凸台的光滑圆孔中。本实用新型进一步的优选方案在于：横梁与压力传感器固定段垂直于立柱，并伸出立柱之外；细分驱动器封装并固定在底座的内部。

本实用新型的工作原理是：本实用新型主要由带编码器的步进电机、联轴器、丝杠螺母以及横梁夹具等组成运动模块，当带编码器的步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠转动，由丝杠螺母传动驱动横梁作直线运动，并利用夹具实现对装夹试件的拉伸或压缩，其中带编码器的步进电机采用直联的方式，省略了减速箱部分，这样在保证输出力矩和步距精度的前提下，减小了齿隙、空回所带来的影响。丝杠螺母传动选用滚珠丝杠螺母副，这样可提高传动效率，减小因摩擦造成的位置精度的误差。