專利名稱：膠粘劑抗扭轉剪切性能評價試驗機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測膠粘劑抗扭轉剪切性能的試驗機，特別是一種能在線檢測扭矩、溫度和加載次數的膠粘劑抗扭轉剪切性能試驗機。
背景技術：
在膠粘劑作為粘結劑或涂層使用時，所用膠粘劑在受到循環交變剪切載荷作用過程中，試樣常由于剪切疲勞或扭矩過載造成膠粘劑與基體之間剝落，產生界面脫粘失效。因此，測定膠粘劑的抗扭轉剪切疲勞性能和抗扭轉剪切極限靜載荷性能非常必要。目前國內外對膠粘劑抗剪切性能的測量有各種通用和專用材料試驗機，可達到精確測量。但是，這些通用或專用試驗機大多限于測試膠粘劑的剝離強度或最大抗剪切強度， 屬于極限靜載荷檢測，不能檢測膠粘劑抗剪切疲勞性能；部分試驗機只能用于研究膠粘劑抗橫向剪切性能，而不能直接研究膠粘劑抗扭轉剪切的性能；目前的試驗機中，很少能實時記錄試驗過程的加載力、扭矩及溫度。在不同的溫度下(常溫和高溫)，膠粘劑及金屬基體的抗扭轉剪切性能(包括抗扭轉剪切疲勞性能和抗扭轉剪切極限靜載荷性能)的測試尚未完全解決。《密封膠與被粘基材粘接試樣界面抗剪強度的測試方法》(中國專利 20091002114. 3)公開的是一種專用于測試膠粘劑粘結平面時界面最大抗剪切強度的試驗機。《用于測試膠粘劑抗拉伸剪切性能的電磁驅動疲勞試驗機》(中國專利2007201696 . 0) 公開的是一種專用于測試在兩平面之間膠粘劑涂層的抗拉伸疲勞的試驗機。《測試粘結材料剪切性能的方法及其試驗裝置》(中國專利200610018601.0)公開的是一種專用于模擬的試樣受主應力和側應力的同時，測試膠粘劑粘結平面時界面最大抗剪切強度以及疲勞剪切強度的試驗機。《疊環式剪切儀及其對復合襯墊材料系統測試的方法》(中國專利 200910031760. 8)公開的是一種用于測試衛生填埋場復合襯墊材中，在施加不同的垂直載荷時，試樣中最薄弱滑動面在不同的土工材料接觸面之間的轉移。《雙臂式抗剪切強度測試儀》(中國專利200510017598. 6)公開的是一種通過雙臂承受彎壓載荷，使得夾緊纖維布受力保持不變，通過平面剪切來實現對纖維布的剪切強度進行測試。上述試驗機均不能實現測試膠粘劑抗扭轉剪切性能。本發明可實現在常溫或者高溫下，檢測膠粘劑與基體之間抗扭轉剪切性能，包括抗扭轉剪切疲勞性能和抗扭轉剪切極限靜載荷性能。
發明內容
本發明目的在于提供一種用于測試膠粘劑的抗扭轉剪切性能的試驗機，該試驗機克服了其他試驗機尚未實現的在不同溫度下檢測膠粘劑抗扭轉剪切的性能，分別可對膠粘劑在脈動循環載荷或對稱循環載荷作用下抗扭轉剪切疲勞破壞，在靜載荷作用下抗扭轉剪切過載破壞兩項指標進行檢測。試驗系統中利用圓錐銷和帶有錐度的內套筒對粘著界面施加壓力；加載裝置帶動鉗口桿件實現往復加載，從而對內外套筒之間的粘接面實施扭轉剪切。當膠粘劑發生扭轉剪切破壞失效，內外套筒發生相對轉動。此時連接在內套筒上的可調接觸裝置碰觸行程開關，加載裝置停止工作。試驗過程中，數據采集卡將壓力傳感器檢測到的圓錐銷承載壓力，光電傳感器檢測到的加載次數，溫度傳感器檢測到的溫度信號，載荷傳感器檢測到的轉動扭矩等信號輸入工控機記錄下來。本發明解決其技術問題采用的技術方案為粘結在一起的內外套筒通過外套筒固定在底座上，內外套筒通過膠粘劑實現連接。試驗系統置于高溫爐中，試驗前可設定環境溫度。扭轉剪切疲勞試驗時，通過可實現往復加載的加載系統帶動鉗口桿件對內套筒施加往復的扭矩。扭轉剪切過載試驗時，通過加載系統帶動鉗口桿件對內套筒施加單向遞增的扭矩。當內外套筒之間產生相對運動時，可調接觸裝置碰觸行程開關使加載系統停止工作，試驗終止。試驗過程中實時記錄載荷、加載次數(疲勞試驗)、溫度和扭矩等數據。其次，通過調整加力板使圓錐銷對內套筒施加壓力，進而使內外套筒粘接界面之間產生壓力，實現對膠粘劑在承受不同壓力時進行抗扭轉剪切性能測試。該試驗機可對膠粘劑在不同溫度下扭轉剪切應力作用下的疲勞性能進行試驗測試，同時，也可應用該試驗機進行不同溫度下膠粘劑扭轉剪切應力作用下的靜極限載荷進行試驗測試。本發明的優點在于，在不同溫度下對膠粘劑的抗扭轉剪切性能進行檢測，實時記錄所需的數據。該試驗機結構簡單、操作方便，可以用于檢測膠粘劑與金屬或非金屬等材料的粘結性能。
圖1為檢測膠粘劑抗扭轉剪切性能試驗機示意圖；圖2為檢測膠粘劑抗扭轉剪切性能試驗機加載裝置的示意1、2中，行程開關(1)、可調接觸裝置(2)、加力板(3) (9)、推力軸承(4)、帶錐度的內套筒(5)、圓錐銷(6)、外套筒(7)、螺釘(8)、壓力傳感器(10)、加熱爐(11)、溫度傳感器(12)、調整螺栓(13)、調整螺母(14)、底座(15)、工控機(16)、鉗口桿件(17)、靜態扭矩傳感器(18)、液壓缸(19)、光電傳感器(20)、液壓站(21)、溫度控制箱(22)、數據采集卡 (23)。
具體實施例方式方案一如圖2所示，加載裝置由液壓系統組成，通過液壓站驅動液壓缸19 帶動鉗口桿件17往復加載，從而對內套筒5施加循環往復的扭矩。同時內套筒5在圓錐銷6的作用下對外套筒7施加壓力，壓力的大小通過調整螺栓13控制壓力板3，9進行實現。 當內外套筒界面間的膠粘劑出現剪切失效時，內套筒5與外套筒7發生相對轉動，此時通過連接在內套筒5上的可調節接觸裝置2碰觸行程開關1，加載裝置停止工作。在試驗過程中，壓力傳感器10檢測到的器圓錐銷6承載壓力，光電傳感器20檢測到的加載次數，溫度傳感器12檢測到的溫度、靜態扭矩傳感器18檢測到的扭矩等信號通過數據采集卡23輸入工控機16存儲下來。方案二 如圖2所示，加載裝置由液壓系統組成，通過液壓站21驅動液壓缸19帶動鉗口桿件17單向加載，從而對內套筒5施加單向遞增扭矩。同時內套筒5在圓錐銷6的作用下對外套筒7施加壓力，壓力的大小通過調整螺栓13控制壓力板3，9進行實現。當內外套筒界面間的膠粘劑出現剪切失效時，內套筒5與外套筒7發生相對轉動，此時通過連接在內套筒5上的可調節接觸裝置2碰觸行程開關1，加載裝置停止工作。在試驗過程中，壓力傳感器10檢測到的器圓錐銷6承載壓力，溫度傳感器12檢測到的溫度、靜態扭矩傳感器 18檢測到的扭矩等信號通過數據采集卡23輸入工控機16存儲下來。
權利要求
1.本發明是一種用于檢測膠粘劑抗扭轉剪切性能的試驗機，該試驗機由試驗系統、加載系統、溫控系統、檢測系統組成。
2.根據權利要求1所述的檢測膠粘劑抗扭轉剪切性能的試驗機，其特征在于試驗系統包括可調接觸裝置O)、推力軸承G)、帶錐度的內套筒(5)、圓錐銷(6)、外套筒(7)、螺釘 (8)、加力板(3) (9)、調整螺栓(13)、調整螺母(14)、底座(15)、鉗口桿件(17)，加載系統包括液壓站和液壓缸(19)，溫控系統包括加熱爐(11)和溫度控制箱(22)，檢測系統包括工控機(16)、數據采集卡、行程開關(1)、壓力傳感器(10)、溫度傳感器(1 、靜態扭矩傳感器(18)、光電傳感器00)。
3.根據權利要求1所述的檢測膠粘劑抗扭轉剪切性能的試驗機，其特征在于加載裝置通過鉗口桿件(17)對內套筒(5)施加循環往復的扭矩；當內外套筒界面間的膠粘劑出現剪切失效時，內套筒( 與外套筒(7)發生相對轉動，此時通過連接在內套筒( 上的可調節接觸裝置( 碰觸行程開關(1)，加載裝置停止工作，在試驗過程中，壓力傳感器(10)檢測到的圓錐銷(6)承載壓力，光電傳感器OO)檢測到的加載次數，溫度傳感器(12)檢測到的溫度、靜態扭矩傳感器(18)檢測到的扭矩等信號通過數據采集卡輸入工控機(16)存儲下來。
全文摘要
本發明是一種用于檢測膠粘劑抗扭轉剪切性能的試驗機，該試驗機由試驗系統、加載系統、溫控系統、檢測系統組成。試驗系統包括可調接觸裝置、推力軸承、帶錐度的內套筒、圓錐銷、螺釘、外套筒、加力板、調整螺栓、調整螺母、底座、鉗口桿件。加載系統包括液壓站和液壓缸。溫控系統包括加熱爐和溫度控制箱。檢測系統包括工控機、數據采集卡、行程開關、壓力傳感器、溫度傳感器、靜態扭矩傳感器、光電傳感器。本發明能在室溫或高溫下進行膠粘劑抗扭轉剪切疲勞試驗，也能在室溫或高溫下進行膠粘劑抗扭轉剪切極限靜載荷測試試驗。同時在試驗過程中實時監測和記錄壓力、溫度、扭矩、加載次數。
文檔編號G01N19/04GK102175601SQ20101061679
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者楊育林, 范兵利, 齊效文 申請人:燕山大學