專利名稱：具有伸縮式螺紋柱的材料試驗機的制作方法
技術領域：
本發明涉及由螺紋柱的轉動來驅動十字頭而對試樣進行加載的材料試驗機。
圖4為這種材料試驗機的正視圖，圖5為該試驗機左半部分結構的局部視圖，其中省略了右半部分，因為左右兩半部分是完全對稱的結構。
在底面上左右豎立一對立柱1(圖5)，這對立柱的下部支撐著工作臺(底臺)2的兩端，同時上部安裝有橫框3。在工作臺2上一對螺紋柱4分別豎立在左右兩側，這兩個螺紋柱4與裝在十字頭5兩端的一對螺母(未示出)構成螺紋嚙合，這樣就把十字頭5支撐在螺紋柱4上。每個螺紋柱的下端與裝在工作臺下部的減速器6相連接，減速器6通過轉軸7與電動機(未示出)相連接。
在工作臺2的上面和十字頭5的下面安裝一對相對的夾具(未示出)，試樣的兩端固定在這兩個夾具上之后，使上述電動機以所定方向轉動，就可以把電動機的轉動經過轉軸7和減速器6傳遞給螺紋柱4使其旋轉，從而使同螺紋柱4構成螺紋嚙合的十字頭上升。由此使固定在十字頭5上的夾具也跟著上升，從而將拉伸負荷加在試樣上。此外，圖中的8是立柱1和螺紋柱4的保護罩。
可是，一般來說，上述的螺紋柱越長，設備的造價越高。在對長的試樣進行試驗時，必需根據試樣的長度來延長十字頭5和工作臺2之間的距離，而已有技術的方法是采用換上更長的螺紋柱4來解決這一問題的可是在遇到例如在受拉伸載荷的試樣的長度可能很長而其伸長量卻很小的情況下，為了解決試驗時十字頭行程不夠的問題，雖然可采用長的螺紋柱，但其實際使用的部分也只是上部很窄的范圍，因此使用成本高的長尺寸的螺紋柱是不經濟的。
本發明的目的是提供一種具有能對長試樣進行試驗的螺紋柱的材料試驗機，但該試驗機不必使用長的螺紋柱。
一旦結合
圖1所示的實施例來說明本發明，就能基本上理解所述的發明的實施例的主要構成。具有伸縮式螺紋柱的材料試驗機由下列組成一對可旋轉地裝配在工作臺2上并可以隨電動機旋轉的中間桿25;一對按照試驗片的變形量在所定范圍內加工有螺紋的、可相對一對中間桿25進行伸縮并可同該對中間桿一體旋轉的螺紋柱21;使螺紋柱21可在任意伸縮位置保持旋轉的保持裝置22U和22L;能夠靠螺紋柱的旋轉產生位移從而把載荷加在試樣上的十字頭5，該十字頭5兩端在一對螺紋柱21上構成螺紋嚙合，該試樣位于工作臺2和十字頭5之間。
在以上的基本結構中，通過使螺紋柱相對于桿伸縮，根據試樣的長度調節工作臺2和十字頭5之間的距離，由保持裝置22U、22L使螺紋柱21保持在其伸縮位置。于是在長試樣的情況下，在螺紋柱伸長時，上述距離也增加。其后，把試樣安裝在工作臺2和十字頭5之間并利用電動機使中間桿沿所定方向旋轉，螺紋柱21也同時旋轉并驅動十字頭對試樣加載荷。
根據本發明，與十字頭螺紋嚙合的螺紋柱相對中間桿(通過電機的驅動可以旋轉)可以伸縮，且可與中間桿一起旋轉，因為這個螺紋柱可在任意伸縮位置保持轉動，所以沒有必要再使用成本高的長尺寸的螺紋柱，只要調節工作臺和十字頭間的距離即可完成對長試樣的試驗，從而達到降低成本的目的。
圖1是示出了本發明具有伸縮式螺紋柱的材料試驗機的一個實施例主要部件的局部剖視圖。
圖2是本發明支座的平面局部剖視圖。
圖3是轉矩傳遞機構的結構放大剖視圖。
圖4是已有技術中試驗機的正視圖。
圖5是圖4中的試驗機的驅動機構的局部詳細圖。
下面根據圖1-3來說明本發明的實施例;
圖1是本發明具有螺紋柱的材料試驗機的左半部分結構的局部剖視圖，其中和前述的圖5的相同部件用同一代號表示。
在圖1中同內裝在十字頭5內的螺母5a螺紋嚙合的螺紋柱21上，拉伸試驗時的十字頭5的行程，即與試樣的伸長量相對應的長度，加工有螺紋。這個螺紋柱21借助上下軸承支座22U，22L可旋轉地保持在立柱1上。
于是螺紋柱21的上下軸21U，21L經過軸承31分別可旋轉地從支座22U和22L的一端穿過，由于螺母32在螺紋部分21Ua，21La螺紋嚙合，可以使螺紋柱21同軸承的內環相接合。另一方面，支座22U，22L的另外一端加工有如圖2所示的槽22a，立柱1穿過這部分。23是油壓缸，由于使貫通支座22U(22L)的桿23a收縮，而使支座22U，22L鎖緊在立柱1上。另外上下支座22U，22L通過連接件33互相連接在一起，支座21L和升降油缸24的活塞桿24a相連接。
安裝在工作臺2下的減速器6和中間桿25相連，這個中間桿25可旋轉地穿過工作臺2，并伸出到上方。在中間桿25的上端，上述的螺紋柱21下部的軸21L的前端沿軸向可滑動地插入并能通過轉矩傳遞機構40而固定。
這個轉矩傳遞機構如圖3中的放大圖所示，它由下列部件構成同軸21L可滑動地裝配的內環41，嵌合在該內環和中間桿25之間的外環42，用于壓住外環的法蘭43。由于把螺栓44從法蘭上面伸到中間桿25的端面并擰緊，從而使外環42向下壓。
因為內環41的外周面和外環42的內周面成錐形，所以當外環42壓向下方時，借助楔型的作用，外環42被壓到中間桿25的內周面上。內環41被壓到軸21L的外周面上，借助這些手段，可以把中間桿25的旋轉傳遞給軸21L，于是又把旋轉傳遞給螺紋柱21。另外當螺栓44松開時，外環42向下方的擠壓力就降低，因此軸21L可以在中間桿25內沿軸向滑動，根據上述的螺栓44的鎖緊力，可以調節傳遞給螺紋柱的轉矩。
雖然上面就左半部分的結構作了說明，但是右半部分和左半部分是完全對稱的結構。
下面說明上述實施例的操作在對長試樣拉伸試驗時，按照下列步驟調節工作臺2和十字頭5間的距離。
首先把上述的轉矩傳遞機構40的螺栓44擰松，使下部軸21L在中間桿25內能夠滑動，同時使圖2的油壓缸23伸長，支座22U，22L和立柱1也處在滑動狀態，在此狀態下，當使升降油缸24的活塞桿24a伸長時，上下支座22U，22L邊沿立柱1滑動邊上升，因而隨著下段軸21L在中間桿25內滑動的螺紋柱21和十字頭一起上升，于是使螺紋桿21相對中間桿25伸長，其結果是使工作臺2和十字頭5之間的距離增大，當這個距離達到試樣長度的相應尺寸時，就可以使升降缸24停止工作。
接著，在轉矩傳遞機構40的螺栓44鎖緊的同時，軸21L同中間桿25也處在可一體轉動的狀態，又使油壓缸23收回，使上下支座22U，22L固定在立柱1上，使已安裝在工作臺2和十字頭上的上下夾具(未示)夾住試樣的兩端。在這時沿所定方向啟動電機，借助旋轉軸7和減速器6而使中間桿25旋轉，通過軸21L使螺紋桿21一起旋轉。由此十字頭5(于是上部夾具)上升而將拉伸力加在試樣上。
此外，對短試樣進行試驗時，同樣是使軸21L在中間桿25內處在能滑動的狀態，而在支座22U，22L在立柱上處在可能滑動狀態之后，就使升降缸24收縮，以便使工作臺2同十字頭之間的距離縮小到合適的大小。
如果利用上述試驗機，不用長尺寸的螺紋柱就能對長的試樣進行拉伸試驗，特別是在本實施例中借助具有圖3中所示的內環41和外環42的傳遞裝置40就可以使中間桿25的旋轉傳遞給螺紋柱21，因而可以可靠地使螺紋柱1同中間桿25成一體旋轉，例如采用根據電機或者中間桿25的轉數可以精確計算出十字頭的行程值。
在上述實施例的結構中，工作臺2構成底臺，轉承支座22U、22L構成保持裝置。
此外，如果不用上述的轉矩傳遞裝置40，例如可以在軸21L的外圓周面和中間桿25的內圓周面上加工出互相嚙合的花鍵或細齒，這時雖然螺紋桿21可以相對中間桿25伸縮，并且能與中間桿25一起旋轉，但是因為在這種情況下是借助上述的花鍵或細齒的嚙合部分的形狀而使中間桿25的旋轉和螺紋軸21L旋轉不一定一致，所以會使根據電動機或中間桿25的轉數計算出十字頭25的行程的精度降低。
此外，對于上述的試驗機，通過升降油缸24使螺紋軸21和十字頭5升降的操作可以靠人來操作。此外，本發明保持裝置的結構不受上述結構的局限。
權利要求
1.一種具有伸縮式螺紋柱的材料試驗機，其特征是包括一對可旋轉地安裝在底臺上的并依靠電動機可以旋轉的中間桿；一對可同中間桿成一體旋轉的螺紋柱，這對螺紋柱上加工有范圍與試樣長度相應的螺紋，并且可以相對上述的一對中間桿伸縮；使該螺紋柱可以在任意伸縮位置上保持旋轉的保持裝置；一個把載荷加在試樣上的十字頭，該試樣位于工作臺和十字頭之間，該十字頭兩端部同上述一對螺紋柱螺紋嚙合，并借助于螺紋柱的旋轉產生位移。
2.如權利要求1所述的具有伸縮式螺紋柱的材料試驗機，其特征在于，上述的一對螺紋柱的下端部帶有一個沒有加工出螺紋的圓柱狀延長部分，這個延長部分插在位于上述一對中間桿的每個端部上用以承插延長部分的承插孔中，在該延長部分與承插孔之間設計有一個間隙，把根據軸向加壓能產生徑向壓力的開口墊圈裝入在該間隙中，這樣就使上述一對螺紋柱能夠相對于上述一對中間桿伸縮，并且可以同中間桿成一體旋轉。
3.如權利要求1所述的具有伸縮式螺紋柱的材料試驗機，其特征在于上述能使螺紋柱在任意位置上保持旋轉的保持裝置包括支撐上述螺紋柱上部或下部的軸承和具有通向不動立柱的油壓式夾頭機構的上軸承支座和下軸承支座。
全文摘要
一種不用長尺寸螺紋柱而能對長的試樣進行試驗的材料試驗機，包括一對可旋轉地安裝在工作臺2中并可依靠電動機進行旋轉的中間桿25，一對可與中間桿成一體旋轉的螺紋柱21，該螺紋柱上加工有范圍和試樣的變形量相對應的螺紋，并且可相對中間桿進行伸縮，一個使螺紋柱可在任意伸縮位置上保持旋轉的保持裝置22U和22L，一個依靠螺紋柱的旋轉而移動的，從而把負荷加在試樣上的十字頭5，該試樣在工作臺和十字頭之間，該十字頭兩端同一對螺紋柱螺紋嚙合。
文檔編號G01N3/16GK1068655SQ9210250
公開日1993年2月3日 申請日期1992年3月27日 優先權日1991年3月29日
發明者若林登, 布施壽則 申請人:株式會社島津制作所