動態監測彎曲角度的支輥式試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種材料彎曲試驗試驗裝置，具體涉及一種可動態監測試樣彎曲角度的支輥式彎曲試驗裝置。
【背景技術】
[0002]彎曲試驗是以圓形、方形、矩形或多邊形橫截面試樣在彎曲裝置上經受彎曲塑性變形，不改變加力方向，直至達到規定彎曲角度的一種監測材料彎曲塑性的試驗。彎曲試驗時，試樣兩臂的軸線保持在垂直于彎曲軸的平面內。若為彎曲180°角的試驗，按要求將試樣彎曲至兩臂相距規定距離且相互平行或兩臂直接接觸。彎曲試驗主要用來檢驗材料在經受彎曲負荷作用時的力學性能，生產應用中常用彎曲試驗來評定材料承受彎曲塑性變形的能力，是質量控制和應用設計的重要參考指標。目前，材料試驗機上使用的彎曲裝置大多數為配有兩個支輥和一個彎曲壓頭的支輥式彎曲裝置，此類試驗夾具通常分為基座和彎曲壓頭中心軸兩部分，分別與試驗機的試驗臺和橫梁通過銷釘連接。該方法的特點是:試樣放置于水平等高、兩規定間距的支輥上，支輥長度大于試樣寬度或直徑;支輥間距為2.5倍試樣厚度或直徑與彎曲彎曲壓頭中心軸直徑之和，彎曲彎曲壓頭中心軸直徑由試樣厚度和相關試樣標準規定，彎曲試驗檢驗的材料指標通常是彎曲強度或彎曲規定角度后試樣彎曲外表面形貌特征。為達到規定彎曲角度，現行的方法通常是使用國家標準推薦的，由支輥間距和需要彎曲的角度通過幾何關系計算出彎曲壓頭中心軸位移量，再轉換為設備提供的橫梁位移量作為彎曲壓頭中心軸位移，間接表征出彎曲試驗角度。由此方法實現試樣規定角度試驗存在的不足是顯而易見的，主要是:
1、試驗彎曲角度誤差大。設備橫梁位移量是設備橫梁位移傳感器針對橫梁位移的監控指標，而彎曲試驗間接表征試驗彎曲角度所需位移量是彎曲彎曲壓頭中心軸與試樣表面接觸點實際位移量，位移傳感器所測數據難以精確表征；隨著試驗的進行，試樣逐漸發生彎曲，會對彎曲裝置兩支輥施加向外張力，有時會使支輥發生輕微的滑移，最后導致試樣實際彎曲角度變小，難以達到預期試驗考核目的；
2、回彈難以控制。不同性質的材料其抗彎曲變形以及回彈的能力不同，在試驗完成后，均會發生不同程度的回彈，使得最終彎曲角度和理論計算角度不一致；
3、反復施加試驗力。實際試驗過程中，因各方面的因素影響，往往無法一次完成試驗，需要反復施加試驗力，同時還需要根據測量的上一次殘余彎曲角度進行試驗位移調整，整個試驗過程較長；
4、試樣厚度影響無法控制。彎曲試驗過程中，試樣的彎曲部分在外力的作用下不僅會發生彎曲變形，在厚度方向上也會發生變形，即厚度變薄。不同材料或厚度的變化無法在試驗前進行精確的計算，這也將導致試樣的角度變化無法精確控制。
【發明內容】
[0003]為解決現有支輥式彎曲試驗夾具的不足，本發明提供一種動態測量精度高，結構簡單、操作便捷，可以在試驗過程中動態、實時監測試樣實際彎曲角度，精確控制試樣試驗過程的支輥式彎曲試驗裝置。
[0004]實現本發明解決其技術問題的技術方案是:一種動態監測彎曲角度的支輥式試驗裝置，包括現有技術采用結構形式的支輥式彎曲試驗裝置本體，其特征在于，在所述支輥式彎曲試驗裝置本體基座2后側的縱向面上，固聯有動態監測彎曲試驗件彎曲角度的角度測量監測裝置，所述角度測量監測裝置包括U型支架12、指針組件、導桿18、導桿座21和導套22，其中，角度刻度板10通過背板上固定的兩平行導桿18固聯在所述基座2的后側平面上，指針組件通過角度刻度板10刻線中心，活動連接在支輥式彎曲試驗裝置本體彎曲壓頭8的后端尾部，通過卡環11連接在所述角度刻度板10背板的U型支架12上，指針桿13通過其上垂直固聯的指針延伸桿14連接滾輪17組成指針組件，滾輪17與試樣7表面相接觸，試驗時，使指針指示角度與試樣7的彎曲角度始終保持一致，當試樣7在所述彎曲壓頭8試驗力的作用下發生彎曲時帶動滾輪17旋轉，滾輪17將旋轉動作傳遞給指針桿13，通過針尖15將試樣7的彎曲角度指示在角度刻度板10上。試驗操作人員只需要將角度讀數讀出即能反應出試樣7此時的彎曲角度。
[0005]本發明相比于現有技術具有如下有益效果:
1.動態測量精度高。本發明角在傳統的支輥式彎曲夾具的基礎上增加保證角度測量指針與試樣同步移動的角度測量裝置，實現試驗過程中的動態實時監測功能。采用度刻度板10通過背板上固定的兩平行導桿18固聯在所述基座2的后側平面上，指針組件通過角度刻度板10刻線中心，活動連接在支輥式彎曲試驗裝置本體彎曲壓頭8的后端尾部，通過卡環11連接在所述角度刻度板10背板的U型支架12上，指針桿13通過其上垂直固聯的指針延伸桿14連接滾輪17組成指針組件，實現了彎曲試驗過程中試樣實際彎曲角度的動態、精確、實時的監測和測量。
[0006]本發明在角度刻度板與試樣表面調平之后，通過試樣表面位置的變化帶動指針的實時變化來指示試樣的實際彎曲角度，實現了試樣彎曲角度的動態、精確和實時監測。解決了現有技術由于受結構的限制，達不到180°角彎曲試驗的要求，沒有角度指示功能，也不能消除因制造帶來的兩彎曲支點的不等高問題。
[0007]2.結構簡單、操作便捷。本發明采用滾輪17與試樣7表面相接觸，試驗時，使指針指示角度與試樣7的彎曲角度始終保持一致，當試樣7在所述彎曲壓頭8試驗力的作用下發生彎曲時帶動滾輪17旋轉，滾輪17將旋轉動作傳遞給指針桿13，通過針尖15將試樣7的彎曲角度指示在角度刻度板10上。通過指針和滾輪接觸彎曲試樣上表面，再調整刻度盤高度至指針初始位置為零位。試驗過程中，試樣將帶動指針進行旋轉，實現彎曲角度的動態測量，整個裝置結構簡單。彎曲過程中無需人為干預和操作，彎曲角度直接可以在角度刻度板上讀出，操作便捷。可以在試驗過程中動態、實時監測試樣實際彎曲角度，精確控制試樣試驗過程。
【附圖說明】
[0008]下面結合附圖對本發明進一步說明。
[0009]圖1是本發明動態監測彎曲角度支輥式彎曲試驗裝置結構示意圖。
[0010]圖2是圖1的后視圖。[0011 ]圖中:I下連接桿，2基座，3彎曲壓頭中心軸，4支座，5固定塊，6支撐軸，7試樣，8彎曲壓頭，9上連接桿，10角度刻度板，11卡環，12U型支架，13指針桿，14指針延伸桿，15針尖，16支撐凸臺，17滾輪，18導桿，19固定螺栓，20螺母，21導桿座，22導套。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本發明所公開的動態監測彎曲角度的支輥式試驗裝置由彎曲裝置部分和角度測量裝置部分組成。支輥式彎曲試驗裝置完成試樣在彎曲試驗時所需要的支撐和試驗力的施加。支輥式彎曲裝置主要包括下連接桿1、基座2、彎曲壓頭中心軸3、支座4、固定塊5、支撐軸6、彎曲壓頭8和上連接桿9，其中，固聯在基座2底部平面上的下連接桿I和固聯在彎曲壓頭8上部平面上的連接桿9都是帶有一個銷釘孔的光滑表面圓棒，其主要作用是通過銷釘實現與試驗機的試驗臺和橫梁連接，實現試驗機的力值和位移能夠剛性的傳遞給彎曲試驗裝置和試樣。基座2為梯形體，具有滿足試驗所需求的剛性。基座2的縱向面為具有滿足試驗所需求的剛性的梯形體，在縱向方向上制有倒T形槽，倒T形上表面開口槽為梯形開口槽，在縱向上平面與側平面的相交平面上，刻制有觀察其上滑動連接支座4移動距離的刻線標尺，主要作用是作為支座4支輥間距調整的度量標尺。支座4分為兩個結構相同，左右對稱，沿基座2剛體縱向軸線倒T形槽滑動固定的支撐體。支座4的底面制有沿基座2縱向倒T梯形開口槽滑動的梯形凸臺滑塊，凸臺滑塊的大小與基座2的縱向倒T形槽的梯形槽開口基本一致，以保證支座4能夠在基座2梯形開口槽中滑動，避免支座沿梯形開口槽垂直方向的滑動。在支座4的向下交接底部的延伸平面上，制有螺栓緊固孔，螺栓19通過該螺栓緊固孔將支座4固定在基座2梯形槽中，并用螺母20背緊，實現支座4的固定。
[0013]兩臂相互平行的兩支輥支座4，向上延伸的內側頂部制有一個用于放置支撐軸6的半圓形槽，支撐軸6通過所述半圓形槽，由兩端連接的固定塊5固定，試樣7在彎曲時被放置在該支撐軸6上，并保證試樣與支撐軸6的軸線垂直。支輥式彎曲裝置部分的彎曲壓頭8為具有足夠剛性的T型結構體，在彎曲壓頭8的T型上端平面制有上連接桿9，下方T型部末端制有連接彎曲壓頭中心軸3的半圓形槽，彎曲壓頭中心軸3通過該彎曲壓頭中心軸3由與上述形狀相同的固定塊5剛性固定。彎曲壓頭中心軸3的規格可調，根據相關材料標準或工業規程要求選取合適的彎曲壓頭中心軸3規格。