[其他]金屬扭轉試驗機用的扭角測定裝置

無效

• 申請號: 86208017
• 申請日: 1986-10-14
• 公開（公告）號: CN86208017U
• 公開（公告）日: 1987-07-08
• 發明（設計）人: 周瑞君;鄒林瑛;宋旻秋;謝爭光
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: G01N3/22
• 分類號: G01N3/22;G01N3/00
• 代理公司: 北京市第三專利代理事務所
• 代理人: 張永亮,陸菊華

本實用新型涉及金屬扭轉機械性能的測量裝置。

對于承受剪切扭轉載荷的各種機械零件，測量其所用金屬材料的剪切扭轉機械性能是致關重要和有實際意義的。這就需要在金屬扭轉試驗機上測出試樣的扭矩和與之對應的扭轉角，得到扭矩M－扭轉角φ的曲線由此，可以較精確獲得試樣材料的剪切扭轉機械性能，如剪切彈性模數G、扭轉比例極限τ0.015，扭轉屈服強度τ0.3及抗扭強度τb等。為此目的，當前所使用的金屬棒材扭轉試驗機中，包括測扭矩裝置和測扭轉角的裝置，以便得出所需M－φ曲線。測量試樣扭轉角的扭角測量裝置主要有兩種型式：（1）電測扭角儀，將試樣扭轉角轉變成電信號測量出來。蘇聯專利（專利號951106）介紹的扭轉試驗裝置采用了這類扭角儀。該裝置有前、后夾頭，試樣放在兩個夾頭之間，前夾頭由蝸輪傳動，后夾頭安裝在有撥桿的滑動小車上，撥桿撥動貼有應變片的可以彎曲的零件，應變片產生的信號經放大就得出試樣在一定扭矩下的扭角值。這種裝置上的扭角儀所測出的扭角不僅僅是試樣標定長度的扭角，也包含了前、后夾頭，前、后軸和滑動小車等的扭轉變形，對試樣扭角的測量精度有較大的不良影響。英國專利（專利號1231851）所提供的扭轉試驗裝置是由施加扭矩裝置，扭矩測量裝置，扭角測量裝置和與扭矩測量裝置及扭角測量裝置相連接的記錄裝置組成。試樣的前夾頭與施加扭矩裝置的軸相連，后夾頭與一鋼棒連接，鋼棒的末端與底座剛性固定連接，鋼棒表面上貼有測量試樣承受扭矩的應變片，在施加的扭矩下，剛性很大的鋼棒表面上只產生彈性扭矩，而試樣的扭角則是通過試樣本身測量的，這種裝置所采用的扭角儀同樣也不能測定出所限定的試樣標定長度上的扭角，所以對測量精度也有不良影響，但能自動測量出試樣的M－φ關系曲線。（2）鏡式扭角儀，將試樣裝在扭轉試驗機前、后夾頭之間，在試樣標定長度的兩端各安裝一個帶鏡子的卡環，在鏡子前方一定位置上各安放一個有刻度的弧形尺，鏡上的標定線對準各自弧形尺的刻度，試樣扭轉變形時鏡子隨試樣轉動，即可由鏡中讀出扭轉角度。這種扭角儀所測量的是試樣標定長度上的扭角，不包含其它零件的扭轉變形，因此測量精度較高，但有以下缺點：第一，操作比較復雜，測試前調整及測試時所用時間長；第二，不能自動連續記錄試樣的M－φ曲線，只能用接近法逐漸接近所要測量的數值，如比例極限、強度極限等；第三，測量數值的再現性差。

本實用新型的主要目的是設計一種金屬扭轉試驗機所使用的扭角測定裝置，與電測扭矩裝置配合使用，能以較高測量精度直接測得扭轉的M－φ曲線。

本實用新型的另一目的是要簡化扭角測定裝置的結構，和使扭角測定裝置便于操作使用。

本實用新型所說的扭角測定裝置其特點是采用機械傳動式結構測量試樣標定長度兩端的扭角，將試樣的扭角值轉換成直線位移量。扭角測定裝置主要由轉動機構、直線運動機構和底座組成，由轉動機構傳動直線運動機構，所說的轉動機構是在試樣標定長度的兩端各安裝一個轉動件，形成兩個各自單獨傳動互不干擾的轉動系統，每一轉動系統都各自傳動一個直線運動機構。這種類型的傳動機構是多樣的，可以用齒輪齒條傳動機構，在試樣標定長度兩端的轉動件為齒輪；可以采用摩擦傳動，在試樣標定長度兩端的轉動件為摩擦輪，帶動作直線運動的零件；也可以用其它傳動形式，如在試樣標定長度兩端安裝偏心輪，用來推動與偏心輪接觸的做直線運動的零件。上述各類機構中的兩個做直線運動零件之間在恰當位置保持一個空間，用以安裝測量直線位移變化的引伸計插件。這種扭角測定裝置可以安裝在一般的臥式扭轉試驗機上，與安裝在試驗機上的電測扭矩裝置配合使用，兩者分別產生的扭角值和扭矩值均經應變儀轉變成電信號再經放大器放大，由記錄儀繪出M－φ曲線。

為了提高扭角測定裝置的傳動穩定性和易于得到較高的傳動精度，采用了齒輪齒條傳動，在試樣標定長度兩端各安裝一個齒輪，該齒輪可直接和齒條嚙合，也可以通過與其嚙合的齒輪系與齒條嚙合，齒條沿導向零件滑動。

兩個齒條間的直線位移量差值反應了試樣標定長度兩端扭角差值，對某些材料，直線位移量差值過大或過小，都不適合直接使用夾式引伸計將信號輸入放大器，為此，試樣標定長度兩端的齒輪可分別與其他齒輪形成一定傳動比的齒輪傳動，以適應夾式引伸計插頭的伸縮，這樣可以擴大扭角儀的使用范圍。安裝在試樣標定長度的兩端的開口孔齒輪（1，2）分別單獨傳動位于軸（3）上的齒輪（4，5），齒輪（4）與（6）為一體，齒輪（5）與（7）為一體，齒輪（6）與齒條（8）嚙合，齒輪（7）與齒條（9）嚙合。