CN103278403A - 复合芯棒扭转试验机 - Google Patents
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Abstract
本发明的复合芯棒扭转试验机包括工作台、动力系统、前夹持组件、后夹持组件以及张紧机构。测试时，试样芯棒通过前、后夹持组件利用锥度配合来夹紧定位，因而夹紧作用稳定可靠，对芯棒无损伤。整套设备结构紧凑，简洁明了，经济适用，操作方便，为检测复合芯棒抗扭转性能提供了一套简便可靠的测试途径。
Description
技术领域
本发明属于材料试验机技术领域，具体涉及一种复合芯棒扭转试验机，利用一种简单设备对复合芯棒的抗扭转性能进行测试评价。
背景技术
目前，随着电力行业的高速发展，使得新型复合芯电缆的应用迫在眉睫，而复合芯棒的扭曲负载性能已成为评定复合芯电缆优劣的重要指标。而目前市场上的复合芯棒扭转试验机存在一些不如人意的地方：或动力传递靠齿轮、链条，机构笨重复杂；或装夹方式采用卡盘，夹持面积小，夹紧力小了夹不住，会打滑，试样芯棒会旋转或轴向滑移，夹紧力大了会损伤试样芯棒，使试样芯棒在未开始试验前就已经受损，降低了测试的准确性；或受设备结构限制只能测试长度较短的试样，难以满足不同规格产品的测试需求。总之，目前市场上存在的扭转试验机难以满足复合芯棒的大规模扭转试验，因此迫切需要一种结构简单、夹持试样效果又好又可靠、长度能满足多种芯棒规格的试样检测需求、操作方便且成本低的新型扭转试验机。
在本说明书和权利要求书中所提到的“复合芯棒”是指“纤维增强树脂基复合材料芯棒”的简称。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、夹持试样效果又好又可靠、长度能满足多种芯棒规格的试样检测需求、操作方便且成本低的新型复合芯棒扭转测试设备。
本发明的复合芯棒扭转试验机包括工作台1、动力系统、前夹持组件、后夹持组件和张紧机构，动力系统、前夹持组件、后夹持组件和张紧机构都固定在工作台1上，复合芯棒的试样芯棒10夹持在前夹持组件与后夹持组件之间，动力系统带动前夹持组件旋转，张紧机构连接于后夹持组件以使复合芯棒拉直，前夹持组件包括堵头6、前内锥夹套7、弹簧夹芯8和前支架9，前内锥夹套7安装在前支架9上并且前支架9限制前内锥夹套7不能直线运动但可自由转动，后夹持系统包括弹簧夹芯8、后支架12、后内锥夹套13和夹紧套14并且支承在V型块16上，后内锥夹套13安装在后支架12上并且后支架12限制后内锥夹套13不能旋转运动但可前后直线移动，其特征在于，前内锥夹套7和弹簧夹芯8通过锥度配合来夹紧试样芯棒10，堵头6和前内锥夹套7通过螺纹配合来压紧弹簧夹芯8，后内锥夹套13与弹簧夹芯8通过锥度配合来夹紧试样芯棒10，夹紧套14和后内锥夹套13通过螺纹配合来压紧弹簧夹芯8。工作时，将试样芯棒10的前端伸入前内锥夹套7内的弹簧夹芯8中，转动堵头6来压紧弹簧夹芯8，从而使试样芯棒10的前端在弹簧夹芯8中夹紧。类似地，将试样芯棒10的后端伸入后内锥夹套13内的弹簧夹芯8中，转动夹紧套14来压紧弹簧夹芯8，从而使试样芯棒10的后端在弹簧夹芯8中夹紧。由于采用了弹簧夹芯，用锥度配合来夹紧试样芯棒，大大增加了夹持面积，即使增大夹紧力也不会损伤试样芯棒，而且夹紧效果好，夹紧可靠，解决了用卡盘夹紧试样芯棒时的缺陷。
在本发明的复合芯棒扭转试验机中的动力系统可以采用多种形式，但优选本发明的复合芯棒扭转试验机中所采用的动力系统包括减速机2和联接套5，联接套5与减速机2的输出轴通过键3联接，并可沿减速机2的输出轴滑动，联接套5与前夹持组件中的前内锥夹套7通过两根销4联接。其中减速机2是轻质大减速比的小型组合式减速机，在这种减速机中，电机和减速机构做成一体。由于采用这种组合式大减速比的减速机，一步到位，直接输出所需转速，省掉了其它的机械传动机构，整机显得简洁轻巧。
本发明的复合芯棒扭转试验机中的张紧机构也可以采用多种形式，但优选本发明的复合芯棒扭转试验机中所采用的张紧机构包括绳索17、滑轮组件18和砝码19，绳索17的一端通过固定绳索用销15固定在夹紧套14上，另一端穿过滑轮组件18与砝码19联接。这种张紧机构结构简单可靠，便于调节，使用上更为灵活。
为了适应测试不同长度的试样，优选在工作台1上设有若干组用于固定后支架12的定位孔。在不同长度的试样芯棒下，可以将后支架12固定在不同位置在定位孔上。例如根据测试标准，试样复合芯棒的长度与芯棒直径相关，也就是说测试直径5mm及10mm的芯棒时，测试长度相差1倍。
本发明的复合芯棒扭转试验机的各种机械零部件都安装在工作台1上，使得设备整体性增强，同时也可以将用于控制减速机2的正传、反转和停机的按钮安装在工作台1上，以提高设备的操作性。
另外，减速机2、前夹持组件、后夹持组件以及滑轮组件18都通过螺栓11固定在工作台1上。螺栓固定的优点在于，便于拆卸检修，零件更换容易，安装方便成本低，灵活并且强度高而稳定，例如如上文所述在需要根据试样长度调节后支架12的位置时，利用螺栓显然比较方便，安装后也比较稳定。
有益效果：
本发明相比于现有技术而言，由于采用了弹簧夹芯利用锥度配合来夹紧试样芯棒，因而夹持机构独特可靠。并且本发明的动力系统和张紧机构在结构更为简单可靠。
本发明的复合芯棒扭转试验机在后支架处设有几组定位孔，可根据需要将后夹持固定在相应的位置，因而长度方向可调节，拓宽了测试范围。
本发明的复合芯棒扭转试验机符合各项实验要求，具有操作方便，成本低廉，测试准确度高、效率高等特点，为复合芯棒提供了科学的检测手段，为评定复合芯电缆性能的优劣提供了依据。
附图说明
图1是本发明复合芯棒扭转试验机的整体结构示意图。
图2是本发明的复合芯棒扭转试验机的前、后夹持组件的结构示意图。
图中：1－工作台；2－减速机；3－键；4－销；5－联接套；6－堵头；7－前内锥夹套；8－弹簧夹芯；9－前支架；10－试样芯棒；11－螺栓；12－后支架；13－后内锥夹套；14－夹紧套 ；15－固定绳索用销；16－V型块；17－绳索；18－滑轮组件；19－砝码。
具体实施方式
下面将结合附图进一步说明本发明。
参见图1，本发明的复合芯棒扭转试验机的减速机2、前夹持组件、后夹持组件及滑轮组件18与工作台1通过螺栓11联接；减速机2和前夹持组件通过联接套5联接；后夹持组件与砝码19通过滑轮组件18用绳索17联接；试样芯棒10通过前夹持组件和后夹持组件获得夹紧和定位；V型块16支承后夹持组件。
如图2所示，开始做复合芯棒扭转试验前，先确定电源处于断开状态；然后根据直径截取相应长度的芯棒，如前文所述在前前内锥夹套7和后内锥夹套13中的弹簧夹芯8中夹紧；分别放入前支架9和后支架12中并固定好，将V型块16垫在夹紧套14下面作为支承；滑动减速机轴上的联接套5使之与前内锥夹套7相接接触，对准两个销孔后插入联接销4；将张紧用绳索17的一端伸入夹紧套14中并插入固定绳索用销15进行固定，将绳索的另一端从滑轮组件18上通过后与砝码19联接，使试样芯棒10在砝码的重力下拉直。接通减速机2电源，进行加载扭转试验，根据测试标准的要求，选择合适的扭转圈数以及保持时间。停止减速机转动，记录试验现象以及数据，反向转动开关，使减速机反转复位。
上述复合芯棒夹紧组件为自主研发的新型固定夹具，锚固效果极佳，大大增加了测试精度。
另外应了解，虽然本发明是以复合芯棒作为说明，但是本发明的固定夹具还可以用于其它缆索，例如复合芯缆索的扭转测试。
应了解，上述实施例仅为本发明的较优实施例，并非依此限制本发明的保护范围，本发明的保护范围仅受权利要求书限定，因而：凡依本发明的结构、形状、原理所作的等效变化，均涵盖于本发明的保护范围之内。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种复合芯棒扭转试验机，包括工作台（1）、动力系统、前夹持组件、后夹持组件和张紧机构，动力系统、前夹持组件、后夹持组件和张紧机构都固定在工作台（1）上，复合芯棒的试样芯棒（10）夹持在前夹持组件与后夹持组件之间，动力系统带动前夹持组件旋转，张紧机构连接于后夹持组件以使复合芯棒拉直，前夹持组件包括堵头（6）、前内锥夹套（7）、弹簧夹芯（8）和前支架（9），前内锥夹套（7）安装在前支架（9）上并且前支架（9）限制前内锥夹套（7）不能直线运动但可自由转动，后夹持系统包括弹簧夹芯（8）、后支架（12）、后内锥夹套（13）和夹紧套（14）并且支承在V型块（16）上，后内锥夹套（13）安装在后支架（12）上并且后支架（12）限制后内锥夹套（13）不能旋转运动但可前后直线移动，其特征在于，前内锥夹套（7）和弹簧夹芯（8）通过锥度配合来夹紧试样芯棒（10），堵头（6）和前内锥夹套（7）通过螺纹配合来压紧弹簧夹芯（8），后内锥夹套（13）与弹簧夹芯（8）通过锥度配合来夹紧试样芯棒（10），夹紧套（14）和后内锥夹套（13）通过螺纹配合来压紧弹簧夹芯（8）。
2.根据权利要求1所述的复合芯棒扭转试验机，其特征在于，动力系统包括减速机（2）和联接套（5），联接套（5）与减速机（2）的输出轴通过键（3）联接，并可沿减速机（2）的输出轴滑动，联接套（5）与前夹持组件中的前内锥夹套（7）通过两根销（4）联接。
3.根据权利要求2所述的复合芯棒扭转试验机，其特征在于，减速机（2）是轻质大减速比的小型组合式减速机，其中电机和减速机构做成一体。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合芯棒扭转试验机，其特征在于，张紧机构包括绳索（17）、滑轮组件（18）和砝码（19），绳索（17）的一端通过固定绳索用销（15）固定在夹紧套（14）上，另一端穿过滑轮组件（18）与砝码（19）联接。
5.如权利要求1至3中任一项所述的复合芯棒扭转试验机，其特征在于，在工作台（1）上设有若干组用于固定后支架（12）的定位孔。
6.如权利要求1至3中任一项所述的复合芯棒扭转试验机，其特征在于，在工作台（1）上安装有用于控制减速机（2）的正传、反转和停机的按钮。
7.如权利要求4所述的复合芯棒扭转试验机，其特征在于，减速机（2）、前夹持组件、后夹持组件以及滑轮组件（18）都通过螺栓（11）固定在工作台（1）上。
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