CN105067449B - 一种可传递拉力与压力的隔热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可传递拉力与压力的隔热装置，包括上、下连接臂，所述上、下连接臂之间通过屈服强度大于20MPa的工程塑料连接，以降低二者之间的热传导。本发明不仅能够传递较大拉力与压力载荷，而且还可以有效降低温箱内高温或低温环境对万能试验机的影响，使得万能试验机的力传感器与液压油温度稳定在正常工作稳定范围，较好地解决了目前用于试验机力学加载的隔热装置大多数只能传递拉力且隔热不好的问题。
Description
技术领域
本发明属于隔热装置，具体涉及一种可传递拉力与压力的隔热装置。
背景技术
很多机械零部件都需要在高温或低温环境下工作，如卫星零部件、航空或者航天发动机叶片等。因此，金属、塑料等工程材料在高温与低温下的力学性能测试是进行机械零部件材料选型的关键步骤之一。
目前大多数金属、塑料等工程材料在高温与低温下的力学性能测试都是在一个温度可控的温度箱内对试验试件施加力载荷，如图1所示。在施加大载荷的情况下，图1中连接臂常为金属（如45#钢）材料加工而成。由于金属材料具有较大的热传导系数，金属连接臂会使得万能试验机的力传感器受热或受冷，进而使得力载荷的测量不准确。对于液压型的万能试验机，也可能通过连接臂与金属活塞的热传导，使得万能试验机部分液压油过热或过冷，引发试验机故障。因此，有必要在温箱与万能试验机连接的连接臂上增加隔热装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种可传递拉力与压力的隔热装置，以在进行材料的高温或低温力学性能试验时，能有效减弱温箱与试验机之间的热传递。
本发明的可传递拉力与压力的隔热装置，包括上、下连接臂，所述上、下连接臂之间通过屈服强度大于20MPa的工程塑料连接，以降低二者之间的热传导。
所述上连接臂和下连接臂均由圆盘与圆杆组成，在上连接臂的圆盘和下连接臂的圆盘之间采用若干金属杆进行连接；所述金属杆与上连接臂的圆盘之间通过聚四氟乙烯垫片隔离进行连接；所述金属杆与下连接臂的圆盘之间通过螺栓进行连接。
所述金属杆上设有多个环形槽，每个环形槽上均设有金属散热薄片。
本发明的有益效果：
本发明不仅能够传递较大拉力与压力，而且还可以有效降低温箱内高温或低温环境对万能试验机的影响，使得万能试验机的力传感器与液压油温度稳定在正常工作稳定范围，较好地解决了目前用于试验机力学加载的隔热装置大多数只能传递拉力且隔热不好的问题。
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
附图说明
图1是典型温度可控环境下材料力学性能试验装置示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是图2中A处的结构示意图。
图4是图2中B处的结构示意图。
具体实施方式
本发明的可传递拉力与压力的隔热装置如图2所示，包括上连接臂1和下连接臂6，上连接臂1由圆盘102与圆杆101组成，下连接臂6由圆盘602与圆杆601组成，在上连接臂1的圆盘102和下连接臂6的圆盘602之间采用四根金属杆4进行连接；金属杆4与上连接臂1的圆盘102连接如图3所示，金属杆4与圆盘102不直接接触，而是通过上下各一个聚四氟乙烯垫片2连接，两个聚四氟乙烯垫片2相对的一端均设有外圆直径较小的台阶201，上下两个聚四氟乙烯垫片2通过其台阶201分别设在上连接臂1圆盘102的圆孔内并位于圆盘102的上下面，金属杆4的上端设有外圆直径较小的螺纹连接部401，金属杆4的螺纹连接部401从下穿过上下聚四氟乙烯垫片2和上连接臂1的圆盘102，用垫圈403和螺母404套在金属杆4的螺纹连接部401上将金属杆4与圆盘102固定，使得上连接臂1的圆盘102与金属杆4之间由于有聚四氟乙烯垫片2的隔离没有直接接触；金属杆4与下连接臂6的连接如图4所示，金属杆4与下连接臂6的圆盘602通过螺栓405进行连接，为了保证金属杆4与圆盘602的相对位置，在金属杆4的下端部设有外圆直径较小的连接部406，金属杆4下端的连接部406插入圆盘602的圆孔内，再用螺栓405将圆盘602与金属杆4固定；圆盘602与圆杆601之间采用螺栓连接方式，在圆盘602与圆杆601固定之前，圆杆601可相对于圆盘602自由转动，以适应圆杆601与温箱内的试验试件夹持结构的灵活连接；如图2、图3所示，金属杆4上设有多个环形槽402，每个环形槽402上均设有两片大致为半圆形的金属散热薄片3。
本发明中，聚四氟乙烯塑料的屈服强度大于20MPa，有较好的力学性能和隔热性能，其也可采用其它具有类似性能的的工程塑料替代，如ABS塑料、玻纤增强环氧树脂材料等。
本发明的上述结构可以使得上连接臂1与下连接臂6之间没有直接接触，可有效降低二者之间的热传导。金属杆4上的金属散热薄片3可以增加隔热装置与空气的热传递，可以降低上连接臂1与下连接臂6的热传导，并可通过通风的方式增加隔热装置与周围空气的热传递。
本发明隔热装置使用时，上连接臂1的圆杆101与下连接臂6的圆杆601分别连接万能试验机与温箱内的夹持机构，在各金属杆4上设置应变片5，并将应变片5接入一应变测量仪，使得预紧螺栓时四根金属杆4的应变片阻值相同，以保证力传递的对称性。
隔热装置承受的最大拉力或者压力载荷可按照式（1）估算，其中σ y 为聚四氟乙烯的屈服强度，D为聚四氟乙烯垫片2的最大外径，d为聚四氟乙烯垫片2的次大外径（参见图3），F为隔热装置所能承受的最大载荷。
（1）。
Claims (2)
1.一种可传递拉力与压力的隔热装置，其特征是包括上、下连接臂，所述上、下连接臂之间通过屈服强度大于20MPa的工程塑料连接，以降低二者之间的热传导；所述上连接臂和下连接臂均由圆盘与圆杆组成，在上连接臂的圆盘和下连接臂的圆盘之间采用若干金属杆进行连接；所述金属杆与上连接臂的圆盘之间通过所述工程塑料的垫片隔离进行连接；所述金属杆与下连接臂的圆盘之间通过螺栓进行连接。
2.根据权利要求1所述的可传递拉力与压力的隔热装置，其特征是所述金属杆上设有多个环形槽，每个环形槽上均设有金属散热薄片。
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