專利名稱：新型螺旋式加載架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及精密機(jī)械及精密光學(xué)儀器的新型螺旋式加載架。
現(xiàn)有技術(shù)各種力學(xué)實(shí)驗(yàn)，離不開對試件的加載，常見的加載有機(jī)械載荷，如拉、壓、彎、扭；熱載荷；動(dòng)載荷，如沖擊、爆破；隨機(jī)載荷等。對于單一狀態(tài)的機(jī)械載荷用的加載架也不盡相同。如杠桿式加載架是利用杠桿原理加載；線性軸承加載架是利用線性導(dǎo)軌滑動(dòng)進(jìn)行加載。上述的加載架缺點(diǎn)很明顯，如加載中心很難調(diào)節(jié)、不能施加扭力載荷、難以施加定量載荷、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、體積龐大等。
而實(shí)驗(yàn)大多情況只能調(diào)節(jié)被測物的高低，不能經(jīng)常隨意搬動(dòng)實(shí)驗(yàn)測量儀器。所以設(shè)計(jì)合適的能方便調(diào)節(jié)加載中心的加載架，是這類工作成功的關(guān)鍵。
圖1和圖2所示是現(xiàn)有普遍使用的兩種加載架結(jié)構(gòu)示意圖。其中圖1所示是一種現(xiàn)有常用的杠桿式加載架，其包括平衡重物11、支點(diǎn)12、內(nèi)螺紋套筒13、加載螺桿14、被測物15、固定自由度底座16、掛秤砣的掛鉤17、后部加強(qiáng)板18和平衡桿19。其工作原理是首先要移動(dòng)平衡重物11使平衡桿19水平，讓初始載荷為零；旋轉(zhuǎn)內(nèi)螺紋套筒13使其加載端觸碰在被測物15上，并保持平衡桿19的水平；在掛秤砣的掛鉤17上掛一定重量的秤砣，通過加載螺桿14的加載端，力施加在被測物15上。
其缺點(diǎn)是1、第一步調(diào)節(jié)平衡很困難并且不太精確，要一直保持初始載荷為零；2、計(jì)算施加載荷時(shí)要算杠桿比，這樣也帶來誤差。
圖2所示是另一種現(xiàn)有常用的螺旋式加載架，其包括加載螺旋手輪21、線性軸承22、內(nèi)螺紋套筒23、水平桿24、加載螺桿25、被測物26、固定自由度底座27、后部加強(qiáng)板28。
其工作原理是首先要轉(zhuǎn)動(dòng)加載螺旋手輪21使加載螺桿25帶動(dòng)水平桿24沿內(nèi)螺紋套筒23向下移動(dòng)，使其加載端觸碰在被測物26上，轉(zhuǎn)動(dòng)加載螺旋手輪21載荷直接加載在被測物6上。
該加載架的缺點(diǎn)是1、線性軸承精度要求極高(否則加載不垂直，帶來誤差)，加工十分困難，因而加載架成本很高；2、結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，調(diào)整或裝配困難；并且上述兩者還存在共同的缺點(diǎn)1、底座固定，升降范圍有限，調(diào)節(jié)不方便；2、結(jié)構(gòu)均相對龐大，所以加載架后部為整塊加強(qiáng)板，不能直視3加載的過程。
3、不能完全滿足試驗(yàn)的需要，通用性差，不適合工程實(shí)際要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)而提出的一種設(shè)計(jì)通用性強(qiáng)、穩(wěn)定性好的新型螺旋式加載架。該新型螺旋式加載架方便測試者操作，且便于攜帶，可以解決工程中的復(fù)雜的加載等實(shí)際問題。
本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是新型螺旋式加載架，包括“∏”形框體、設(shè)在框體內(nèi)的可調(diào)加載端部件、加載座部件、以及設(shè)在框體后部的加強(qiáng)板；其特征在于，所述框體的左右兩側(cè)框架的內(nèi)面設(shè)有導(dǎo)槽；該框體的上框架的中央設(shè)有螺孔；所述的加強(qiáng)板的中部設(shè)有透光口；所述的可調(diào)加載端部件包括加載桿、加載端支架和加載端手輪，所述的加載端支架的兩端可上下滑動(dòng)的設(shè)置在框體左右兩側(cè)框架的導(dǎo)槽中，其中央設(shè)有內(nèi)螺孔；所述的加載桿是外螺桿，螺設(shè)在加載端支架中央設(shè)置的內(nèi)螺孔中，其頂部并通過框體上框架的螺孔伸在框體外，加載桿的頂部固設(shè)一加載手輪；所述的加載座部件包括可調(diào)節(jié)底座、設(shè)在可調(diào)節(jié)底座下方的升降座、設(shè)在升降座下方的升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、以及穿設(shè)在框體外驅(qū)動(dòng)升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的調(diào)節(jié)手柄。
上述新型螺旋式加載架，其中，所述的升降座的兩端可滑動(dòng)的設(shè)置在框體左右兩側(cè)框架的導(dǎo)槽中。
上述新型螺旋式加載架，其中，所述的升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩端固定在框體左右兩側(cè)框架下方內(nèi)面的蝸桿、設(shè)在蝸桿中部的蝸輪、以及設(shè)在升降座底部中央的螺紋調(diào)節(jié)桿；所述的螺紋調(diào)節(jié)桿與蝸輪螺合；所述的調(diào)節(jié)手柄與蝸桿的一端固連。
上述新型螺旋式加載架，其中，所述的可調(diào)節(jié)底座包括底座，所述的底座的一端底部通過轉(zhuǎn)軸固定在升降座頂部的一端；所述的底座的另一端設(shè)有一仰角調(diào)節(jié)器。
上述新型螺旋式加載架，其中，所述的仰角調(diào)節(jié)器由在底座的另一端設(shè)置的貫通的螺孔和與該螺孔適配的調(diào)節(jié)螺栓構(gòu)成；所述的調(diào)節(jié)螺栓的底部抵觸在升降座另一端的頂部。
上述新型螺旋式加載架，其中，所述的調(diào)節(jié)螺栓是細(xì)螺紋的螺栓。
上述新型螺旋式加載架，其中，還包括一測力傳感器，所述的測力傳感器穿套在加載桿的桿段上，其輸出端連接一數(shù)據(jù)顯示器。
本實(shí)用新型螺旋式加載架與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的特點(diǎn)1)獨(dú)特的雙向定位、分層結(jié)構(gòu)，使得中心高在很大的范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，克服一般加載架中心只能在設(shè)計(jì)初期就確定的缺陷；2)細(xì)牙螺紋調(diào)節(jié)試件的俯仰，可以達(dá)到加載準(zhǔn)確合理的目的；3)可以施加扭矩(力)載荷；4)可以通過加裝測力傳感器達(dá)到定量施加載荷的目的，方便的根據(jù)力的大小了解被測物變形的趨勢或數(shù)量大小；5)特有的立式緊湊結(jié)構(gòu)，體積小巧，便于攜帶；6)特有的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)平穩(wěn)，保證加載的穩(wěn)定性。


本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步給出。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)杠桿式加載架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)螺旋式加載架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型螺旋式加載架的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型螺旋式加載架卸去后蓋時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖3、圖4。本實(shí)用新型新型螺旋式加載架，包括“∏”形框體31、設(shè)在框體內(nèi)的可調(diào)加載端部件32、加載座部件33、以及設(shè)在框體后部的加強(qiáng)板34。加強(qiáng)板的中部設(shè)有透光口341，使在測試時(shí)有光從加強(qiáng)板的透光孔中透射進(jìn)來，便于掌握加載的過程。在框體的左右兩側(cè)框架的內(nèi)面設(shè)有導(dǎo)槽312，該導(dǎo)槽是定位平移的燕尾槽。該框體的上框架的中央設(shè)有螺孔。
本實(shí)用新型的可調(diào)加載端部件32包括加載桿321、加載端支架322和加載端手輪323。加載端支架322的兩端設(shè)置在框體的左右兩側(cè)的內(nèi)面設(shè)置的導(dǎo)槽中，其中央設(shè)有內(nèi)螺孔，形成內(nèi)螺紋套筒3221。加載桿321是外螺桿，螺設(shè)在加載端支架中央設(shè)置的內(nèi)螺孔中，其頂部穿越上框架中央設(shè)置的螺孔而伸在框體外，加載桿321的頂部固設(shè)一加載手輪323。
本實(shí)用新型加載座部件33包括可調(diào)節(jié)底座331、設(shè)在可調(diào)節(jié)底座下方的升降座332、設(shè)在升降座下方的升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)333、以及穿設(shè)在框體外驅(qū)動(dòng)升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的調(diào)節(jié)手柄334。其中，升降座的兩端設(shè)置在框體的左右兩側(cè)的內(nèi)面設(shè)置的導(dǎo)槽中。升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩端固定在框體左右兩側(cè)內(nèi)面的下方的蝸桿3331、設(shè)在蝸桿中部的蝸輪3332、以及設(shè)在升降座底部中央的螺紋調(diào)節(jié)桿3333。螺紋調(diào)節(jié)桿3333與蝸輪3332螺合。調(diào)節(jié)手柄334的一端穿設(shè)在框體內(nèi)與蝸桿3331的一端固連?？烧{(diào)節(jié)底座331包括底座3311，底座的一端底部通過轉(zhuǎn)軸3312固定在升降座頂部的一端；底座的另一端設(shè)有一仰角調(diào)節(jié)器3313。所述的仰角調(diào)節(jié)器3313由在底座的另一端設(shè)置的貫通的螺孔33131和與該螺孔適配的調(diào)節(jié)螺栓33132構(gòu)成；該調(diào)節(jié)螺栓的底部抵觸在升降座另一端的頂部。
為直觀了解加載所力度，本實(shí)用新型新型螺旋式加載架還包括一測力傳感器4，該測力傳感器穿套在加載桿的桿段上，其輸出端連接一數(shù)據(jù)顯示器(未圖示)。
本實(shí)用新型的工作原理是旋轉(zhuǎn)手柄加載，加載桿在內(nèi)螺紋套筒中旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)加載端支架沿平行滑動(dòng)。加載桿直接固定在被測物100上，被測物固定在底座上，旋轉(zhuǎn)手輪向下加載，可以產(chǎn)生拉力載荷。旋轉(zhuǎn)手柄可以帶動(dòng)蝸桿使蝸輪緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪再帶動(dòng)螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，升降座內(nèi)有內(nèi)螺紋配合螺紋桿，螺紋桿的轉(zhuǎn)動(dòng)使得升降座沿燕尾槽滑動(dòng)，可以調(diào)節(jié)放置在可調(diào)節(jié)底座的被測物中心高。調(diào)節(jié)底座上的調(diào)節(jié)螺栓，可以調(diào)節(jié)被測物俯仰角度。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，加載和升降的精度高，可在精密測量中得到廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求1.新型螺旋式加載架，包括“∏”形框體、設(shè)在框體內(nèi)的可調(diào)加載端部件、加載座部件、以及設(shè)在框體后部的加強(qiáng)板；其特征在于，所述框體的左右兩側(cè)框架的內(nèi)面設(shè)有導(dǎo)槽；該框體的上框架的中央設(shè)有螺孔；所述的加強(qiáng)板的中部設(shè)有透光口；所述的可調(diào)加載端部件包括加載桿、加載端支架和加載端手輪，所述的加載端支架的兩端可上下滑動(dòng)的設(shè)置在框體左右兩側(cè)框架的導(dǎo)槽中，其中央設(shè)有內(nèi)螺孔；所述的加載桿是外螺桿，螺設(shè)在加載端支架中央設(shè)置的內(nèi)螺孔中，其頂部并通過框體上框架的螺孔伸在框體外，加載桿的頂部固設(shè)一加載手輪；所述的加載座部件包括可調(diào)節(jié)底座、設(shè)在可調(diào)節(jié)底座下方的升降座、設(shè)在升降座下方的升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、以及穿設(shè)在框體外驅(qū)動(dòng)升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的調(diào)節(jié)手柄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型螺旋式加載架，其特征在于，所述的升降座的兩端可滑動(dòng)的設(shè)置在框體左右兩側(cè)框架的導(dǎo)槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型螺旋式加載架，其特征在于，所述的升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩端固定在框體左右兩側(cè)框架下方內(nèi)面的蝸桿、設(shè)在蝸桿中部的蝸輪、以及設(shè)在升降座底部中央的螺紋調(diào)節(jié)桿；所述的螺紋調(diào)節(jié)桿與蝸輪螺合；所述的調(diào)節(jié)手柄與蝸桿的一端固連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型螺旋式加載架，其特征在于，所述的可調(diào)節(jié)底座包括底座，所述的底座的一端底部通過轉(zhuǎn)軸固定在升降座頂部的一端；所述的底座的另一端設(shè)有一仰角調(diào)節(jié)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型螺旋式加載架，其特征在于，所述的仰角調(diào)節(jié)器由在底座的另一端設(shè)置的貫通的螺孔和與該螺孔適配的調(diào)節(jié)螺栓構(gòu)成；所述的調(diào)節(jié)螺栓的底部抵觸在升降座另一端的頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型螺旋式加載架，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)螺栓是細(xì)螺紋的螺栓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型螺旋式加載架，其特征在于，還包括一測力傳感器，所述的測力傳感器穿套在加載桿的桿段上，其輸出端連接一數(shù)據(jù)顯示器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型螺旋式加載架，包括“∏”形框體、設(shè)在框體內(nèi)的可調(diào)加載端部件、加載座部件、以及加強(qiáng)板；其特點(diǎn)是，框體的左右兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)槽；上框架的中央設(shè)有螺孔；加強(qiáng)板的中部設(shè)有透光口；可調(diào)加載端部件包括加載桿、加載端支架和加載端手輪，加載端支架的兩端設(shè)置在框體的左右兩側(cè)的導(dǎo)槽中，其中央設(shè)有內(nèi)螺孔；加載桿是外螺桿，螺設(shè)在加載端支架中央設(shè)置的內(nèi)螺孔中，其頂部伸在框體外，固設(shè)一加載手輪；加載座部件包括可調(diào)節(jié)底座、設(shè)在可調(diào)節(jié)底座下方的升降座、設(shè)在升降座下方的升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、以及穿設(shè)在框體外驅(qū)動(dòng)升降調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的調(diào)節(jié)手柄。具有結(jié)構(gòu)簡單，方便實(shí)用，加載和升降的精度高的優(yōu)點(diǎn)，可在精密測量中得到廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01N3/02GK2881598SQ200620040029
公開日2007年3月21日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者張熹, 陸鵬, 吳君毅, 夏遠(yuǎn)富, 艾鋼, 姚輝, 曾憲友, 鄭長江 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所