專利名稱：拉伸機延伸率自動測試裝置及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料機械性能測試技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種拉伸機延伸率自動測試裝置及測試方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，金屬材料機械性能拉伸試驗時“試驗負(fù)荷下最大伸長率”數(shù)據(jù)的采集方法是根據(jù)國標(biāo)GB/T12718和IS0610標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用人工打點畫線的測試方法在樣品的一端用金屬點沖沖擊一個原始點，啟動試驗機對樣品加載到規(guī)定的初始負(fù)荷時，停止加載保持載荷，用畫規(guī)一端以原始點為中心定位，畫規(guī)另一端刻畫規(guī)定標(biāo)距長度的第一條弧線；試驗機繼續(xù)加載待拉伸至規(guī)定的試驗負(fù)荷時，停止加載保持載荷。在保持負(fù)荷不變的狀態(tài)下，用畫規(guī)一端以原始點為中心定位，畫規(guī)另一端刻畫規(guī)定標(biāo)距長度的第二條弧線；用計量器具測量出兩次刻畫弧線之間的距離，除以規(guī)定原始標(biāo)距乘100%得到試驗負(fù)荷下最大伸長率。過程雖不復(fù)雜，但卻是在樣品承受重負(fù)荷條件下操作(例34X126的C級鏈試驗負(fù)荷1160kN ；30X108的D級鏈為1130kN，規(guī)格越大，負(fù)荷越大)，人工近距離接觸試驗樣品采集數(shù)據(jù)，如果樣品材質(zhì)達不到標(biāo)準(zhǔn)要求而提早發(fā)生脆性斷裂，則直接危及操作人員的人身安全，非常危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種拉伸機延伸率自動測試裝置及測試方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，實現(xiàn)自動采集金屬材料機械性能拉伸試驗時“試驗負(fù)荷下最大伸長率”的數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理，得到試驗負(fù)荷下最大伸長率試驗結(jié)果，保證了人身及設(shè)備安全。本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是拉伸機延伸率自動測試裝置由強力磁鐵吸座A和B、試驗樣品、半圓銷、梯形卡塊、導(dǎo)向輪支架、轉(zhuǎn)向輪支架、螺栓、位移傳感器A和 B、拉繩A和B、重錘、直角框架和尼龍輪A、尼龍輪B、尼龍輪C、尼龍輪D組成；導(dǎo)向輪支架的底端通過螺釘固定在直角框架豎直架的下端位置，導(dǎo)向輪支架的上端開有通槽，通槽壁上并排設(shè)有兩個銷釘通孔，尼龍輪A、尼龍輪B放入通槽中，銷釘穿過尼龍輪A、尼龍輪B中心孔并固定在兩個孔中，尼龍輪A、尼龍輪B上帶有輪轂凹槽；轉(zhuǎn)向輪支架的底端通過螺釘固定在直角框架豎直架的上端位置，轉(zhuǎn)向輪支架的上端設(shè)有階梯軸，階梯軸穿過尼龍輪C、尼龍輪D，兩尼龍輪之間用墊片隔開，階梯軸尾端用螺釘將兩尼龍輪軸向固定；導(dǎo)向輪支架上尼龍輪A、尼龍輪B的輪轂右側(cè)邊緣與轉(zhuǎn)向輪支架上尼龍輪C、尼龍輪D的輪轂中心在豎直方向上分別相應(yīng)對齊，尼龍輪A、尼龍輪B與尼龍輪C、 尼龍輪D為軸向垂直裝配；位移傳感器A、位移傳感器B的底端分別通過螺釘固定在直角框架水平架上，位移傳感器A位于直角框架水平架中間，位移傳感器B位于直角框架水平架右端；位移傳感器B 水平中心線低于轉(zhuǎn)向輪支架水平中心線10 15mm，高于或平行于位移傳感器A水平中心線；位移傳感器A、位移傳感器B上端設(shè)有輪轂，并通過數(shù)據(jù)線連接數(shù)據(jù)采集單片機；組裝后的直角框架用螺栓固定在拉伸試驗機頂部橫梁上；拉繩A—端固定在強力磁鐵吸座A的螺釘上，通過導(dǎo)向輪支架外端尼龍輪A的輪轂凹槽，向上通過轉(zhuǎn)向輪支架外端尼龍輪C的輪轂凹槽，再通過位移傳感器A)的輪轂凹槽
并纏繞一周，另一端連接重錘；拉繩B —端固定在強力磁鐵吸座B的螺釘上，通過導(dǎo)向輪支架A里端尼龍輪B的輪轂凹槽，向上通過轉(zhuǎn)向輪支架里端尼龍輪D的輪轂凹槽，連接位移傳感器B的輪轂凹槽并
纏繞一周，另一端連接重錘；試驗樣品通過梯形卡塊及半圓銷固定在拉伸試驗機梯形槽內(nèi)；強力磁鐵吸座A、 強力磁鐵吸座B中心置于試驗樣品的試驗標(biāo)距L上下兩點位置上。拉伸機延伸率自動測試裝置的測試方法試驗樣品通過梯形卡塊及半圓銷裝入拉伸試驗機梯形槽內(nèi)，啟動試驗機對試驗樣品加載到(國標(biāo)GB/T12718)規(guī)定的初始負(fù)荷時， 停止加載保持載荷；將強力磁鐵吸座A、B中心放在試驗樣品的試驗規(guī)定標(biāo)距L上下兩點位置上；試驗機繼續(xù)加載，待拉伸至(GB/T12718標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的試驗負(fù)荷時，停止加載并保持載荷，在保持載荷不變的狀態(tài)下從數(shù)據(jù)采集單片機顯示器上讀出試驗樣品的位移量；用位移量除以試驗樣品的標(biāo)距L，得出試驗負(fù)荷下最大伸長率。進一步，重錘的質(zhì)量和強力磁鐵吸座A、強力磁鐵吸座B的吸附力大于位移傳感器 A、位移傳感器B的轉(zhuǎn)動拉力，以保證拉繩的張緊度不變。進一步，拉繩A、拉繩B為涂塑鋼絲繩或不銹鋼繩。本發(fā)明的工作原理拉伸機延伸率自動測試裝置是利用傳感器把機械運動轉(zhuǎn)換成可以計量、記錄或傳送的電信號的功能進行自動測試的。試驗樣品受到拉伸試驗機的載荷拉力產(chǎn)生延伸變形，強力磁鐵吸座A、強力磁鐵吸座B隨試驗樣品變形移動，拉繩A、拉繩B 隨之進行延伸、收縮的變化位移，帶動位移傳感器A、位移傳感器B的輪轂轉(zhuǎn)動，輪轂帶動精密旋轉(zhuǎn)感應(yīng)器旋轉(zhuǎn)，輸出一個與拉繩移動距離成比例的電信號。再通過數(shù)據(jù)傳輸與位移數(shù)據(jù)采集單片機相結(jié)合來完成對位移量的自動測量，它具有判別拉繩位移傳感器移動方向、 預(yù)置初值、實現(xiàn)自動測量控制及數(shù)據(jù)處理計算等全部功能。本發(fā)明的有益效果拉伸機延伸率自動測試裝置替代了人工打點測量，精確的采集到試驗負(fù)荷下最大伸長率試驗結(jié)果，且保證了人身及設(shè)備安全


圖1是本發(fā)明的主視圖；圖2是本發(fā)明的左視圖；圖3是圖1中直角框架組裝后的結(jié)構(gòu)放大圖；圖4是本發(fā)明的導(dǎo)向輪支架結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明的轉(zhuǎn)向輪支架結(jié)構(gòu)圖；圖6是圖2的局部放大圖A。圖中1、強力磁鐵吸座A，2、試驗樣品，3、強力磁鐵吸座，4、半圓銷，5、梯形卡塊， 6、導(dǎo)向輪支架，7、轉(zhuǎn)向輪支架，8、螺栓，9、位移傳感器A，10、位移傳感器B，11、拉繩A，12、重錘，13、拉繩B, 14、直角框架，15、尼龍輪。
具體實施例方式由圖1 6可知，拉伸機延伸率自動測試裝置由強力磁鐵吸座A和B、試驗樣品2、 半圓銷4、梯形卡塊5、導(dǎo)向輪支架6、轉(zhuǎn)向輪支架7、螺栓8、位移傳感器A和B、拉繩A和B、 重錘12、直角框架14和尼龍輪A15、尼龍輪B15、尼龍輪C15、尼龍輪D15構(gòu)成。試驗樣品2用梯形卡塊5及半圓銷4裝入拉伸試驗機梯形槽內(nèi)，將強力磁鐵吸座 A、B中心放在試驗樣品2的試驗標(biāo)距L上下兩點位置上。導(dǎo)向輪支架6的底端用螺釘固定在直角框架14豎直架的下端位置，導(dǎo)向輪支架6 的上端開有通槽，與通槽垂直方向并排設(shè)有兩個孔，兩個尼龍輪15放入通槽中，分別用銷釘將尼龍輪15并排固定在兩個孔上，尼龍輪15上帶有輪轂凹槽；轉(zhuǎn)向輪支架7的底端用螺釘固定在直角框架14豎直架的上端位置，轉(zhuǎn)向輪支架7 的上端設(shè)有階梯軸，軸的直徑與導(dǎo)向輪支架6上端并排的兩個孔直徑相同，階梯軸上穿過兩個尼龍輪15，兩尼龍輪15之間用墊片隔開，階梯軸尾端用螺釘將兩尼龍輪15軸向固定； 導(dǎo)向輪支架6上兩個尼龍輪15的輪轂右側(cè)邊緣與轉(zhuǎn)向輪支架7上兩個尼龍輪15的輪轂中心在豎直方向上分別相應(yīng)對齊；位移傳感器A、B的底端分別用螺釘固定在直角框架14水平架上，位移傳感器A位于直角框架14水平架中間，位移傳感器B位于直角框架14水平架右端；位移傳感器B水平中心線低于轉(zhuǎn)向輪支架7水平中心線10 15mm，高于位移傳感器A水平中心線；位移傳感器A、B上端設(shè)有輪轂，位移傳感器A、B通過數(shù)據(jù)線連接數(shù)據(jù)采集單片機；組裝后的直角框架用螺栓(8)固定在拉伸試驗機頂部橫梁上。拉繩A—端固定在強力磁鐵吸座A的螺釘上，通過導(dǎo)向輪支架6外端尼龍輪15的輪轂凹槽、向上通過轉(zhuǎn)向輪支架7外端尼龍輪15的輪轂凹槽、連接位移傳感器A的輪轂凹槽并纏繞一周，另一端聯(lián)接重錘12 ；拉繩B—端固定在強力磁鐵吸座B的螺釘上，通過導(dǎo)向輪支架A里端尼龍輪15的輪轂凹槽、向上通過轉(zhuǎn)向輪支架7里端尼龍輪15的輪轂凹槽、連接位移傳感器B的輪轂凹槽并纏繞一周，另一端聯(lián)接重錘12。測試方法試驗樣品2通過梯形卡塊5及半圓銷4裝入拉伸試驗機梯形槽內(nèi)，啟動試驗機對試驗樣品加載到(國標(biāo)GB/T12718)規(guī)定的初始負(fù)荷時，停止加載保持載荷；將強力磁鐵吸座A、B中心放在試驗樣品2的試驗規(guī)定標(biāo)距L上下兩點位置上；試驗機繼續(xù)加載， 待拉伸至(GB/T12718標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的試驗負(fù)荷時，停止加載并保持載荷，在保持載荷不變的狀態(tài)下從數(shù)據(jù)采集單片機顯示器上讀出試驗樣品2的位移量；用位移量除以試驗樣品2的標(biāo)距L，得出試驗負(fù)荷下最大伸長率。本發(fā)明可應(yīng)用于礦用圓環(huán)鏈、接鏈環(huán)拉伸機械性能“試驗負(fù)荷下最大伸長率”的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理檢測系統(tǒng)中。圓環(huán)鏈“試驗負(fù)荷下最大伸長率”測試實例試驗樣品34X 1 規(guī)格C級圓環(huán)鏈國標(biāo)GB/T12718規(guī)定34X 1 規(guī)格C級圓環(huán)鏈試驗標(biāo)距L = 500mm,初始負(fù)荷 45kN，試驗負(fù)荷1160kN，試驗負(fù)荷下最大伸長率< 1.6%。將試驗樣品34X 1 規(guī)格C級圓環(huán)鏈用梯形卡塊5及半圓銷4裝入拉伸試驗機梯形槽內(nèi)，裝夾后啟動試驗機，加載至表2規(guī)定的試驗負(fù)荷1160kN的50%既580kN (預(yù)應(yīng)力拉緊)。再將負(fù)荷降至45kN(初始負(fù)荷)，安裝強力磁鐵吸座A、B，將其中心分別放在圓環(huán)鏈的試驗標(biāo)距L = 500mm上下兩點位置上；此時將位移數(shù)據(jù)采集單片機顯示器中的位移傳感器A、B數(shù)值清零。然后以最大為每秒20N/mm2的速度拉伸至試驗負(fù)荷1160kN，在保持負(fù)荷不變的狀態(tài)下讀取位移傳感器A、B數(shù)據(jù)采集單片機顯示器中顯示的數(shù)值，位移傳感器A伸長量為2mm，位移傳感器B伸長量為4mm，數(shù)值相加得出試驗負(fù)荷下最大伸長量為6mm。試驗負(fù)荷下最大伸長率δ = 6/500X 100%= 1. 2%符合國標(biāo)GB/T12718對34XU6規(guī)格C級圓環(huán)鏈試驗負(fù)荷下最大伸長率< 1.6% 的規(guī)定，此試驗樣品合格。
權(quán)利要求
1.一種拉伸機延伸率自動測試裝置，其特征是由強力磁鐵吸座A(I)、強力磁鐵吸座 B(3)、半圓銷0)、梯形卡塊(5)、導(dǎo)向輪支架(6)和轉(zhuǎn)向輪支架(7)、螺栓(8)、位移傳感器A(9)和位移傳感器B(IO)、拉繩A(Il)、拉繩B(13)、重錘(12)、直角框架(14)和尼龍輪 A(15)、尼龍輪B(15)、尼龍輪C(15)、尼龍輪D(15)組成；導(dǎo)向輪支架(6)的底端通過螺釘固定在直角框架(14)豎直架的下端位置，導(dǎo)向輪支架(6)的上端開有通槽，通槽壁上并排設(shè)有兩個銷釘通孔，尼龍輪A(15)、尼龍輪B (1 放入通槽中，銷釘穿過尼龍輪A(15)、尼龍輪B(15)中心孔并固定在兩個孔中，尼龍輪A(15)、尼龍輪B (1 上帶有輪轂凹槽；轉(zhuǎn)向輪支架(7)的底端通過螺釘固定在直角框架(14)豎直架的上端位置，轉(zhuǎn)向輪支架(7)的上端設(shè)有階梯軸，階梯軸穿過尼龍輪C(15)、尼龍輪B(15)，兩尼龍輪(1 之間用墊片隔開，階梯軸尾端用螺釘將兩尼龍輪(15)軸向固定；導(dǎo)向輪支架(6)上尼龍輪A(15)、尼龍輪B(M)的輪轂右側(cè)邊緣與轉(zhuǎn)向輪支架(7)上尼龍輪C(15)、尼龍輪D(M)的輪轂中心在豎直方向上分別相應(yīng)對齊，尼龍輪A(15)、尼龍輪B(15)與尼龍輪C(15)、尼龍輪D(15)為軸向垂直裝配；位移傳感器A(9)、位移傳感器B(IO)的底端分別通過螺釘固定在直角框架(14)水平架上，位移傳感器A(9)位于直角框架(14)水平架中間，位移傳感器B(IO)位于直角框架(14) 水平架右端；位移傳感器B(IO)水平中心線低于轉(zhuǎn)向輪支架(7)水平中心線10 15mm，高于或平行于位移傳感器A (9)水平中心線；位移傳感器A (9)、位移傳感器B (10)上端設(shè)有輪轂，并通過數(shù)據(jù)線連接數(shù)據(jù)采集單片機；組裝后的直角框架用螺栓(8)固定在拉伸試驗機頂部橫梁上；拉繩A(Il) —端固定在強力磁鐵吸座A(I)的螺釘上，通過導(dǎo)向輪支架(6)外端尼龍輪 A(15)的輪轂凹槽，向上通過轉(zhuǎn)向輪支架(7)外端尼龍輪C(15)的輪轂凹槽，再通過位移傳感器A(9)的輪轂凹槽并纏繞一周，另一端連接重錘(12)；拉繩B(13) —端固定在強力磁鐵吸座B(3)的螺釘上，通過導(dǎo)向輪支架A(6)里端尼龍輪B(M)的輪轂凹槽，向上通過轉(zhuǎn)向輪支架(7)里端尼龍輪D(M)的輪轂凹槽，連接位移傳感器B(IO)的輪轂凹槽并纏繞一周，另一端連接重錘(12)；試驗樣品( 通過梯形卡塊( 及半圓銷固定在拉伸試驗機梯形槽內(nèi)；強力磁鐵吸座A(l)、強力磁鐵吸座B(3)中心置于試驗樣品(2)的試驗標(biāo)距L上下兩點位置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸機延伸率自動測試裝置，其特征是所述的重錘(12)質(zhì)量和強力磁鐵吸座A(I)、強力磁鐵吸座B(3)的吸附力大于位移傳感器A(9)、位移傳感器 B(IO)的轉(zhuǎn)動拉力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉伸機延伸率自動測試裝置，其特征是所述的拉繩A(Il)、拉繩B(13)為涂塑鋼絲繩或不銹鋼繩。
4.一種拉伸機延伸率自動測試裝置的測試方法，其特征是將試驗樣品( 通過梯形卡塊( 及半圓銷固定在拉伸試驗機梯形槽內(nèi)，啟動試驗機對試驗樣品加載到規(guī)定的初始負(fù)荷時，停止加載保持載荷；將強力磁鐵吸座A(I)、強力磁鐵吸座BC3)中心放在試驗樣品O)的試驗標(biāo)距L上下兩點位置上；試驗機繼續(xù)加載，待拉伸至規(guī)定的試驗負(fù)荷時，停止加載并保持載荷，在保持載荷不變的狀態(tài)下從數(shù)據(jù)采集單片機顯示器上讀出試驗樣品(2) 的位移量；用位移量除以試驗樣品O)的標(biāo)距L，得出試驗負(fù)荷下最大伸長率。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬材料機械性能測試技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種拉伸機延伸率自動測試裝置及測試方法。目前，試驗負(fù)荷下最大伸長率的數(shù)據(jù)采集方法為人工打點畫線的測試方法，人工近距離接觸試驗樣品采集數(shù)據(jù)，當(dāng)樣品材質(zhì)達不到標(biāo)準(zhǔn)要求而提早發(fā)生脆性斷裂，則直接危及操作人員的人身安全。本發(fā)明將組裝了導(dǎo)向輪支架、轉(zhuǎn)向輪支架及位移傳感器A、B的直角框架用螺栓固定在拉伸試驗機頂部橫梁上，強力磁鐵吸座A、B吸附在試驗樣品的標(biāo)距上，通過拉繩A、B的延伸、收縮，帶動位移傳感器A、B的輪轂轉(zhuǎn)動，輸出一個與拉繩移動距離成比例的電信號，實現(xiàn)拉伸試驗時“試驗負(fù)荷下最大伸長率”數(shù)據(jù)的自動采集。替代了人工打點測量，保證了人身及設(shè)備安全。
文檔編號G01N3/06GK102426139SQ20111026310
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者延京學(xué), 李少朱, 王立玲, 韓潤明 申請人:中煤張家口煤礦機械有限責(zé)任公司