本發(fā)明屬于高分子材料性能測(cè)試配套的拉伸設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于X射線衍射儀、拉曼光譜儀等測(cè)試設(shè)備上的同步在線對(duì)稱(chēng)拉伸裝置。

背景技術(shù)：

通過(guò)研究材料不同尺度有序結(jié)構(gòu)(晶粒尺寸，片晶大小，晶胞尺寸，分子鏈構(gòu)象，無(wú)定形區(qū)分子鏈排布等)在外力場(chǎng)下的演變情況，可建立材料某一尺寸結(jié)構(gòu)與材料某一宏觀性能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可為材料的加工工藝和應(yīng)用方法提供理論依據(jù)。而現(xiàn)有的常規(guī)拉伸機(jī)不僅體積龐大，無(wú)法與測(cè)試不同尺度有序結(jié)構(gòu)的設(shè)備(如X射線衍射儀，拉曼光譜儀等)配合用于在線監(jiān)測(cè)樣品拉伸過(guò)程中的變化特征(如材料晶型在拉伸過(guò)程中的演變，微觀形貌變化檢測(cè)等)，而且其均為單軸拉伸，如果與測(cè)試不同尺度有序結(jié)構(gòu)的設(shè)備匹配的話，會(huì)出現(xiàn)測(cè)試過(guò)程中測(cè)試點(diǎn)位置隨拉伸過(guò)程而變動(dòng)，測(cè)試點(diǎn)不能準(zhǔn)確復(fù)位，造成測(cè)試結(jié)果不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題。故目前通常采用離線檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，但離線檢測(cè)的方法又存在以下弊端：1)樣品在拉伸后轉(zhuǎn)移過(guò)程中不可避免會(huì)發(fā)生應(yīng)力松弛，造成材料結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，不能真實(shí)反映材料某一尺寸結(jié)構(gòu)與材料某一宏觀性能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；2)不可連續(xù)性檢測(cè)材料結(jié)構(gòu)的演變過(guò)程。因此研發(fā)一種具有對(duì)稱(chēng)拉伸功能，且體積小，能夠放置在狹小操作空間中并可以與測(cè)試設(shè)備連接的拉伸裝置十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種同步在線對(duì)稱(chēng)拉伸裝置，該拉伸裝置能夠放置于某些測(cè)試儀器(如X射線衍射儀，拉曼光譜儀等)中，并能?chē)?yán)格實(shí)現(xiàn)同步在線對(duì)稱(chēng)拉伸，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明提供的同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置，其包括對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、支撐框架和可編程邏輯控制器，對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)安裝在支撐框架內(nèi)，其一端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與可編程邏輯控制器相連。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置中，所述對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)由絲杠螺母副、滑塊和壓板組成，絲杠螺母副為兩個(gè)，平行并排安裝在支撐框架內(nèi)的一側(cè)，每個(gè)絲杠螺母副由一根具有兩段相反旋轉(zhuǎn)方向螺紋的絲杠和兩個(gè)分別與兩段螺紋匹配并套接其上的螺母構(gòu)成，絲杠同側(cè)的端部穿過(guò)支撐框架位于其外側(cè)，滑塊為兩個(gè)，每個(gè)滑塊通過(guò)其上開(kāi)有的兩個(gè)平行的內(nèi)螺孔分別匹配套接于對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)中絲杠的兩螺紋段上，并分別與位于外側(cè)的兩個(gè)螺母固定連接，壓板為兩個(gè)，每個(gè)壓板分別通過(guò)連接件(如緊固螺釘)活動(dòng)、對(duì)稱(chēng)連接在兩滑塊同側(cè)的外表面上。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置中，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)、主動(dòng)齒輪和兩個(gè)從動(dòng)齒輪組成，電機(jī)固定安裝在支撐框架內(nèi)另一側(cè)的下半部，并使其上緣低于拉伸機(jī)構(gòu)壓板的中心位置，其傳動(dòng)軸穿過(guò)支撐框架與位于外側(cè)的主動(dòng)齒輪連接，兩個(gè)從動(dòng)齒輪分別安裝在位于支撐框架外側(cè)的兩根絲杠端部，并相互嚙合，其中一個(gè)從動(dòng)齒輪又與主動(dòng)齒輪相互嚙合。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置中，所述支撐框架由三塊矩形板和兩根矩形條板組成，其中一塊矩形板與對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)中絲杠平行匹配，另兩塊矩形板的一端分別固定連接于其兩端，兩根矩形條板活動(dòng)連接于另兩塊矩形板的另一端。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置中，所述可編程邏輯控制器通過(guò)導(dǎo)線與電機(jī)相連，以通過(guò)電機(jī)控制兩個(gè)滑塊之間的相對(duì)移動(dòng)速度。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置中，在壓板和滑塊之間還設(shè)置有墊片，該墊片套接在活動(dòng)連接壓板的連接件上，且與墊片中部對(duì)應(yīng)的壓板上還開(kāi)有一螺孔和位于其中的壓緊螺釘，通過(guò)壓緊螺釘與壓緊墊片，可將需要測(cè)試?yán)斓臉悠范瞬坷喂痰膴A持在墊片與滑塊之間。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置中，在支撐框架上安裝絲杠的孔內(nèi)還設(shè)置有與絲杠匹配的軸承。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置中，在與兩絲杠垂直的支撐框架一側(cè)中部還安裝有一個(gè)限位開(kāi)關(guān)，該限位開(kāi)關(guān)通過(guò)導(dǎo)線與可編程邏輯控制器連接，一方面可控制滑塊運(yùn)行在額定行程之內(nèi)，另一方面也有利于保護(hù)電機(jī)。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置中，所述絲杠螺母副優(yōu)選為滾珠絲杠螺母副。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置中，所述電機(jī)選用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。當(dāng)選用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，在步進(jìn)電機(jī)與主動(dòng)齒輪之間最好配備安裝一個(gè)減速器。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置中，所述可編程邏輯控制器應(yīng)使兩個(gè)滑塊之間的相對(duì)移動(dòng)速度在0.01～1000mm/min之間可調(diào)可控。

使用時(shí)，上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置放置于如X射線衍射儀，拉曼光譜儀等測(cè)試儀器中，并確保X射線或激光以及檢測(cè)源不被擋住并能照射到測(cè)試樣品上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明所述拉伸裝置可直接放置在檢測(cè)儀器(如X射線衍射儀，拉曼光譜儀)內(nèi)使用，可達(dá)到在線檢測(cè)材料的微觀結(jié)構(gòu)(如材料晶型結(jié)構(gòu)，形貌結(jié)構(gòu)等)在拉伸過(guò)程中的連續(xù)演變情況的目的，避免了離線檢測(cè)樣品時(shí)樣品先拉伸后轉(zhuǎn)移過(guò)程中樣品的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變所帶來(lái)的檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

2.本發(fā)明所述拉伸裝置設(shè)置了兩個(gè)相互嚙合的從動(dòng)齒輪，使得采用一臺(tái)電機(jī)就可控制兩根分別與之連接的絲杠同步轉(zhuǎn)動(dòng)，既保證了測(cè)試樣品的拉伸穩(wěn)定性，又解決了拉伸不對(duì)稱(chēng)使拉伸過(guò)程中觀測(cè)點(diǎn)漂移的問(wèn)題，使檢測(cè)結(jié)果更精確。

3.本發(fā)明所述拉伸裝置對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)上設(shè)置的壓板和墊片的相互作用，既可使拉伸過(guò)程中樣品能夠夾緊，不至于滑脫，又不會(huì)夾斷樣品，影響測(cè)試效率，同時(shí)還適應(yīng)拉伸過(guò)程中樣品體積減小的特點(diǎn)，保證拉伸和檢測(cè)的順利進(jìn)行。

4.本發(fā)明所述拉伸裝置所采用可編程邏輯控制器能夠通過(guò)步進(jìn)電機(jī)或者伺服電機(jī)精確控制絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)速度，不僅使拉伸速度可調(diào)可控，并能時(shí)時(shí)反饋速度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)精確度高，人機(jī)交互性良好。

5.本發(fā)明所述拉伸裝置適用面廣，不僅適用于片狀、薄膜狀、長(zhǎng)條狀高分子材料和復(fù)合材料，還適用于拉伸載荷低于裝置額定載荷的金屬材料。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述同步對(duì)稱(chēng)拉伸裝置的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明所述同步對(duì)稱(chēng)拉伸裝置的主視圖；

圖3為本發(fā)明所述同步對(duì)稱(chēng)拉伸裝置的左視圖；

圖4為本發(fā)明所述同步對(duì)稱(chēng)拉伸裝置中壓板、墊片、緊固螺釘及壓緊螺釘和拉伸樣品在滑塊上組裝后的剖視圖。

圖中，1-1—絲杠，1-2—螺母，2—軸承，3—滑塊，4—壓板，5—電機(jī)，6—主動(dòng)齒輪，7—從動(dòng)齒輪，8—緊固螺釘，9—墊片，10—壓緊螺釘，11—支撐框架，12—可編程邏輯控制器，13—限位開(kāi)關(guān)，14—拉伸樣品。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述同步對(duì)稱(chēng)拉伸裝置做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例所述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，其特征在于該裝置包括對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、支撐框架11和可編程邏輯控制器12，對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)安裝在支撐框架11內(nèi)，其一端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與可編程邏輯控制器12相連。

所述對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)由絲杠螺母副、滑塊3和壓板4組成，絲杠螺母副為兩個(gè)滾珠絲杠螺母副，平行并排安裝在支撐框架內(nèi)的一側(cè)，每個(gè)絲杠螺母副由一根具有兩段相反旋轉(zhuǎn)方向螺紋的絲杠1-1和兩個(gè)分別與兩段螺紋匹配并套接其上的螺母1-2構(gòu)成，絲杠同側(cè)的一端部穿過(guò)支撐框架位于其外側(cè)，另一端安裝在支撐框架上，滑塊為兩個(gè)，每個(gè)滑塊通過(guò)其上開(kāi)有的兩個(gè)平行的內(nèi)螺孔分別匹配套接于對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)中絲杠的兩螺紋段上，并分別與位于外側(cè)的兩個(gè)螺母固定連接，壓板為兩個(gè)，每個(gè)壓板分別通過(guò)緊固螺釘8對(duì)稱(chēng)連接在兩滑塊同側(cè)的外表面上。在壓板和滑塊之間還設(shè)置有墊片9，該墊片套接在活動(dòng)連接壓板的緊固螺釘8上，且與墊片中部對(duì)應(yīng)的壓板上還開(kāi)有一螺孔和位于其中的壓緊螺釘10，通過(guò)壓緊螺釘與壓緊墊片，可將需要測(cè)試的拉伸樣品14端部牢固的夾持在墊片與滑塊之間。

所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)5、主動(dòng)齒輪6和兩個(gè)從動(dòng)齒輪7組成，電機(jī)固定安裝在支撐框架內(nèi)另一側(cè)的下半部，并使其上緣低于拉伸機(jī)構(gòu)壓板的中心位置，其傳動(dòng)軸穿過(guò)支撐框架與位于外側(cè)的主動(dòng)齒輪連接，兩個(gè)從動(dòng)齒輪分別安裝在位于支撐框架外側(cè)的兩根絲杠端部，并相互嚙合，其中一個(gè)從動(dòng)齒輪又與主動(dòng)齒輪相互嚙合。所述電機(jī)選用步進(jìn)電機(jī)，且在步進(jìn)電機(jī)與主動(dòng)齒輪之間最好配備安裝一個(gè)減速器。

所述支撐框架11由三塊矩形板和兩根矩形條板組成，其中一塊矩形板與對(duì)稱(chēng)拉伸機(jī)構(gòu)中絲杠平行匹配，另兩塊矩形板的一端分別固定連接于其兩端，兩根矩形條板連接于另兩塊矩形板的另一端。在支撐框架上安裝絲杠的孔內(nèi)還設(shè)置有與絲杠匹配的軸承2。

所述可編程邏輯控制器12通過(guò)導(dǎo)線與電機(jī)相連，以通過(guò)電機(jī)控制兩個(gè)滑塊之間的相對(duì)移動(dòng)速度。所述可編程邏輯控制器使兩個(gè)滑塊之間的相對(duì)移動(dòng)速度在0.01～1000mm/min之間可調(diào)可控。

在與兩絲杠垂直的支撐框架一側(cè)中部還安裝有一個(gè)限位開(kāi)關(guān)13，該限位開(kāi)關(guān)通過(guò)導(dǎo)線與可編程邏輯控制器連接，一方面可控制滑塊運(yùn)行在額定行程之內(nèi)，另一方面也有利于保護(hù)電機(jī)。

上述同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置放置于如X射線衍射儀，拉曼光譜儀等測(cè)試儀器中，并確保X射線或激光以及檢測(cè)源不被擋住并能照射到測(cè)試樣品上。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中同步對(duì)稱(chēng)在線拉伸裝置與實(shí)施例1的不同之處在于，所述電機(jī)5選用伺服電機(jī)。