[发明专利]电动缸式单轴加载机

说明书

技术领域

本发明属于仪器仪表技术领域，涉及材料试验机技术领域中的电子式万能试验机类别，具体涉及一种电动缸式单轴加载机。

背景技术

材料试验机作为一类重要的试验仪器广泛应用于冶金、机械、化工、汽车、航空、航天等各个行业，尤其是电子式万能材料试验机应用更为普遍。已有的电子式万能材料试验机其机械结构基本上为双丝杠龙门式和单臂式两类；双丝杠龙门式结构是由电动马达驱动两根丝杠带动动横梁移动，实现对动横梁和底座或者上横梁之间的试件施加轴向作用力；单臂式结构是由电动马达驱动单根丝杠带动一个悬臂梁沿着一根导向柱移动，对悬臂梁与底座或者上梁之间的试件施加轴向作用力；单臂式电子式万能试验机多为小规格机器。这些机器机械结构较为复杂，成本较高，刚性较低，且作为万能试验机，由于上述双丝杠龙门式和单臂式两类试验机，其动横梁和夹持装置为固定在导向立柱上，不能做旋转运动，所以不能做扭转试验。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电动缸式单轴加载机，解决现有技术中存在的结构复杂、成本高、刚性低及不能做扭转试验的问题。

为实现上述目的，本发明的电动缸式单轴加载机包括主机框架、电动缸和检测与电控系统；所述电动缸的输出端固定连接有动横梁，所述主机框架是由立柱和上横梁和底座构成的龙门形架构，在所述动横梁底部和底座的上面之间安装有工件夹持装置和测力传感器，电动缸位于整体的上部、主机框架的顶端；电动缸输出直线运动，带动动横梁沿所述立柱作直线滑动，限制动横梁的旋转运动，所述检测与控制系统控制电动缸实现对工件施加载荷的方向和大小，通过检测系统检测工件所受载荷方向、大小及工件的变形和位移实验数据，本过程为全数字闭环控制。

所述立柱的个数为两根或四根。

所述电动缸是一个中空的力矩伺服电机，所述力矩伺服电机的转子与滚珠丝杠的螺母A同轴固定连接，所述滚珠丝杠的螺母通过轴承作用在机架上；所述力矩伺服电机的转子转动带动螺母A旋转，在动横梁防转的前提下，驱动滚珠丝杠作直线运动，输出位移和推力，带动动横梁实现上下往复运动。

所述电动缸通过一个伺服电动机及同轴减速器带动同步带轮A转动，同步带轮B与螺母B连接固定为一个整体即同步带轮B旋转螺母B旋转，并通过轴承作用于机架上，同步带轮A通过同步带带动螺母B转动，进而驱动滚珠丝杠作直线运动，输出位移和推力，带动动横梁实现上下往复运动，所述同步带传动机构设置有同步带张紧机构。

所述同步带张紧机构包括胀套、偏心轴和张紧轮，张紧轮空套在偏心轴上，偏心轴的一端通过胀套紧固在壳体上，另一端圆柱形体与壳体孔采用过渡配合，所述同步带与所述张紧轮接触，转动偏心轴对同步带施加径向位移，实现对同步带的张紧，通过胀套进行紧固。

所述动横梁通过滑套与所述立柱接触，所述滑套上设置有导向与防转机构，所述导向与防转机构包括滑套座、螺栓和楔形块，所述滑套通过螺钉与滑套座连接，滑套座通过螺栓固定在动横梁上；所述滑套与所述立柱的采用滑动摩擦的接触方式，滑套座通过楔形块由螺栓固定在动横梁上；楔形块成对安装，通过拧螺钉使两块楔形块相向移动，调节滑套与导向立柱滑动配合的间隙。

所述电动缸的输出端、动横梁、主机框架、试件夹持装置和测力传感器的中心线同轴。

本发明的有益效果为：本发明的电动缸式单轴加载机通过电动缸驱动实现对试件施加轴向静态或者动态力负荷，主要应用于电子式试验机，其特点结构较简单、成本低，另外，工件夹持装置可更换，龙门架框的立柱为两根或四根，提高机器的刚性，并且可以承担较大的扭矩，将导向防转机构中防转功能取消，即实现电动缸带动工件加持装置作旋转运动，进而实现材料的扭转试验。

附图说明

图1为本发明的电动缸式单轴加载机结构原理图；

图2为本发明的空心转子电机直驱式电动缸；

图3为本发明的伺服电机减速器驱动式电动缸；

图4为本发明中的同步带张紧机构结构示意图；

图5为本发明中的导向与防转机构结构示意图；

图6为图5的A-A剖视图；

图7为本发明作为电动缸型万能材料试验机的结构示意图；