[发明专利]超大载荷拉伸试验机缓冲装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构件在超大拉伸载荷作用下发生破坏时拉伸试验机的缓冲装置，采用液压缓冲缸和弹簧两级串联缓冲，提出了通过调整缓冲时间来控制液压缓冲缸缓冲效果的方法，实现超大载荷试验机的缓冲设计与保护，特别涉及超大载荷结构件的力学性能测试，属于超大载荷力学测试技术与安全领域。

背景技术

随着机械工业的迅速发展，传统的小吨位材料试验机已不能满足建筑物、桥梁、仪器及船舶等结构对于大型零部件性能测试的试验要求。实践证明，通过加载小吨位试件得到试验数据，进而推算得到零部件在实际大吨位载荷下的性能是不够合理和准确的。因此，直接进行原尺寸零部件在实际工作状态下的性能测试，得到所需的性能参数，对于科学研究和工程应用都是十分必要的。超大载荷结构件拉伸试验机是一种通过液压加载，可对试样施加上千吨拉伸载荷的力学性能测试试验机。在试验过程中，当试样达到强度极限、断裂的瞬间，夹头会产生一个相当大的冲量。因此，作为安全保护装置的缓冲系统的设计是十分重要和必需的，它能在夹头的行程终端提供缓冲，吸收并转化冲击载荷的动能，从而尽可能地减小机械冲击的不良影响。

缓冲器作为一种常用的缓冲系统，在许多减振隔声、抗冲击等领域得到了广泛的应用。根据缓冲器的结构特征和工作原理不同，缓冲器一般有以下几种类型：摩擦式缓冲器，橡胶式缓冲器，弹簧式缓冲器，气动缓冲器和液压缓冲器和等。摩擦式和橡胶式缓冲器的特点是结构简单、外形尺寸和重量小、制造成本低，但容量小且性能不稳定。弹簧式缓冲器具有结构简单、制造方便、可靠性高、降低噪音、能按照要求设计缓冲规律、成本低等优点，但由于弹簧长期使用之后，往往因缺乏弹性而出现疲软现象，反应不够灵敏；并且缓冲后有回弹现象，重复数次缓冲才能结束，当冲击动能巨大时，回弹严重，缓冲不够平稳。液压缓冲器具有容量大、性能稳定、便于调整、反弹速度小等优点，其较好的阻抗特性可以提高缓冲的平稳性。但是，缓冲系统结构较为复杂，可靠性较低，制造成本较高，控制较为复杂，缓冲效果受密封效果和密封器件的寿命影响较大。因此，如何提高缓冲过程的平稳性、可靠性和结构的使用寿命，简化缓冲系统地控制理论和方法，是缓冲器结构设计过程中需要重点考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超大载荷结构件拉伸试验机的缓冲装置，缓冲装置采用液压缓冲缸和弹簧两级串联缓冲，提出了通过调整缓冲时间来控制液压缓冲缸缓冲效果的方法，实现对于结构件在实际超大拉伸载荷工作状态下发生破坏时的缓冲系统的设计与研究。本发明从缓冲装置和控制理论上进行了创新，建立了超大载荷拉伸试验机的缓冲系统，增强了超大载荷拉伸试验的安全性，可行性高，操作简单。

本发明提供的技术方案如下：

一种超大载荷结构件拉伸试验机的缓冲装置，包括夹具2，主夹头3，副夹头4，位移传感器(诸如引伸计、应变计等)5，缓冲杆6，缓冲挡环(安全限位用)7，加载油缸8，导轨9，力传感器(电阻应变片传感器、压电传感器、电容式传感器、电感式传感器等)10，液压缓冲缸座11、液压缓冲缸12，弹簧13，复位缸(气动复位缸、液压复位缸等)14、缓冲缸活塞15和缓冲缸缸筒16，如图1、图2所示。

其中，副夹头4固定连接在试验机上，导轨9的一端固定在副夹头4上，导轨9的另一端与主夹头3连接，主夹头3位于试验机上，且只能沿着导轨9移动；夹具2固定连接在主夹头3和副夹头4上；加载油缸8固定连接在主夹头3上，用于驱动主夹头3对试件进行加载；力传感器10固定连接在副夹头3上，用于测量加载力；四个液压缓冲缸座11分别固定连接在主夹头3和副夹头4上，液压缓冲缸12与连接在主夹头3上的液压缓冲缸座11固定连接，缓冲杆6穿过液压缓冲缸座11和液压缓冲缸12，保证缓冲过程只能沿着缓冲杆6轴线的方向进行；弹簧13一端与液压缓冲缸12固定连接，另一端与缓冲杆6的一端固定连接；缓冲杆6靠近副夹头4的一侧上固定连接有缓冲挡环7，可起到安全限位的作用；液压缓冲缸12由缓冲缸活塞15和缓冲缸缸筒16组成，缓冲缸活塞15与缓冲杆6固定连接；主夹头3上固定连接有复位缸14，可将加载后主夹头3恢复到加载前的位置。

一种超大载荷结构件拉伸试验机，所述试验机包含上述的缓冲装置。

使用上述超大载荷结构件拉伸试验机的缓冲装置进行测试的步骤如下：

步骤101，将试件1与主夹头3和副夹头4上的夹具2固定连接；

步骤102，将位移传感器5固定在试件1上；

步骤103，将缓冲杆6上靠近副夹头4一侧的缓冲挡环7设置完毕，设定缓冲时间；