[发明专利]一种基于电机驱动的高温恒力加载装置及其试验方法

说明书

本发明公开了一种基于电机驱动的高温恒力加载装置及其试验方法，该装置包括支架，所述支架内安装有电机驱动机构、滚珠丝杆机构、夹持机构以及热处理炉，所述电机驱动机构与所述滚珠丝杆机构连接，所述夹持机构包括下杆和上杆，所述下杆与滚珠丝杆机构连接，所述电机驱动机构通过滚珠丝杆机构带动下杆移动；所述上杆与支架固定连接，所述下杆和上杆均连接有用于夹持试样的夹具，所述夹具和试样位于所述热处理炉内。本发明能够实现样品热处理时增加其他条件，例如施加恒定载荷(拉或压)；同时能避免因为温度升高，试样弹性模量降低，导致施加恒力发生变化，可实时调控恒力；并且仅使用一个电机，整体成本低，操作简单，可适用不同的实验环境。

技术领域

本发明涉及一种基于电机驱动的高温恒力加载装置及其试验方法，属于高温恒力加载技术领域。

背景技术

随着社会发展，对材料热处理工艺有更多需求，需要在热处理时增加其他条件，例如施加恒定载荷(拉或压)。目前该问题主要解决方案是直接悬挂重物或者使用大型设备拉伸机，同时需要定制与拉伸机相匹配的高温炉和高温拉(压)夹具。

直接悬挂重物此方案存在以下问题：由于是使用重物，可选择恒力载荷大小有限；每次试验需要多人一起安装重物，操作十分不便，且实验期间试样断裂会造成安全隐患；缺少其他试验方式，只能施加恒定拉载荷，无法施加恒定压载荷。

使用拉伸机方案存在以下问题：拉伸机及与之匹配的高温炉和高温拉(压)夹具价格昂贵，占用空间较大，试验操作复杂；另外试样热处理需要较长时间，是对拉伸机资源的浪费。因此，基于普通热处理炉开发具有恒力加载特性的简易高温恒力加载装置，具有较强的经济和应用价值。

发明内容

为了解决目前存在的上述问题，本发明提供了一种基于电机驱动的高温恒力加载装置及其试验方法。该装置能够避免因为温度升高试样弹性模量降低，从而导致施加的恒力发生变化，通过增加一个电机，实现了恒定载荷的实时调控。该装置成本低，使用方便，可适用不同的试验环境。

本发明是通过以下技术方案实现：

本发明第一个目的在于提供一种基于电机驱动的高温恒力加载装置，包括支架，所述支架内安装有电机驱动机构、滚珠丝杆机构、夹持机构以及热处理炉(100～1000℃)，所述电机驱动机构与所述滚珠丝杆机构连接，所述夹持机构包括下杆和上杆，所述下杆与滚珠丝杆机构连接，所述电机驱动机构通过滚珠丝杆机构带动下杆移动；所述上杆与支架固定连接，所述下杆和上杆均连接有用于拉伸试样或压缩试样的夹具，所述夹具和试样位于所述热处理炉炉膛内，热处理炉上下开有通孔。

在本发明的一种实施方式中，所述电机驱动机构包括电机、减速直齿轮、传动轴、锥形齿轮、锥形齿轮箱和减速直齿轮箱，所述减速直齿轮箱内设有减速直齿轮，所述电机通过减速直齿轮与传动轴连接，所述传动轴的两端设置有锥形齿轮箱，所述锥形齿轮箱内设置有两个相互啮合的锥形齿轮，其中一个锥形齿轮与所述传动轴连接，另一个锥形齿轮与所述滚珠丝杆机构连接。

在本发明的一种实施方式中，所述滚珠丝杆机构包括下支撑平台、中间移动平台和上支撑平台，所述中间移动平台位于下支撑平台与上支撑平台之间，所述中间移动平台安装有丝杆螺母和下杆，所述丝杆螺母通过螺纹连接有滚珠丝杆，所述上支撑平台安装有滚珠丝杆上支座，所述下支撑平台安装有滚珠丝杆下支座，所述滚珠丝杆的两端分别与滚珠丝杆上支座和滚珠丝杆下支座连接。

在本发明的一种实施方式中，所述下支撑平台与上支撑平台之间还设置有导轨支柱，所述导轨支柱穿设于所述中间移动平台内。

在本发明的一种实施方式中，所述上支撑平台设有通孔，所述下杆穿过所述通孔并与中间移动平台固定连接。

在本发明的一种实施方式中，可更换夹具进行拉伸实验，所述夹具包括第一拉伸夹具和第二拉伸夹具，所述第一拉伸夹具设有拉伸夹具螺栓孔，所述第二拉伸夹具设置有拉伸夹具螺栓，所述拉伸夹具螺栓穿入所述拉伸夹具螺栓孔内并通过拉伸夹具螺母将第一拉伸夹具和第二拉伸夹具紧固在一起。