一种用于测试圆柱体弹性试件块性能的应力试验装置

1.本实用新型涉及一种用于测试圆柱体弹性试件块性能的应力试验装置,属于材料力学性能测试技术领域。


背景技术：

2.钢轨扣件的弹性垫板是关系铁路减震性能的重要部件，其力学特性和疲劳性能关乎铁路的安全。弹性的钢轨扣件垫板能有效减少车列驶过钢轨时产生的振动，故需要对弹性试件大数次的性能测试，以确定弹性垫板的力学特性，保证扣件垫板所使用的弹性材料在其寿命期内能正常工作，保证工程安全。但在对弹性垫板进行力学疲劳试验时，若用普通的夹具进行大数次加载试验时，试件在受到力加载后会不断地弹跳偏移，最终偏离应力传感器的检测位置，甚至损坏疲劳测试仪。另外在大数次试验证明，每次试件经历疲劳试验后试件直径会发生一定的变化，故需要可以灵活调节夹具开口。
3.如何改进现有的弹性试件夹具，使其能够限制试件的位置同时能灵活调节其尺寸，是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种用于测试圆柱体弹性试件块性能的应力试验装置，通过测试扣件弹性垫板上的一个圆柱体部件的力学特性来反映整个弹性垫板的疲劳性能，同时可以满足限制弹性试件活动的需求。
5.本实用新型采取以下技术方案：
6.一种用于测试圆柱体弹性试件块性能的应力试验装置，包括载物台1、可活动夹具4、旋钮5；所述载物台1具有一空腔，所述空腔内设有一十字形的底盘凹槽8；所述可活动夹具4设于所述空腔内，包括大齿轮及位于所述大齿轮内部的四个滑块组，所述滑块组由较大圆柱体滑块13、较小圆柱体滑块14及两者之间的连接板组成；所述较大圆柱体滑块13、较小圆柱体滑块14底部的第一插口22限位于所述底盘凹槽8内；所述大齿轮上具有螺旋状的4个导向槽16，所述较小圆柱体滑块14顶部的第二插口15限位于所述导向槽16内；大齿轮周围具有锥齿轮部17；所述旋钮5末端具有与所述锥齿轮部17啮合的传动齿轮20。
7.优选的，所述载物台1内部设置相互连接的传感器应变片18和传感器处理单元19，所述传感器处理单元19分别连接传感器电源接口6和传感器数据接口7。
8.优选的，还包括伸缩支撑部件、压力杆；所述伸缩支撑部件设于所述载物台上，并对压力杆进行支撑，所述压力杆设于所述可活动夹具4正上方。
9.进一步的，所述伸缩支撑部件包括支撑杆2以及沿支撑杆2伸缩的活塞杆3。
10.更进一步的，活塞杆3为圆柱体，底部开用一个1mm深的凹槽；活塞杆3与支撑杆2均为可以伸缩的液压结构。
11.优选的，旋钮设置于载物台的一侧。
12.优选的，传感器应变片18为正方形薄片。
13.优选的，活塞杆3底部开设有凹槽。
14.本实用新型的有益效果在于：
15.1)在活塞杆的底部和载物台中央设有开口，可以将弹性试件放入开口处，在疲劳试验中固定弹性试件的位置，在连续大数次的动态加载试验中限制橡胶块的移动，防止橡胶块的弹跳偏移，干扰试验的进行和数据的收集。
16.2)载物台上的装置可以改变中部开口的孔径大小，可以放置不同尺寸的试件，适应不同试验要求；可以通过旋转设置在载物台一侧的旋钮调节开口大小，操作方便。
17.3)将应力传感器安置于载物台中夹具下，当弹性试件放入夹具中后，即可获得弹性试件初始的质量、弹性性能、直径、高度等数据。
18.4)该装置结构简单，维护方便，易于拆卸，成本低廉。
附图说明
19.图1为本实用新型的总体结构示意图；
20.图2为载物台结构示意图；
21.图3为可活动夹具的内部结构示意图；
22.图4是滑块的上部的示意图。*
23.图5是滑块的下部的示意图。
24.图6为大齿轮的示意图；
25.图7为传感单元的示意图；
26.图8为旋钮的结构示意图；
27.图9活塞杆与支撑杆的结构示意图。
28.其中，1—载物台，2—支撑杆，3—活塞杆，4—可活动夹具，5—旋钮，6—传感器电源接口，7—传感器数据接口，8—底盘凹槽，9—大齿轮，10—滑块，11—旋钮，12—传感器，13—较大的圆柱体滑块，14—较小的圆柱体滑块，15—第二插口，16—导向槽，17—锥齿轮部，18*—传感器应变片，19—传感器处理单元，20—传动齿轮，21—活塞杆底部凹槽，22.第一插口。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。
30.参见图1-图9*，一种用于测试扣件弹性垫板疲劳特性的应力试验装置，包括载物台1、支撑杆2、活塞杆3。活塞杆3为圆柱体，其中部为可以伸缩的液压结构，底部开用一个1mm深的凹槽21。支撑杆2也被设计为可以伸缩的液压结构，可以控制活塞杆的高度。载物台1中央位于压力杆正下方开有深5mm的凹槽，其内部设有一个可活动夹具4，可活动夹具底部设有片状传感元件18。
31.所述的可以活动的机械结构以如图3所示的方式放置四个滑块10，四个滑块10沿开口底部的凹槽轨迹滑动，形成可以夹持圆柱体试件的开口，可用于固定不同直径的试件。各个滑块一侧的圆柱体通过插槽连接底盘，另一侧圆柱体与大齿轮9上的凹槽16相连，通过大齿轮9传动，滑块沿着底盘轨迹滑动可以控制开口的大小，从而可以固定不同尺寸的试件，满足试验对固定不同尺寸试件的需要。
32.参见图3，一对相互垂直摆放的齿轮大齿轮9和长杆的传动齿轮20，长杆的传动齿轮20另一端连接一个旋钮5，设置于载物台的一侧，这样设计可以方便实验员操作装置，实验员可以在装置侧面就能转动旋钮，带动传动齿轮20的转动，进而带动整个装置活动。大齿轮9被设计为圆环结构，外侧一圈设计为锥齿轮齿部17，能接收来自传动齿轮20的传动，内侧等距均匀设置四道凹槽16，以带动滑块10的滑动。
33.参见图4-5，滑块10被设计为两个不同高度圆柱体13、14通过一个连接杆相连的结构，较高的圆柱体底部设有插口15，卡入底盘的滑槽8中；另一侧圆柱体顶部和底部都设有插口15，其底部的插口也插入底盘的凹槽8，固定滑块的运动姿态，顶部插口插入大齿轮的凹槽16。这样的设计可以将四个滑块相互配合形成开口，同时也方便控制开口的放缩，生产也方便。
34.旋钮5被设置于装置的一侧，以方便操作。当实验员正对着试验台站立时，他就可以轻松地握住位于夹具侧面的旋钮，将夹具调节到想要的尺寸。旋钮的侧面上设有度数，对应开口能夹持的试件的最大直径，方便使用者手动调节。
35.以测量一块扣件橡胶垫板的力学性能为例，在具体实施过程中，从垫板上取下一个圆柱体的试件，以测量弹性垫板上的一个圆柱体试件的疲劳性能来反映整个垫板的力学性能，先测量试件的高度、直径等数据，后通过油泵升起支撑杆，抬高活塞杆的高度至可以放入试件即可。向载物台中央的夹具开口放入试件，后通过转动旋钮缩小开口直径至刚好限制夹具，可获取传感器的初始数据。降低活塞杆的高度至活塞杆底部碰到试件顶部，传感器的压力读数发生变化，后可以开始试验。
36.考虑到每次加载试验后试件的高度直径等数据都会发生变化，故在每次试验中断后需重新测量高度直径等数据。试验中断后抬升活塞杆，取出试件，重新测量试件高度直径，重新调整夹具开口，放入试件，后降低活塞杆，重新开始试验。
37.本实施例体现的创新之处在于在载物台上设有一种可活动的滑块机构，用旋钮控制，通过齿轮传动，以克服试件在受到力加载后会不断地弹跳偏移的现有技术问题。本实用新型可在疲劳试验中限制试件的移动，同时可以调节开口的大小以满足试验的需要。
38.以上是本发明的优选实施方式，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本实用新型总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本实用新型要求保护的范围之内。