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专利名称：应力环自动加载装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种机械测试技术领域的装置，具体是一种用于抗硫化氢应力腐
蚀测试的应力环自动加载装置。
背景技术：
硫化氢对钢等工程材料具有很大的腐蚀破坏作用，尤其是在应力条件下。为了提 高材料的抗硫化氢应力腐蚀能力，需要进行抗硫化氢应力腐蚀测试，以便对试件制备工艺 中影响测试结果的因素，如尺寸精度、表面粗糙度等进行研究。抗硫化氢应力腐蚀测试采用 美国标准NACE0177-2005中的方法(即酸性溶液浸泡法)，采用该方法首先需要解决的问题 是如何对应力环进行压力加载，利用应力环弹性恢复实现对安装在应力环内的试件加载， 使试件内产生拉应力。目前，现有的加载方法主要借助人力手动加载，用测量应力环形变位 移的方法来间接推算应力环上的压力值，这种方法不但加载准确度不高，无法满足实际测 试的精度要求，而且费时费力，效率低下，使用极为不便。 经过对现有技术的检索发现，在科技期刊《理化检验_物理分册》2003年第12期， 名称为"应力环在氢脆控制试验中的应用"的文献中，采用拉力试验机对应力环进行加载， 在应力环内放置千分表，通过千分表的读数来间接推算应力环的加载压力。由于是通过检 测位移来间接测量应力环所受的实际压力，中间存在误差，所以该现有技术存在精度有限 且实时性受到限制的特点，不能实时在线读出应力环的实际加载压力，而且需要拉力试验 机，费用较高。

发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种抗硫化氢应力腐蚀测试的应力环 自动加载装置，实现加载力为0. l-40KN的负荷加载。 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括机架、传动加压机构和应力环定 位板，其中应力环定位板水平设置于机架底部，传动加压机构位于机架内且垂直设置于应 力环定位板上方。 所述的传动加压机构包括步进电动机、同步带传动机构、竖直驱动机构和联接加 压机构，其中步进电动机固定设置于机架上部并与同步带传动机构的一端相连，同步带传 动机构的另一端与竖直驱动机构相连接，竖直驱动机构竖直设置于机架上部，联接加压机 构固定设置于竖直驱动机构的下端，待加压应力环的上方。 所述的竖直驱动机构包括滚珠丝杠螺母副、溜板、直线导轨、轴承套件和光轴，其 中两根直线导轨分别竖直设置于机架内，轴承套件固定设置于直线导轨之间，滚珠丝杠螺 母副套接于轴承套件内并与同步带传动机构相连，溜板水平固定设置于滚珠丝杠螺母副的 下端并与两根直线导轨滑动接触，两根光轴分别竖直设置于溜板的下端面并与联接加压机 构相连。
所述的机架内设有防扭转机构和安全限位机构，其中防扭转机构和安全限位机构竖直设置于机架内且分别平行于传动加压机构。 本发明应力环加载开始前，溜板及加压装置位于上极限位置，将应力环装置正确 安装在定位板上，用防扭转机构将试件固定。然后控制步进电动机带动同步带轮传动，并驱 动丝杠转动，溜板沿直线导轨向下运动，使加压件与应力环接触，此时丝杠螺母继续驱动溜 板向下运动，压力传感器与联结板相接触，通过加压件对应力环施加载荷。当达到所需加载 压力时，电动机停转，工作人员将试件旋紧固定完毕后，电动机反转带动溜板、压力传感器 和加压装置向上运动并回到初始的上极限位置，这样完成一次加载过程，利用压力环的弹 性恢复将试件拉紧，从而实现对试件进行长时间应力加载的功能。 本发明具有以下特点实现了抗硫化氢腐蚀测试的压力环自动化加载，具有加载 快速平稳、定位准确、可靠性高、省时高效、实用性强等特点，可以满足一系列抗硫化氢应力 腐蚀测试的压力环加载需要。


图1为本发明结构示意图；
其中a为主视图，b为侧视图。
具体实施例方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。 如图la和图lb所示，本实施例包括机架1、传动加压机构2和应力环定位板3， 其中应力环定位板3水平设置于机架1底部，传动加压机构2位于机架1内且垂直设置于 应力环定位板3上方。 所述的传动加压机构2包括步进电动机4、同步带传动机构5、竖直驱动机构6和 联接加压机构7，其中步进电动机4固定设置于机架1上部并与同步传动机构5的一端相 连，同步带传动机构5的另一端与竖直驱动机构6相连接，竖直驱动机构6竖直设置于机架 1上部，联接加压机构7固定设置于竖直驱动机构6的下端，且位于待加压应力环的上方。
所述的竖直驱动机构6包括滚珠丝杠螺母副8、溜板9、直线导轨10、轴承套件11 和光轴12，其中两根直线导轨10分别竖直设置于机架1内，轴承套件11固定设置于直线 导轨10之间，滚珠丝杠螺母副8套接于轴承套件11内并与同步带传动机构5相连，溜板9 水平固定设置于滚珠丝杠螺母副8的下端并与两根直线导轨10滑动接触，两根光轴12分 别竖直设置于溜板9的下端面并与联接加压机构7相连。 所述的联接加压机构7包括压力传感器13和加压套件14。压力传感器13固定 在溜板9的下端面，加压套件14固定在光轴12的下端。 所述的机架1内设有防扭转机构15和安全限位机构16，其中防扭转机构15和 安全限位机构16竖直设置于机架1内且分别平行于传动加压机构2。 所述的防扭转机构15包括直杆17、调节滑块18和卡钳19，其中直杆17竖直固 定设置于机架1上，调节滑块18套接于直杆17上并与卡钳19固定连接，卡钳19与应力环 中的试件相接触。
所述的安全限位机构16包括感应开关20、极限开关21和金属薄片22，其中两 组感应开关20和极限开关21分别固定设置于机架1上传动加压机构2的上下极限位置， 金属薄片22固定设置于溜板9上，并随溜板9 一起做垂直方向的运动，兼作感应开关20的 检测对象和行程挡块，确保溜板9行程不超过上下极限位置。 下面参照附图介绍本实施例的工作过程应力环加载开始前，溜板9位于上极限 位置，将应力环正确安装在定位板3上，用防扭转机构15将试件固定。控制步进电动机4 带动同步带传动机构5将动力传递到滚珠丝杠螺母副8并驱动滚珠丝杠转动，使丝杠螺母 带动溜板9、压力传感器13、光轴12和加压套件14一起沿直线导轨10向下运动，使加压套 件14与应力环接触并保持此状态不变。滚珠丝杠螺母副8继续驱动溜板9及压力传感器 13向下运动，直至压力传感器13与加压套件14相接触，并对应力环施加载荷。当达到所需 加载压力时，步进电动机4停转，工作人员将试件旋紧固定完毕后，步进电动机4反转带动 溜板9、压力传感器13和加压套件14向上运动回到初始的上极限位置，这样完成一次加载 过程。 与现有技术相比，本实施例具有以下特点1、专用的应力环加载装置，与通用的拉 力试验机相比，结构简便易行，费用低；2、采用压力传感器实时测量对应力环所施加的压 力，代替了现有技术中采用千分表测量位移来间接测量应力环加载压力的方法，不但精度 高，而且实时性好，易于试验人员操作。
权利要求
一种抗硫化氢应力腐蚀测试的应力环自动加载装置，包括机架、传动加压机构和应力环定位板，其中应力环定位板水平设置于机架底部，传动加压机构位于机架内且垂直设置于应力环定位板上方，其特征在于所述的传动加压机构包括步进电动机、同步带传动机构、竖直驱动机构和联接加压机构，其中步进电动机固定设置于机架上部并与同步带传动机构的一端相连，同步带传动机构的另一端与竖直驱动机构相连接，竖直驱动机构竖直转动设置于机架上部，联接加压机构固定设置于竖直驱动机构的下端且与待测应力环相接触。
2. 根据权利要求1所述的抗硫化氢应力腐蚀测试的应力环自动加载装置，其特征是， 所述的竖直驱动机构包括滚珠丝杠螺母副、溜板、直线导轨、轴承套件和光轴，其中两根 直线导轨分别竖直设置于机架内，轴承套件固定设置直线导轨之间，滚珠丝杠螺母副套接 于轴承套件内并与同步带传动机构相连，溜板水平固定设置于滚珠丝杠螺母副的下端并与 两根直线导轨滑动接触，两根光轴分别竖直设置于溜板的下端面并与联接加压机构相连。
3. 根据权利要求1所述的抗硫化氢应力腐蚀测试的应力环自动加载装置，其特征是， 所述的联接加压机构包括压力传感器和加压套件，其中压力传感器固定在溜板的下端 面，加压套件固定在光轴的下端。
4. 根据权利要求1所述的抗硫化氢应力腐蚀测试的应力环自动加载装置，其特征是， 所述的机架内设有防扭转机构和安全限位机构，其中防扭转机构和安全限位机构竖直设 置于机架内且分别平行于传动加压机构。
5. 根据权利要求4所述的抗硫化氢应力腐蚀测试的应力环自动加载装置，其特征是， 所述的防扭转机构包括直杆、调节滑块和卡钳，其中直杆竖直固定设置于机架上，调节 滑块套接于直杆上并与卡钳固定连接，卡钳与传动加压机构相接触。
6. 根据权利要求4所述的抗硫化氢应力腐蚀测试的应力环自动加载装置，其特征是， 所述的安全限位装置包括感应开关、极限开关和金属薄片，其中两组感应开关和极限开 关分别固定设置于机架上传动加压机构的上下极限位置，金属薄片固定设置于溜板上，并 随溜板一起做垂直方向的运动。
全文摘要
一种机械测试技术领域的抗硫化氢应力腐蚀测试的应力环自动加载装置，包括机架、传动加压机构和应力环定位板，其中应力环定位板水平设置于机架底部，传动加压机构位于机架内且垂直设置于应力环定位板上方，所述的传动加压机构包括步进电动机、同步带传动机构、竖直驱动机构和联接加压机构，其中步进电动机固定设置于机架上部并与同步带传动机构的一端相连，同步带传动机构的另一端与竖直驱动机构相连接，竖直驱动机构竖直转动设置于机架上部，联接加压机构固定设置于竖直驱动机构的下端且与待测应力环相接触。本发明通过精简的结构实现加载力为0.1-40KN的负荷加载。
文档编号G01N3/56GK101793653SQ20101010875
公开日2010年8月4日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者桂明祥, 王海丽, 胡德金, 裴景玉, 谢剑峰 申请人:上海交通大学