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技術 複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台

出願人 東北大学
発明者 羅忠馬輝王菲于清文孫偉林君哲李朝峰李暉李鶴韓清凱聞邦椿
出願日 2018年6月6日 (2年8ヶ月経過) 出願番号 2019-565524
公開日 2020年9月17日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-528135
状態 未査定
技術分野 機械的応力負荷による材料の強さの調査
主要キーワード 楔形構造 楔形ブロック レーザ変位センサー セルフロック効果 セルフロック性 損傷メカニズム 圧縮モータ 普通旋盤
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題

複合材料軸引張・圧縮曲げねじり振動総合性能試験台を提供すること。

解決手段

引張圧縮ユニットと、曲げユニットと、ねじりユニットと、振動ユニットと、を含む複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台に関し、クランプ装置固定端は、ワークテーブルに固定され、引張圧縮、曲げ、ねじりの3つの単一荷重載荷及び複数の荷重組合せの静的載荷試験統合し、引張圧縮、曲げ、ねじりの任意の組み合わせ状態において、回転運動を実現できるため、振動試験を実施でき、実際の生産中の異なる作業条件シミュレートし、組合せ荷重載荷の荷重空間結合モデル構築して、複数荷重が材料性能に及ぼす影響及びその他性能パラメータ変更規則の研究のために効果的な試験台を提供し、一定の程度において実際の複雑な作業条件下での材料の変形や損傷メカニズムの模索を推進し、現在の技術に存在する操作が複雑で、互換性が低い等の問題を解決し、簡単な操作、高統合性コンパクトな構造、多様なテストモード、豊富試験内容等といった特徴をもっている。

概要

背景

人類の文明誕生以来、材料は人間の生活と密接に関連している。産業科学技術の急速な発展に伴い、材料は人々の日常生活浸透するだけでなく、航空宇宙海洋工学医用生体工学メカトロニクスマイクロエレクトロニクスなどの分野でも広く使用されている。実際の使用条件下での材料の損傷メカニズム及び性能進化法則に関する研究が不十分であるため、材料の不適切な選択又はメンテナンスタイムリーにできない等の状況により材料破壊時々発生し、それらによって引き起こされる重大事故は多数あり、資源の効果的な利用を妨害するだけでなく、人々の生命財産の安全を著しく脅かす

圧力変動、頻繁な断続的な操作、複雑な外力などのさまざまな作業条件下において、設備寿命は、材料の引張圧縮ねじり曲げ振動の一方向の静的特性又は動的特性によって決まるだけでなく、引張圧縮、曲げ、ねじり、振動の相互作用にもよって決まる。複雑な作業条件下での静的や動的材料特性は、直接現代産業機器の安全性に直接関係してくる。これにより、材料の安定した信頼性の高い使用を確保するため、各種材料の製品品質測定、製造プロセスの品質管理材料科学研究及び教学試験内において材料の力学的性質試験及び材料に対し引張圧縮、曲げ、ねじり、振動の複合状態及び疲労の相互作用における研究を実施する必要があった。

現在、ほとんどの材料性能試験装置は、単一の力学特性又は静的や動的荷重についてそれぞれ基本的な試験に限定されている。従来の試験方法は、実際の複雑な作業条件で材料の使用性能を完全に研究することはできないため、引張圧縮、曲げ、ねじり、振動の複合荷重作用における材料の力学的性能及び損傷メカニズムを研究し、異なる作業条件下での材料の応力状態シミュレートし、また材料の活用理論的根拠を提供する総合性能試験は材料の活用において重要な指導的役割を果たし、ある程度において実際の複雑な作業条件下での材料の変形や損傷メカニズムの模索を推進し、社会経済の発展にもプラスの効果が発生する。現在の技術に存在する操作が複雑で、互換性が低い等の問題を解決し、簡単な操作、高統合性コンパクトな構造、多様なテストモード、豊富試験内容等といった特徴を持っている。

概要

複合材料軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台を提供すること。 引張圧縮ユニットと、曲げユニットと、ねじりユニットと、振動ユニットと、を含む複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台に関し、クランプ装置固定端は、ワークテーブルに固定され、引張圧縮、曲げ、ねじりの3つの単一荷重載荷及び複数の荷重組合せの静的載荷試験統合し、引張圧縮、曲げ、ねじりの任意の組み合わせ状態において、回転運動を実現できるため、振動試験を実施でき、実際の生産中の異なる作業条件をシミュレートし、組合せ荷重載荷の荷重空間結合モデル構築して、複数荷重が材料性能に及ぼす影響及びその他性能パラメータ変更規則の研究のために効果的な試験台を提供し、一定の程度において実際の複雑な作業条件下での材料の変形や損傷メカニズムの模索を推進し、現在の技術に存在する操作が複雑で、互換性が低い等の問題を解決し、簡単な操作、高統合性、コンパクトな構造、多様なテストモード、豊富な試験内容等といった特徴をもっている。

目的

従来の試験方法は、実際の複雑な作業条件で材料の使用性能を完全に研究することはできないため、引張圧縮、曲げ、ねじり、振動の複合荷重作用における材料の力学的性能及び損傷メカニズムを研究し、異なる作業条件下での材料の応力状態をシミュレートし、また材料の活用の理論的根拠を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複合材料軸引張・圧縮曲げねじり振動総合性能試験台であって、引張圧縮ユニットと、曲げユニットと、ねじりユニットと、振動ユニットと、を含み;クランプ装置固定端(100)は、ワークテーブル(10)に固定され、クランプ装置の自由端(200)が前記ねじりユニットに固定され;前記ねじりユニットは、前記自由端(200)の引張圧縮サポートユニット(13)に固定され;前記引張圧縮ユニットは、前記引張圧縮サポートユニット(13)を含み、前記引張圧縮サポートユニット(13)の下部にネジ穴穿設され、前記ネジ穴が第1リードスクリュー(21)に適合し、前記第1リードスクリュー(21)がウォームギア(22)と同軸で回転し、前記ウォームギア(22)がウォーム(23)と噛み合い、前記ウォーム(23)が引張圧縮モータ(24)の出力側に固定され;前記ねじりユニットは、ねじりモータ(4)を含み、前記ねじりモータ(4)の出力軸駆動ギア(3)に固定され、前記駆動ギア(3)がアイドルギア(2)と噛み合い、前記アイドルギア(2)が従動ギア(1)と噛み合い、前記従動ギア(1)が前記クランプ装置の自由端(200)に固定され;前記曲げユニットは、曲げ支持ベース(7)を含み、前記曲げ支持ベース(7)の下部にネジ穴が穿設され、前記ネジ穴が第2リードスクリュー(16)に適合し、前記第2リードスクリュー(16)が手動ウォームギア(15)と同軸で回転し、前記曲げ支持ベース(7)の上方に貫通穴が設けられ、前記貫通穴内に軸受が設けられ、曲げチャック(5)がチャックホルダ(6)に固定され、前記チャックホルダ(6)が軸受孔内に設けられ;前記振動ユニットの振動は、上述前記の曲げユニットによるワークピース(9)の偏心回転で引き起こされ;前記自由端(200)の前記引張圧縮サポートユニット(13)と前記ワークピース(9)との間に張力又は圧力を検出するためのスポークタイプ張力圧力センサー(20)が設けられ、引張圧縮時の前記ワークピース(9)の軸方向の長さの変化を測定するためのレーザ変位センサー(19)をさらに含み、前記レーザ変位センサー(19)は支持枠(8)に固定され、前記支持枠(8)が前記ワークテーブル(10)に固定され;トルクセンサー(11)は、前記クランプ装置の固定端(100)に設けられ、ねじりで生じるトルクを検出するために用いられ;マイクロ変位センサー(17)は、前記曲げチャック(5)に設けられ、曲げたわみを検出するために用いられ;振動は、走査型レーザドップラー振動計(18)で計測され、前記走査型レーザドップラー振動計(18)が前記支持枠(8)に設けられ;前記クランプ装置の固定端(100)及び前記自由端(200)の前記引張圧縮サポートユニット(13)にはいずれも軸受(29)が設けられ、両端の引張圧縮連結軸(12)は、いずれも前記軸受(29)に固定され、前記引張圧縮連結軸(12)の他端がクランプ本体(14)に固定され、前記ワークピース(9)が2個の前記クランプ本体(14)に固定されることを特徴とする複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台。

請求項2

前記手動ウォームギア(15)は、手動ウォーム(25)と噛み合っており、前記手動ウォーム(25)の一端にはハンドル(26)が設けられる請求項1に記載の複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台。

請求項3

前記曲げチャック(5)に4つのジョーが設けられ、このうちの1つは駆動ジョー(503)であり、前記駆動ジョー(503)は、前記曲げチャック(5)の半径方向に沿って移動でき;位置決めジョー(501)は、前記駆動ジョー(503)に対応し、前記駆動ジョー(503)、前記位置決めジョー(501)の位置決め面が前記ワークピース(9)の外形マッチし;残りの2つは、バランスジョー(502)であり、前記バランスジョー(502)には前記曲げチャック(5)からもたらされる振動を打ち消すための可動釣合おもりが設けられ;前記ジョーの外側には曲げによる変形を維持するための取り外し可能な拡張スリーブが設けられる請求項1に記載の複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台。

請求項4

前記クランプ装置の固定端(100)の前記引張圧縮連結軸(12)には電磁クラッチ(28)が設けられ、前記電磁クラッチ(28)が閉じている時、前記引張圧縮連結軸(12)の回転を制限し;前記固定端(100)の前記引張圧縮連結軸(12)にはトルクリミッタ(27)が更に設けられ、前記トルクリミッタ(27)の一側が前記ワークピース(9)に接続され、他側が前記トルクセンサー(11)に接続され、前記トルクセンサー(11)が前記電磁クラッチ(28)に接続され、前記電磁クラッチ(28)が前記ワークテーブル(10)に固定される請求項1に記載の複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台。

請求項5

前記クランプ装置の自由端(200)の前記引張圧縮連結軸(12)は、2つの部分、すなわち軸受連結軸(121)とワークピース連結軸(122)で構成され、前記スポークタイプ張力圧力センサー(20)が前記軸受連結軸(121)と前記ワークピース連結軸(122)との間に設けられ、スリップリング(32)が前記スポークタイプ張力圧力センサー(20)に固定され、前記スリップリング(32)のロータ出力線が前記スポークタイプ張力圧力センサー(20)のリード線に接続される請求項1に記載の複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台。

請求項6

前記ワークピース連結軸(122)の一端にはネジ部が設けられており、前記ネジ部が回転チャック(30)に適合し;前記回転チャック(30)は、前記クランプ本体(14)に回動自在に連結され;前記クランプ本体(14)内に楔形ブロック(31)を有し、前記楔形ブロック(31)の外側が前記クランプ本体(14)の内側に当接される請求項5に記載の複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台。

技術分野

0001

本発明は、試験技術分野に関し、特に、軸引張・圧縮曲げねじり振動総合性能試験台に関する。

背景技術

0002

人類の文明誕生以来、材料は人間の生活と密接に関連している。産業科学技術の急速な発展に伴い、材料は人々の日常生活浸透するだけでなく、航空宇宙海洋工学医用生体工学メカトロニクスマイクロエレクトロニクスなどの分野でも広く使用されている。実際の使用条件下での材料の損傷メカニズム及び性能進化法則に関する研究が不十分であるため、材料の不適切な選択又はメンテナンスタイムリーにできない等の状況により材料破壊時々発生し、それらによって引き起こされる重大事故は多数あり、資源の効果的な利用を妨害するだけでなく、人々の生命財産の安全を著しく脅かす

0003

圧力変動、頻繁な断続的な操作、複雑な外力などのさまざまな作業条件下において、設備寿命は、材料の引張圧縮、ねじり、曲げ、振動の一方向の静的特性又は動的特性によって決まるだけでなく、引張圧縮、曲げ、ねじり、振動の相互作用にもよって決まる。複雑な作業条件下での静的や動的材料特性は、直接現代産業機器の安全性に直接関係してくる。これにより、材料の安定した信頼性の高い使用を確保するため、各種材料の製品品質測定、製造プロセスの品質管理材料科学研究及び教学試験内において材料の力学的性質試験及び材料に対し引張圧縮、曲げ、ねじり、振動の複合状態及び疲労の相互作用における研究を実施する必要があった。

0004

現在、ほとんどの材料性能試験装置は、単一の力学特性又は静的や動的荷重についてそれぞれ基本的な試験に限定されている。従来の試験方法は、実際の複雑な作業条件で材料の使用性能を完全に研究することはできないため、引張圧縮、曲げ、ねじり、振動の複合荷重作用における材料の力学的性能及び損傷メカニズムを研究し、異なる作業条件下での材料の応力状態シミュレートし、また材料の活用理論的根拠を提供する総合性能試験は材料の活用において重要な指導的役割を果たし、ある程度において実際の複雑な作業条件下での材料の変形や損傷メカニズムの模索を推進し、社会経済の発展にもプラスの効果が発生する。現在の技術に存在する操作が複雑で、互換性が低い等の問題を解決し、簡単な操作、高統合性コンパクトな構造、多様なテストモード、豊富試験内容等といった特徴を持っている。

発明が解決しようとする課題

0005

上記技術的問題を解決するため、本発明は、複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明では、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じた。
複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台であって、引張圧縮ユニットと、曲げユニットと、ねじりユニットと、振動ユニットと、を含み;クランプ装置固定端は100、ワークテーブル10に固定され、クランプ装置の自由端200がねじりユニットに固定され;ねじりユニットは、自由端200の引張圧縮サポートユニット13に固定され;引張圧縮ユニットは、引張圧縮サポートユニット13を含み、前記引張圧縮サポートユニット13の下部にネジ穴穿設され、前記ネジ穴が第1リードスクリュー21に適合し、前記第1リードスクリュー21がウォームギア22と同軸で回転し、前記ウォームギア22がウォーム23と噛み合い、前記ウォーム23が引張圧縮モータ24の出力側に固定され;前記ねじりユニットは、ねじりモータ4を含み、ねじりモータ4の出力軸駆動ギア3に固定され、駆動ギア3がアイドルギア2と噛み合い、アイドルギア2が従動ギア1と噛み合い、従動ギア1が前記クランプ装置の自由端200に固定され;前記曲げユニットは、曲げ支持ベース7を含み、前記曲げ支持ベース7の下部にネジ穴が穿設され、前記ネジ穴が第2リードスクリュー16に適合し、前記第2リードスクリュー16が手動ウォームギア15と同軸で回転し、前記曲げ支持ベース7の上方に貫通穴が設けられ、貫通穴内に軸受が設けられ、曲げチャック5がチャックホルダ6に固定され、前記チャックホルダ6が軸受孔内に設けられ;前記振動ユニットの振動は、上述の曲げユニットによるワークピース9の偏心回転で引き起こされ;前記自由端200の引張圧縮サポートユニット13とワークピース9との間に張力又は圧力を検出するためのスポークタイプ張力圧力センサー20が設けられ、引張圧縮時のワークピース9の軸方向の長さの変化を測定するためのレーザ変位センサー19をさらに含み、前記レーザ変位センサー19は支持枠8に固定され、前記支持枠8がワークテーブル10に固定され;トルクセンサー11は、クランプ装置の固定端100に設けられ、ねじりで生じるトルクを検出するために用いられ;マイクロ変位センサー17は、曲げチャック5に設けられ、曲げたわみを検出するために用いられ;振動は、走査型レーザドップラー振動計18で計測され、前記走査型レーザドップラー振動計18が支持枠8に設けられ;前記クランプ装置の固定端100及び自由端200の引張圧縮サポートユニット13にはいずれも軸受29が設けられ、両端の引張圧縮連結軸12は、いずれも前記軸受29に固定され、引張圧縮連結軸12の他端がクランプ本体14に固定され、ワークピース9が2個のクランプ本体14に固定されることを特徴とする。

0007

前記手動ウォームギア15は、手動ウォーム25と噛み合っており、手動ウォーム25の一端にはハンドル26が設けられる。

0008

前記曲げチャック5につのジョーが設けられ、このうちの1つは駆動ジョー503であり、前記駆動ジョー503は、曲げチャック5の半径方向に沿って移動でき;位置決めジョー501は、前記駆動ジョー503に対応し、駆動ジョー503、位置決めジョー501の位置決め面がワークピース9の外形マッチし;残りの2つは、バランスジョー502であり、バランスジョー502には曲げチャック5からもたらされる振動を打ち消すための可動釣合おもりが設けられ;前記ジョーの外側には曲げによる変形を維持するための取り外し可能な拡張スリーブが設けられる。

0009

クランプ装置の固定端100の引張圧縮連結軸12には電磁クラッチ28が設けられ、前記電磁クラッチ28が閉じている時、引張圧縮連結軸12の回転を制限し;固定端100の引張圧縮連結軸12にはトルクリミッタ27が更に設けられ、前記トルクリミッタ27の一側がワークピース9に接続され、他側がトルクセンサー11に接続され、前記トルクセンサー11が電磁クラッチ28に接続され、前記電磁クラッチ28がワークテーブル10に固定される。

0010

クランプ装置の自由端200の引張圧縮連結軸12は、2つの部分、すなわち軸受連結軸121とワークピース連結軸122で構成され、前記スポークタイプ張力圧力センサー20が前記軸受連結軸121とワークピース連結軸122との間に設けられ、スリップリング32がスポークタイプ張力圧力センサー20に固定され、前記スリップリング32のロータ出力線がスポークタイプ張力圧力センサー20のリード線に接続される。

0011

前記ワークピース連結軸122の一端にはネジ部が設けられており、ネジ部が回転チャック30に適合し;前記回転チャック30は、クランプ本体14に回動自在に連結され;前記クランプ本体14内に楔形ブロック31を有し、楔形ブロック31の外側がクランプ本体14の内側に当接される。

発明の効果

0012

本発明は、引張圧縮、曲げ、ねじりの3つの単一荷重載荷及び複数の荷重組合せの静的載荷試験統合し、引張圧縮、曲げ、ねじりの任意の組み合わせ状態において、回転運動を実現できるため、振動試験を実施でき、実際の生産中の異なる作業条件をシミュレートし、組合せ荷重載荷の荷重空間結合モデル構築して、複数荷重が材料性能に及ぼす影響及びその他性能パラメータ変更規則の研究のために効果的な試験台を提供し、ある程度において実際の複雑な作業条件下での材料の変形や損傷メカニズムの模索を推進し、現在の技術に存在する操作が複雑で、互換性が低い等の問題を解決し、簡単な操作、高統合性、コンパクトな構造、多様なテストモード、豊富な試験内容等といった特徴を持っている。

図面の簡単な説明

0013

本発明の構造を示す模式図
曲げユニットの構造を示す模式図
チャックの構造を示す模式図
クランプ装置の固定端の構造を示す模式図
クランプ装置の自由端の構造を示す模式図

実施例

0014

以下、添付図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。

0015

図に示すように本発明に係る複合材料の軸引張・圧縮、曲げ、ねじり、振動の総合性能試験台は、引張圧縮ユニットと、曲げユニットと、ねじりユニットと、振動ユニットと、を含み;クランプ装置の固定端100は、ワークテーブル10に固定され、クランプ装置の自由端200がねじりユニットに固定され;ねじりユニットは、自由端200の引張圧縮サポートユニット13に固定され;引張圧縮ユニットは、引張圧縮サポートユニット13を含み、前記引張圧縮サポートユニット13の下部にネジ穴が穿設され、前記ネジ穴が第1リードスクリュー21に適合し、前記第1リードスクリュー21がウォームギア22と同軸で回転し、前記ウォームギア22がウォーム23と噛み合い、前記ウォーム23が引張圧縮モータ24の出力側に固定される。引張又は圧縮過程で、ワークピース9の内部に復元力が形成され、ウォームギアウォームの動力伝達復元方向上のセルフロックを実現できるため、試験精度を確保する。前記ねじりユニットは、ねじりモータ4を含み、ねじりモータ4の出力軸が駆動ギア3に固定され、駆動ギア3がアイドルギア2と噛み合い、アイドルギア2が従動ギア1と噛み合い、従動ギア1が前記クランプ装置の自由端200に固定されるため、従動ギアの回転により自由端のチャックを回転させることで、ワークピースの一端を回転させ、ワークピースの他端のチャックがトルクリミッタ27及び電磁クラッチ28により制限され;前記曲げユニットは、曲げ支持ベース7を含み、前記曲げ支持ベース7の下部にネジ穴が穿設され、前記ネジ穴が第2リードスクリュー16に適合し、前記第2リードスクリュー16が手動ウォームギア15と同軸で回転し、このようにして手動ウォームギアの回転により、曲げ支持ベース7を第2リードスクリューに軸方向に沿って移動させ、したがってワークピースの力点を調整することができ;前記曲げ支持ベース7の上方に貫通穴が設けられ、貫通穴内に軸受が設けられ、曲げチャック5がチャックホルダ6に固定され、前記チャックホルダ6が軸受孔内に設けられ、曲げチャック5に4つのジョーが設けられ、このうちの1つは駆動ジョー503であり、前記駆動ジョー503は、曲げチャック5の半径方向に沿って移動でき;駆動方法は、手動で、すなわち手動レンチネジ棒を通じて駆動ジョー上のネジブロックを軸方向に沿って移動させ、ネジブロックに駆動ジョーが設けられ、その構造は普通旋盤のチャックに似ているが、1個のジョーを駆動させるだけであり;前記振動ユニットの振動は、上述の曲げユニットによるワークピース9の偏心回転で引き起こされる。

0016

前記自由端200の引張圧縮サポートユニット13とワークピース9との間に力を電気信号に変換でき、張力又は圧力を検出するためのスポークタイプ張力圧力センサー20が設けられ、引張圧縮時のワークピース9の軸方向の長さの変化を測定するためのレーザ変位センサー19をさらに含み、前記レーザ変位センサー19は支持枠8に固定され、前記支持枠8がワークテーブル10に固定され;トルクセンサー11は、クランプ装置の固定端100に設けられ、ねじりで生じるトルクを検出するために用いられ;マイクロ変位センサー17は、曲げチャック5に設けられ、曲げたわみを検出するために用いられ;振動は、走査型レーザドップラー振動計18で計測され、前記走査型レーザドップラー振動計18が支持枠8に設けられ;前記クランプ装置の固定端100及び自由端200の引張圧縮サポートユニット13にはいずれも軸受29が設けられ、両端の引張圧縮連結軸12は、いずれも前記軸受29に固定され、試験では前記軸受29は主に軸方向の引張力又は圧縮力を受け、かつ回転運動を実現できるため、軸方向の荷重を受ける能力がより良いスラスト球面ころ軸受を選択して実際の作業条件において引張圧縮荷重を受ける回転軸の力を受ける状況をシミュレートすることに用いられ;引張圧縮連結軸12の他端がクランプ本体14に固定され、ワークピース9が2個のクランプ本体14に固定される。

0017

前記手動ウォームギア15は、手動ウォーム25と噛み合っており、手動ウォーム25の一端にはハンドル26が設けられ、曲げ載荷点の手動調整を容易にし、任意の軸方向位置での載荷を実現する。

0018

前記曲げチャック5に4つのジョーが設けられ、このうちの1つは駆動ジョー503であり、前記駆動ジョー503は、曲げチャック5の半径方向に沿って移動でき;位置決めジョー501は、前記駆動ジョー503に対応し、駆動ジョー503、位置決めジョー501の位置決め面がワークピース9の外形にマッチし;残りの2つは、バランスジョー502であり、バランスジョー502には曲げチャック5からもたらされる振動を打ち消すための可動釣合おもりが設けられ;駆動ジョー503の駆動は、電動レンチで曲げチャック5側面にある角穴を回し、曲げチャック5内部のかさ歯車505を経由し、かさ歯車505が皿形歯車504の下部と噛み合い、皿形歯車504の上部には螺旋状に並べた歯形506が設けられ、前記螺旋状に並べた歯形506が駆動ジョーの下部のラック507と噛み合い、皿形歯車504の上部の螺旋状に並べた歯形506と駆動ジョーの下部のラック507とのセルフロック効果により、ワークピース9を曲げた後に駆動ジョー503が緩むのを防ぎ、前記曲げチャック5及びチャックホルダ6内には、ワークピース9を通るため、いずれも貫通穴が設けられ、かつ貫通穴の直径がワークピース9の曲げ変更の限界値を満たすことができる。所望の的曲げ効果に達した時、位置決めジョー501が回転時の脱落を防ぐため、ワークピースをクランプし、前記ジョーの外側には曲げによる変形を維持するための取り外し可能な拡張スリーブが設けられ、拡張スリーブの直径がジョー及びワークピース9のサイズによてのみ決まる。

0019

クランプ装置の固定端100の引張圧縮連結軸12には電磁クラッチ28が設けられ、前記電磁クラッチ28が閉じている時、引張圧縮連結軸12の回転を制限し;固定端100の引張圧縮連結軸12にはトルクリミッタ27が更に設けられ、前記トルクリミッタ27の一側がワークピース9に接続され、他側がトルクセンサー11に接続され、前記トルクセンサー11が電磁クラッチ28に接続され、前記電磁クラッチ28がワークテーブル10に固定される。静的ねじり試験が行われると、電磁クラッチ28に接続されるトルクリミッタ27は作動せず、回転モータ4が減速機に接続され、減速機の出力軸がギアセットを通じてワークピース9へのトルク載荷を実現し;動的性能を模索する時、上述の動作を踏まえ、トルクリミッタ27のトルク閾値を調整し、載荷が前記閾値を超えた後、ワークピース9のトルクは変化せず、ねじり後の回転運動を実現する。

0020

クランプ装置の自由端200の引張圧縮連結軸12は、2つの部分、すなわち軸受連結軸121とワークピース連結軸122で構成され、前記スポークタイプ張力圧力センサー20が前記軸受連結軸121とワークピース連結軸122との間に設けられ、回転状態ではスポークタイプ張力圧力センサー20のリード線に絡み合いが発生するため、スリップリング32装置を用いてこの問題を解決する。スリップリング32がスポークタイプ張力圧力センサー20に固定され、前記スリップリング32のロータ出力線がスポークタイプ張力圧力センサー20のリード線に接続され、前記スリップリング32のステータ出力線が上位機器に接続される。

0021

前記ワークピース連結軸122の一端にはネジ部が設けられており、ネジ部が回転チャック30に適合し;前記回転チャック30は、クランプ本体14に回動自在に連結され;前記クランプ本体14内に楔形ブロック31を有し、楔形ブロック31の外側がクランプ本体14の内側に当接され;前記回転チャック30の回転により、クランプ本体14を軸方向に移動させ、ワークピース連結軸122が楔形ブロック31を押し当ることで、ワークピース9をクランプさせ;楔形構造セルフロック性により、引張過程中荷重の増加に伴い、保持力も増加し、保持の信頼性が確保され;前記楔形ブロック31の内側においてワークピース9の保持部の形状に似ている凹溝を加工することで、回転運動、曲げ・ねじり載荷等の複雑な作業条件下で、ワークピースの同軸度がより良く確保される。

0022

本発明の幾つかの市販の部品仕様及びメーカーは次のとおりである。
スポークタイプ張力圧力センサー:大洋伝感系統工程有限公司、モデル:DYLF−102
レーザ変位センサー:下HG−C1400
マイクロ変位センサー:深セン市斯威科技有限公司、SKRCマイクロ変位センサー(スプリング内蔵型)、モデル:SKRC−50mm
トルクセンサー:合肥博通電子技術有限公司、TH48031A−200N.m(500r/min)−K1−V2−B
走査型レーザドップラー振動計:ドイツポリテック社:PSV−500
PSV−500トルクリミッタ:上海海能伝動機械有限公司、TL−CX型トルクリミッタ、TL700−2CX
電磁クラッチ:天津機床電器有限公司、DLM3シリーズ湿式多板電磁クラッチ
スリップリング:州百旋動力科技有限公司、HSR80180シリーズ

0023

100クランプ装置の固定端
10ワークテーブル
1従動ギア
11トルクセンサー
12 引張圧縮連結軸
13 引張圧縮サポートユニット
14クランプ本体
15手動ウォームギア
16 第2リードスクリュー
17マイクロ変位センサー
18走査型レーザドップラー振動計
19レーザ変位センサー
121軸受連結軸
122ワークピース連結軸
200 クランプ装置の自由端
20スポークタイプ張力圧力センサー
2アイドルギア
21 第1リードスクリュー
22 ウォームギア
23ウォーム
24 引張圧縮モータ
25 手動ウォーム
26ハンドル
27トルクリミッタ
28電磁クラッチ
29 軸受
30回転チャック
3駆動ギア
31楔形ブロック
32スリップリング
4ねじりモータ
5曲げチャック
501位置決めジョー
502バランスジョー
503駆動ジョー
504皿形歯車
505かさ歯車
6チャックホルダ
7 曲げ支持ベース
8支持枠
9 ワークピース

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