本發(fā)明屬于材料性能測試的試驗技術領域，特別是一種球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計。

背景技術：

引伸計是測量構件及其他物體兩點之間線變形的一種儀器。在拉扭試驗中，試樣會發(fā)生軸向的長度變化和產(chǎn)生環(huán)向的扭轉，在此過程中，試樣兩測量點之間的距離會發(fā)生變化，這個變化是由于拉伸和扭轉共同造成的，試驗中需要測量的是單純由拉伸或扭轉而產(chǎn)生的形變，這就需要引伸計可以完成軸向方向的長度形變測量和環(huán)向方向的角度形變測量?，F(xiàn)有的引伸計僅能夠采集軸向拉伸的變形量，對同時產(chǎn)生的扭轉角度變形則無法測量。另外，在高溫測試箱內(nèi)對被測量構件進行檢測時，現(xiàn)有測距器因高溫會造成測量數(shù)據(jù)不精確的問題。

因此，希望有一種技術方案來實現(xiàn)被測物體軸向方向的長度形變測量和環(huán)向方向的角度形變測量。并且，能夠完成高溫環(huán)境下拉扭試驗中對于材料形變的測量。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計，可以實現(xiàn)被測物體軸向方向的長度形變測量和環(huán)向方向的角度形變測量。

本發(fā)明解決其技術問題是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計，其特征在于：包括上機身板、下機身板、陶瓷頂針、中軸桿、水平感應片、垂直感應片、電渦流測距器，上機身板與下機身板平行設置，在上、下機身板的前端分別固定安裝一個陶瓷頂針，上、下機身板上安裝位置對應的球形軸承，所述中軸桿的兩端分別與上、下機身板的球形軸承的內(nèi)套固定，在上機身板或下機身板的尾部設置有水平感應片及垂直感應片，在上機身板或下機身板的尾部設置分別與所述水平感應片及垂直感應片對應的水平電渦流測距器及垂直電渦流測距器。

所述的陶瓷頂針卡裝于上、下機身板前端所制的弧形槽內(nèi)，并通擋板進行卡裝固定。

所述擋板為劣弧橋形擋板。

所述的中軸桿的中部固定安裝一水平支柱。

所述的中軸桿位于陶瓷頂針與上、下機身板的整體水平長度的中心位置。

所述的中軸桿的兩端制有定位銷孔，該定位銷孔與上、下機身板上的定位銷孔相水平對應，并通過定位銷進行定位。

所述的水平感應片通過隔離柱與上機身板或下機身板平行固定連接。

所述的水平電渦流測距器、垂直電渦流測距器均通過垂直支架固定安裝于上機身板或下機身板的尾端。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：

1、本發(fā)明球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計，采用了球形軸承同時承擔環(huán)向和軸向的位移，測試時，先將陶瓷頂針與試樣接觸，利用機架施加一預緊力使得陶瓷頂針與試樣緊密接觸，保證在測量過程中，頂針針尖不會與試樣測量點發(fā)生相對運動；試驗過程中，拉扭機對試樣施加軸向的拉伸載荷和環(huán)向的扭轉載荷，使得試樣發(fā)生形變，而兩測量點之間的距離發(fā)生變化；由于兩頂針針尖與兩測量點保持相對靜止，頂針便隨著測量點移動，從而將測量點的位移轉換為引伸計的運動；從而實現(xiàn)被測物體軸向方向的長度形變測量和環(huán)向方向的角度形變測量。

2、本發(fā)明球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計，陶瓷頂針卡裝于上、下機身板前端所制的弧形槽內(nèi)，并通擋板進行卡裝固定，劣弧橋形擋板及相應緊固件可使頂針固定在機身板上，不發(fā)生環(huán)向和軸向的位移，陶瓷頂針能夠?qū)⑵湮灰谱冃蝹鬟f至上、下機身板，從而引起尾部垂直渦流測距器、水平渦流測距器與其對應的感應片之間的信號采集。

3、本發(fā)明球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計，中軸桿的中部固定安裝一水平支柱，使用時將與拉扭機的機架連接以承擔引伸計重量，同時承受機架預緊裝置施加的預緊力并傳遞給引伸計頂針，使其固定在試樣上，避免引伸計頂針與試樣測量點發(fā)生相對運動，提高準確度。

4、本發(fā)明球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計，中軸桿位于陶瓷頂針與上、下機身板的整體水平長度的中心位置，以中軸桿部位作為引伸計的中間支點，引伸計機身板作為杠桿，保證測量數(shù)據(jù)不被縮放。

5、本發(fā)明球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計，中軸桿的兩端制有定位銷孔，該定位銷孔與上、下機身板上的定位銷孔相水平對應，并通過定位銷進行定位，在安裝過程中，引伸計上、下機身板的轉動會給引伸計的安裝造成一定困難，采用定位銷對中軸桿與上、下機身板進行定位后，再與拉扭機安裝，安裝后再取出定位銷進行測試，從而使測試過程更加易于操作。

6、本發(fā)明球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計，其陶瓷頂針為耐高溫陶瓷頂針，其能夠直接與高溫試樣接觸，而測量用的電渦流測距器在上引伸計機或下機身板的后端，遠離高溫環(huán)境，實現(xiàn)高溫試樣的測量。

7、本發(fā)明球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計，使用電渦流測距器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的應變片結構，棄用了對安裝精度和溫度都極其敏感的多軸應變片，選用了對安裝要求和環(huán)境要求較小的電渦流測距器。電渦流測距器應經(jīng)過精度、靈敏度及線性度檢定，選擇線性度較好的距離作為安裝距離。

8、本發(fā)明結構設計科學合理，采用了球形軸承同時承擔環(huán)向和軸向的位移，可以實現(xiàn)被測物體軸向方向的長度形變測量和環(huán)向方向的角度形變測量，采用耐高溫陶瓷頂針與電渦流測距器，對安裝要求和環(huán)境要求較小，適用于高溫試樣的測量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的引伸計的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的引伸計的尾端的放大圖。

附圖標記：

1-陶瓷頂針、2-中軸桿、3-上機身板、4-隔離柱、5-水平感應片、6-垂直支架、7-垂直感應片、8-垂直電渦流測距器、9-定位銷、10-下機身板、11-蓋板、12-球形軸承、13-水平支柱、14-擋板、15-水平電渦流測距器。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。

一種球形軸承聯(lián)動的拉扭引伸計，其包括上機身板3、下機身板10、陶瓷頂針1、中軸桿2、水平感應片5、垂直感應片7、電渦流測距器，上機身板與下機身板平行設置，在上、下機身板的前端分別固定安裝一個陶瓷頂針，上、下機身板上安裝位置對應的球形軸承12。球形軸承上、下端面通過蓋板11與上機身板或下機身板固定連接。中軸桿的兩端分別與上、下機身板的球形軸承的內(nèi)套固定，在上機身板或下機身板的尾部設置有水平感應片及垂直感應片，在上機身板或下機身板的尾部設置分別與所述水平感應片及垂直感應片對應的水平電渦流測距器15及垂直電渦流測距器8。

陶瓷頂針卡裝于上、下機身板前端所制的弧形槽內(nèi)，并通擋板14進行卡裝固定。所述擋板為劣弧橋形擋板。劣弧橋形擋板及相應緊固件可使頂針固定在機身板上，不發(fā)生環(huán)向和軸向的位移，陶瓷頂針能夠?qū)⑵湮灰谱冃蝹鬟f至上、下機身板，從而引起尾部垂直渦流測距器、水平渦流測距器與其對應的感應片之間的信號采集。

中軸桿的中部固定安裝一水平支柱13。使用時將與拉扭機的機架連接以承擔引伸計重量，同時承受機架預緊裝置施加的預緊力并傳遞給引伸計頂針，使其固定在試樣上，避免引伸計頂針與試樣測量點發(fā)生相對運動，提高準確度。

中軸桿位于陶瓷頂針與上、下機身板的整體水平長度的中心位置。水平感應片通過隔離柱4與上機身板或下機身板平行固定連接。水平電渦流測距器、垂直電渦流測距器均通過垂直支架6固定安裝于上機身板或下機身板的尾端。

中軸桿的兩端制有定位銷孔，該定位銷孔與上、下機身板上的定位銷9孔相水平對應，并通過定位銷進行定位。由于球形軸承的靈活性，在安裝過程中，上、下引伸計機身板的轉動會給引伸計的安裝造成一定困難，因此設計了一個定位銷9，在中軸桿和引伸計機身板的配合處，各開有一同軸定位銷孔，將定位銷插入可使得引伸計機身板在安裝時不再轉動，安裝完成后再將定位銷拔出，進行測量。

測試時，先將陶瓷頂針與試樣接觸，利用機架施加一預緊力使得陶瓷頂針與試樣緊密接觸，保證在測量過程中，頂針針尖不會與試樣測量點發(fā)生相對運動；試驗過程中，拉扭機對試樣施加軸向的拉伸載荷和環(huán)向的扭轉載荷，使得試樣發(fā)生形變，而兩測量點之間的距離發(fā)生變化；由于兩頂針針尖與兩測量點保持相對靜止，頂針便隨著測量點移動，從而將測量點的位移轉換為引伸計的運動；從而實現(xiàn)被測物體軸向方向的長度形變測量和環(huán)向方向的角度形變測量。

該引伸計機身板作為杠桿，中軸桿處作為杠桿的支點，由于球形軸承可以實現(xiàn)繞多軸轉動的特性，引伸計機身板和球形軸承的中軸桿所組成的杠桿結構就可以實現(xiàn)在豎直平面和水平平面內(nèi)轉動。而由于陶瓷頂針頂尖與測量點的相對靜止，兩頂針在豎直平面內(nèi)的張角變化就對應著測量點在軸向的長度變化，在水平平面上的張角變化就對應著測量點在環(huán)向的轉角變化。然后通過杠桿機構，兩頂針的運動傳遞到機身板后半部，引起水平感應片、垂直感應片與水平電渦流測距器、垂直電渦流測距器之間的位置變化，從而測量出具體的位移變化量，經(jīng)過一系列的計算可以得到最初兩測量點發(fā)生的軸向形變和環(huán)向形變。

由于球形軸承的靈活性，在安裝過程中，上、下引伸計機身板的轉動會給引伸計的安裝造成一定困難，因此設計了一個定位銷9，在中軸桿和引伸計機身板的配合處，各開有一同軸定位銷孔，將定位銷插入可使得引伸計機身板在安裝時不再轉動，安裝完成后再將定位銷拔出，進行測量。

盡管為說明目的公開的本發(fā)明的實施例和附圖，但是本領域的技術人員可以理解，在不脫離本發(fā)明及所附權利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此本發(fā)明的范圍不局限于實施例和附圖所公開的內(nèi)容。