一种瓷器碰撞测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种瓷器碰撞测试装置，属于陶瓷技术领域，包括光电耦合器和计时器，所述光电耦合器包括光源和光敏元件，光电耦合器连接至计时器，测试件穿过两个光电耦合器产生的脉冲信号作为计数器的闸门，得到计数值Nx。本实用新型专利技术装置结构简单，通过两个光电式耦合器就可以评估待测陶瓷的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种瓷器碰撞测试装置
本技术属于陶瓷
，具体涉及一种瓷器碰撞测试装置。
技术介绍
陶瓷是陶器和瓷器的总称，以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。中国是世界上最早应用陶瓷的国家之一，陶瓷因其质地坚硬、细密、严禁、耐高温、釉色丰富等特点，广泛应用于食器、装饰、科学等领域。日用陶瓷有以下优点：第一，易于洗涤和保持洁净；第二，热稳定性较好，传热慢，具有经受一定温差的急热骤冷变化时不易炸裂的性能，且用来盛装沸水或滚烫的食物，端拿时不太烫手；第三，化学性质稳定，经久耐用；第四，瓷器的气孔极少，吸水率很低，用日用瓷器储存食物，严密封口后，能防止食物中水分挥发、渗透及外界细菌的侵害；等等。因此日用瓷器长期以来为广大人民群众所喜爱和使用。但是传统的陶瓷器皿存在着力学性能差的缺点，不抗震耐摔、抗冲击性差，在外力冲击作用下容易破碎。随着市场的需求，例如洗碗机用陶瓷餐具、陶瓷刀具、陶瓷材质的研磨器皿等对材料的强度、抗冲击性能提出了更高的需求，陶瓷刀具有耐磨、高密度、高硬度、不会藏污纳垢、清洗容易等优点，具有许多金属制刀具无法取代的特性。但由于陶瓷刀脆性很大，不耐冲击。许多研究中心纷纷投入对抗震性能高的陶瓷材料的研发，因此，急需开发一种可以定量测量陶瓷器皿力学性能的装置，辅助科技研发。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是提出一种瓷器碰撞测试装置及方法，通过用测试件来撞击待测件，通过数学运算的方法，求解出瞬间的碰撞力，用以评估陶瓷器皿强度。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种瓷器碰撞测试装置，包括框体、后挡板、垫台、第一轴承、第一转轴、第一链轮、第一链条、第一限位板、第一丝杠、第二轴承座、第一方形螺母、第一光源、第二方形螺母、第二光源、凹型支架、电机、第二转轴、第二链轮、第三链轮、第二链条、第四链轮、第三转轴、第三轴承、第二丝杠、第二限位板、第一光敏元件、第三方形螺母、第二光敏元件、第四方形螺母、第四轴承座和计时器，框体的前后侧壁中心位置固定设置有凹型支架，凹型支架的右侧固定设置有电机，电机的第二转轴上固定连接有第二链轮和第三链轮，框体的前侧壁上以螺栓连接的方式固定有第一轴承座和第二轴承座，第一轴承座内穿插有第一转轴，第一转轴上固定有第一链轮，第一链轮与第二链轮通过第一链条连接，第一转轴的末端连接第一丝杠，第一丝杠的另一端连接至第二轴承座，第一丝杠上旋转连接有第一方形螺母和第二方形螺母，第一方形螺母上固定设置有第一光源，第二方形螺母上固定设置有第二光源，框体的前侧壁上以螺栓连接的方式固定有第一限位板，框体的前侧壁末端与后挡板铰接，框体的后侧壁上以螺栓连接的方式固定有第三轴承座和第四轴承座，第三轴承座内穿插有第三转轴，第三转轴上固定有第四链轮，第四链轮与第三链轮通过第二链条连接，第三转轴的末端连接第二丝杠，第二丝杠的另一端连接至第四轴承座，第二丝杠上旋转连接有第三方形螺母和第四方形螺母，第三方形螺母上固定设置有第一光敏元件，第四方形螺母上固定设置有第二光敏元件，框体的后侧壁上以螺栓连接的方式固定有第二限位板，框体的后侧壁末端与后挡板活动连接，垫台设置在电机的右侧位置，第一光敏元件、第二光敏元件均连接至计时器，测试件固定在凹型支架上，测试件穿过第一光敏元件和第二光敏元件产生的脉冲信号作为计数器的闸门，得到计数值Nx，第一光电耦合器的第二光电耦合器距离为定距L。作为一种优选实施方式,所述第一光电耦合器的第二光电耦合器距离为定距L＝10cm。所述装置还包括垫台，垫台设置在电机右侧位置。本技术有益效果是:(1)本技术的检测装置的开放式光电耦合器可以实现同时移动，且保持相互间距不动；(2)垫台为光滑平面，与待测件摩擦力小，其影响可以忽略不计；(3)本技术装置结构简单，通过两个光电式耦合器就可以评估待测陶瓷的强度。附图说明下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：图1是本技术的具体实施方式的碰撞解析图。图2是本技术的具体实施方式的F、δ的变化趋势和其极值时间。图3是本技术的具体实施方式的v1(t)、v2(t)变化趋势。图4是本技术的具体实施方式的开放式光电耦合器布置示意图。图5是本技术的具体实施方式的延时为t的两个脉冲信号可转化为脉宽信号。图6是本技术的具体实施方式的检测装置的结构示意图。其中，1-框体，2-后挡板，3-垫台，4-第一轴承，5-第一转轴，6-第一链轮，7-第一链条，8-第一限位板，9-第一丝杠，10-第二轴承座，11-第一方形螺母，12-第一光源，13-第二方形螺母，14-第二光源，15-凹型支架，16-电机，17-第二转轴，18-第二链轮，19-第三链轮，20-第二链条，21-第四链轮，22-第三转轴，23-第三轴承，24-第二丝杠，25-第二限位板，26-第一光敏元件，27-第三方形螺母，28-第二光敏元件，29-第四方形螺母，30-第四轴承座。具体实施方式下面通过对实施例的描述，本技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。在牛顿碰撞定律与弹性力学的基础上，本技术利用测试件在碰撞前后的运动速度，来间接测量碰撞时间和最大冲力。最大冲力达1010N量级，而碰撞时间仅为us量级，理论上的基本方程表明，只要能测出测试件在碰撞前后的速度，就可间接推算出碰撞时间和最大冲力。本技术分析了这些基本方程的适用条件，并设计了以开放式光耦来测量测试件速度及其附件装置。实验结果表明，基准确度的评估值，可控为个位数，从而为碰撞冲量测量提供了一种简便的新途径。冲量是碰撞过程中冲力与时间的积分量。在测试件与陶瓷器皿数10us的碰撞过程中，冲力由零升至最大又回复至零，要想定量而且精准地测量并记录到冲量的瞬变信息，并非易事，然而这一
在国防装备工业中却是至关重要的。传统的冲量测试技术，往往是基于冲量与动量变化的规律借助于压电式测振传感器和复杂而昂贵的辅助设备，实现对冲量的间接测量。如图4所示，为本技术的陶瓷强度检测装置的结构示意图，包括第一光电耦合器和第二光电耦合器，第一光电耦合器和第二光电耦合器的定距是L，光电耦合器分别包括光敏元件和光源，测试件以一定的速度从第一光电耦合器的左侧向右运动，经过第二光电耦合器后与陶瓷测试件发生碰撞反弹，再依次经过第二光电耦合器和第一光电耦合器。本技术利用牛顿碰撞定律与弹性力学规律相结合，分析与讨论了碰撞过程的基本方程及其适用条件，从而设计出简便的测速装置和实验验证方法，为冲量测试新技术提供了有益的借鉴。下文具体阐述以上测试装置测试陶瓷强度的原理：1.两球体对心碰撞的基本方程1.1动量守恒定律，在两球体上施加的总外力为零的条件下，两球体碰撞前后的动量之和满足m1v10+m2v20＝m1v1+m2v2(1)。式中m1(kg)为测试件的质量，约为10-2kg。m2(kg)为被测陶瓷器皿的质量。v10(m/s)为测试件碰前的速度，约为400-500m/s。v2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种瓷器碰撞测试装置，其特征在于,包括框体、后挡板、第一轴承、第一转轴、第一链轮、第一链条、第一限位板、第一丝杠、第二轴承座、第一方形螺母、第一光源、第二方形螺母、第二光源、凹型支架、电机、第二转轴、第二链轮、第三链轮、第二链条、第四链轮、第三转轴、第三轴承、第二丝杠、第二限位板、第一光敏元件、第三方形螺母、第二光敏元件、第四方形螺母、第四轴承座和计时器，框体的前后侧壁中心位置固定设置有凹型支架，凹型支架的右侧固定设置有电机，电机的第二转轴上固定连接有第二链轮和第三链轮，框体的前侧壁上以螺栓连接的方式固定有第一轴承座和第二轴承座，第一轴承座内穿插有第一转轴，第一转轴上固定有第一链轮，第一链轮与第二链轮通过第一链条连接，第一转轴的末端连接第一丝杠，第一丝杠的另一端连接至第二轴承座，第一丝杠上旋转连接有第一方形螺母和第二方形螺母，第一方形螺母上固定设置有第一光源，第二方形螺母上固定设置有第二光源，框体的前侧壁上以螺栓连接的方式固定有第一限位板，框体的前侧壁末端与后挡板铰接，框体的后侧壁上以螺栓连接的方式固定有第三轴承座和第四轴承座，第三轴承座内穿插有第三转轴，第三转轴上固定有第四链轮，第四链轮与第三链轮通过第二链条连接，第三转轴的末端连接第二丝杠，第二丝杠的另一端连接至第四轴承座，第二丝杠上旋转连接有第三方形螺母和第四方形螺母，第三方形螺母上固定设置有第一光敏元件，第四方形螺母上固定设置有第二光敏元件，框体的后侧壁上以螺栓连接的方式固定有第二限位板，框体的后侧壁末端与后挡板活动连接，垫台设置在电机的右侧位置，第一光敏元件、第二光敏元件均连接至计时器，测试件固定在凹型支架上，测试件穿过第一光敏元件和第二光敏元件产生的脉冲信号作为计数器的闸门，得到计数值Nx，第一光电耦合器的第二光电耦合器距离为定距L。...

【技术特征摘要】
1.一种瓷器碰撞测试装置，其特征在于,包括框体、后挡板、第一轴承、第一转轴、第一链轮、第一链条、第一限位板、第一丝杠、第二轴承座、第一方形螺母、第一光源、第二方形螺母、第二光源、凹型支架、电机、第二转轴、第二链轮、第三链轮、第二链条、第四链轮、第三转轴、第三轴承、第二丝杠、第二限位板、第一光敏元件、第三方形螺母、第二光敏元件、第四方形螺母、第四轴承座和计时器，框体的前后侧壁中心位置固定设置有凹型支架，凹型支架的右侧固定设置有电机，电机的第二转轴上固定连接有第二链轮和第三链轮，框体的前侧壁上以螺栓连接的方式固定有第一轴承座和第二轴承座，第一轴承座内穿插有第一转轴，第一转轴上固定有第一链轮，第一链轮与第二链轮通过第一链条连接，第一转轴的末端连接第一丝杠，第一丝杠的另一端连接至第二轴承座，第一丝杠上旋转连接有第一方形螺母和第二方形螺母，第一方形螺母上固定设置有第一光源，第二方形螺母上固定设置有第二光源，框体的前侧壁上以螺栓连接的方式固定有第一限位板，框体的前侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱铁军，黄凯，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34