一种超导带低温拉扭综合加载实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超导带低温拉扭综合加载实验装置，主箱体的内部装有一层绝热衬垫，第一螺杆和第二螺杆可转动的固定在主箱体上，活动块通过螺母连接第一螺杆和第二螺杆，扭转轴可转动的安装在主箱体上，扭转轴和活动块上分别安装有夹板用来夹住超导实验材料，输入轴可转动的安装在右箱体内，滑移齿轮安装在输入轴上，第一螺杆上安装有第一齿轮，扭转轴上安装有第二齿轮，输入轴上安装有滑移齿轮，第一螺杆左端安装有第三齿轮，空套齿轮安装在心轴上，心轴安装在主箱体上，第二螺杆上安装有第四齿轮，第四齿轮能够与空套齿轮啮合。本发明专利技术的有益效果是装置体积小，操作简单，能够实现超导材料及结构的超导性能、电学性能、力学性能的测试。

An experimental device for low temperature tension torsion comprehensive loading of superconducting tape

The invention discloses an experimental device for comprehensive loading of low temperature tension and torsion of a superconducting belt. The inner part of the main box body is provided with an insulating pad. The first and second screw can be rotatably fixed on the main box body. The movable block is connected with the first and second screw through a nut, and the torsion shaft can be rotatably installed on the main box body, and the torsion shaft and the movable block are rotatable. A splint is respectively installed on the moving block to clamp the superconducting experimental material. The input shaft is rotatable and installed in the right box body. The sliding gear is installed on the input shaft. The first screw is equipped with the first gear, the torsion shaft is equipped with the second gear, the input shaft is equipped with the sliding gear, and the left end of the first screw is equipped with the third gear. The hollow sleeve gear is mounted on the mandrel, the mandrel is mounted on the main box, the fourth gear is mounted on the second screw, and the fourth gear can engage with the hollow sleeve gear. The device has the advantages of small volume, simple operation, and can realize the test of superconductivity, electrical performance and mechanical properties of superconducting materials and structures.

【技术实现步骤摘要】
一种超导带低温拉扭综合加载实验装置
本专利技术属于超导
，涉及一种高温超导带材在液氦温区(～77K)的拉扭综合加载装置，特别涉及一种低温条件下超导带的扭转载荷、拉伸载荷以及拉扭复合载荷的施加，同时实现扭转角和伸长量的测量。
技术介绍
超导技术是利用某些材料在温度降低到液氦(低温超导材料)或液氮(高温超导材料)温区时电阻降为0以及完全排磁通的特性来研究其性质、功能以及研制开发超导磁体、超导器件的技术。超导技术的开发和应用对实现聚变能可控，军事技术、粒子实验和医疗卫生等具有重大价值。研发基于二代高温超导带材的新型高温超导电缆结构是高场超导磁体应用研究领域中的热点。高温超导电缆结构在装配和工作过程中，会受到轴向拉力、横向电磁力以及热循环作用。这些载荷作用于超导带材后，当载荷超过超导层材料的强度极限时，超导带材破坏，其输运性能发生不可逆退化。因此超导带材力学性能的优劣从本质上决定了电缆结构输运能力的强弱，系统地研究超导带材在不同载荷作用下的力-电特性是新型高温超导电缆结构设计的基础，对其输运性能提升是非常必要和重要的。现有的实验设备中，可以实现在液氮温区下对超导带材施加单一载荷，同时满足拉伸载荷和扭转载荷的实验设备还较少，且这些设备均体积较大，操作不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超导带低温拉扭综合加载实验装置，本专利技术解决了现有的实验设备体积大，操作不方便的问题。本专利技术的有益效果是装置体积小，操作简单，能够实现超导材料及结构的超导性能、电学性能和力学性能的测试。本专利技术所采用的技术方案是包括主箱体，主箱体的内部装有一层绝热衬垫，使主箱体内外隔离，第一螺杆和第二螺杆可转动的固定在主箱体上，活动块通过螺母连接第一螺杆和第二螺杆，当第一螺杆和第二螺杆转动时，螺母带动活动块沿螺杆轴向方向做直线运动；扭转轴可转动的安装在主箱体上，右下夹板和右上夹板固定在扭转轴上并与扭转轴保持绝缘；左下夹板和左上夹板固定在活动块上并与活动块保持绝缘，输入轴可转动的安装在右箱体内，滑移齿轮安装在输入轴上，输入轴、第一螺杆和第二螺杆上带有平键，第一螺杆上安装有第一齿轮，扭转轴上安装有第二齿轮，输入轴上安装有滑移齿轮，滑移齿轮能够与第一齿轮或第二齿轮啮合；第一螺杆左端安装有第三齿轮，第三齿轮能够与空套齿轮啮合，空套齿轮安装在心轴上，心轴安装在主箱体上，第二螺杆上安装有第四齿轮，第四齿轮能够与空套齿轮啮合。进一步，夹板与扭转轴或活动块之间设置绝缘垫、绝缘套进行绝缘。进一步，滑移齿轮的滑移通过操纵功能手柄实现，功能手柄通过转销、拨头实现滑移齿轮啮合的轴向定位。进一步，输入轴右端装有刻度盘和指针，在输入轴转动时，通过刻度盘和指针直接读取转动角度。附图说明图1是超导带低温拉扭综合加载实验装置侧面结构示意图；图2是超导带低温拉扭综合加载实验装置俯视图；图3是前视图；图4指针示意图。图中，1.主箱体，2.右箱体，3.左箱体，4.超导实验带材，5.绝热衬垫，6.第一螺杆，7.第二螺杆，8.活动块，9.螺母，10.扭转轴，11.右下夹板，12.右上夹板，13.左下夹板，14.左上夹板，15.输入轴，16.滑移齿轮，17.功能手柄，18.转销，19.拨头，20.刻度盘，21.指针，22.第一齿轮，23.第二齿轮，24.第三齿轮，25.空套齿轮，26.心轴，27.第四齿轮。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术如图1至图4所示，包括主箱体1、右箱体2和左箱体3，主箱体1为超导带材实验提供低温环境，为超导实验带材4拉伸和扭转提供装置上的固定；右箱体2和左箱体3为传动系统提供固定支撑和位置保证。主箱体1的内部装有一层绝热衬垫5，使主箱体1内外隔离，保证实验温度在低温恒定环境下进行，同时保证操作人员不被冻伤，实验时将液态氮直接倒入主箱体1，液态氮通过绝热衬垫5与外界隔绝，减少热量吸收，保证实验在低温环境下进行。第一螺杆6和第二螺杆7可转动的固定在主箱体1上，活动块8通过螺母9连接第一螺杆6和第二螺杆7，当第一螺杆6和第二螺杆7转动时，螺母9带动活动块8沿螺杆轴向方向做直线运动。扭转轴10可转动安装在主箱体1上，右下夹板11和右上夹板12固定在扭转轴10上并与扭转轴10保持绝缘；使用时右下夹板11和右上夹板12可随扭转轴10一起转动，右下夹板11和右上夹板12用来夹持超导实验带材13及电流引线。左下夹板13和左上夹板14固定在活动块8上并与活动块8保持绝缘，左下夹板13和左上夹板14用来夹持超导实验带材13及电流引线。夹板与扭转轴10或活动块8之间可以设置绝缘垫、绝缘套进行绝缘。通过活动块8预紧展平，将电流引线通过夹板夹紧固定，与超导实验带材4充分接触。电流引线的另外一端在主箱体1外边与电流源接触，测量电流。输入轴15可转动安装在右箱体2内，输入轴15一端通过轴肩定位在右箱体2上，另外一端固定在主箱体1上。输入轴15、第一螺杆6和第二螺杆7上带有比较长的平键，可供滑移齿轮16滑移。滑移齿轮16的滑移通过操纵功能手柄17实现。功能手柄17通过转销18、拨头19实现滑移齿轮16啮合的轴向定位。输入轴15右端装有刻度盘20和指针21，在输入轴15转动时，可通过刻度盘20和指针21直接读取转动角度。在此传动系统是按照1:1传动比设计，所以在此读取数据即为超导实验带材4扭转角度。第一螺杆6上安装有第一齿轮22，扭转轴10上安装有第二齿轮23，输入轴15上安装有滑移齿轮16，滑移齿轮16能够与第一齿轮22或第二齿轮23啮合，施加扭转载荷时，滑移齿轮16左移，与第一齿轮22脱离，仅与第二齿轮23啮合，通过平键传递转矩，滑移齿轮16通过第二齿轮23和平键将扭矩传递给扭转轴10带动固定在上下夹板中的超导实验带材4扭转，从而实现扭转载荷的施加。扭转角度通过输入轴15上的指针21在刻度盘20上位置直接读出。第一螺杆6左端安装有第三齿轮24，第三齿轮24能够与空套齿轮25啮合，空套齿轮25安装在心轴26上，心轴26安装在主箱体1上，第二螺杆7上安装有第四齿轮27，第四齿轮27能够与空套齿轮25啮合，施加拉伸载荷时，滑移齿轮16右移，与第一齿轮22啮合，与第二齿轮23脱离，第一螺杆6通过左端平键，将运动传递给第三齿轮24，第三齿轮24通过空套齿轮25将运动传递给第四齿轮27，第四齿轮27通过平键带动第二螺杆7转动，同时带动活动块8向左移动，从而带动超导实验带材4一起向左移动，实现拉伸载荷的施加。拉伸长度可通过超导实验带材4上的应变片测出。通过滑移齿轮16位置的变动实现了拉扭复合进行。本专利技术设计了一种超导带低温拉扭综合加载装置，该装置可实现低温条件下超导带的扭转载荷、拉伸载荷以及拉扭复合载荷的施加；加载过程中，通过刻度盘以及应变片，可实现扭转角和伸长量的测量，对预扭转超导材料的超导性能受力学载荷的影响的研究是非常重要的。本实验装置可以完成低温条件下超导带材、线材、电缆的扭转载荷、拉伸载荷以及拉扭复合载荷的施加；加载过程中，可实现扭转角和伸长量的测量。装置体积小，操作简单，可以实现超导材料及结构的超导性能、电学性能和力学性能的测试。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施方式而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导带低温拉扭综合加载实验装置，其特征在于：包括主箱体，主箱体的内部装有一层绝热衬垫，使主箱体内外隔离，第一螺杆和第二螺杆可转动的固定在主箱体上，活动块通过螺母连接第一螺杆和第二螺杆，当第一螺杆和第二螺杆转动时，螺母带动活动块沿螺杆轴向方向做直线运动；扭转轴可转动的安装在主箱体上，右下夹板和右上夹板固定在扭转轴上并与扭转轴保持绝缘；左下夹板和左上夹板固定在活动块上并与活动块保持绝缘，输入轴可转动的安装在右箱体内，滑移齿轮安装在输入轴上，输入轴、第一螺杆和第二螺杆上带有平键，第一螺杆上安装有第一齿轮，扭转轴上安装有第二齿轮，输入轴上安装有滑移齿轮，滑移齿轮能够与第一齿轮或第二齿轮啮合；第一螺杆左端安装有第三齿轮，第三齿轮能够与空套齿轮啮合，空套齿轮安装在心轴上，心轴安装在主箱体上，第二螺杆上安装有第四齿轮，第四齿轮能够与空套齿轮啮合。

【技术特征摘要】
1.一种超导带低温拉扭综合加载实验装置，其特征在于：包括主箱体，主箱体的内部装有一层绝热衬垫，使主箱体内外隔离，第一螺杆和第二螺杆可转动的固定在主箱体上，活动块通过螺母连接第一螺杆和第二螺杆，当第一螺杆和第二螺杆转动时，螺母带动活动块沿螺杆轴向方向做直线运动；扭转轴可转动的安装在主箱体上，右下夹板和右上夹板固定在扭转轴上并与扭转轴保持绝缘；左下夹板和左上夹板固定在活动块上并与活动块保持绝缘，输入轴可转动的安装在右箱体内，滑移齿轮安装在输入轴上，输入轴、第一螺杆和第二螺杆上带有平键，第一螺杆上安装有第一齿轮，扭转轴上安装有第二齿轮，输入轴上安装有滑移齿轮，滑移齿轮能够与第一齿轮或第二齿轮啮...

【专利技术属性】
技术研发人员：他吴睿，刘立美，高原文，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62