一种粘弹性材料松弛模量测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种粘弹性材料松弛模量测试装置，包括底部槽钢，底部槽钢上设有固定螺杆、L型支撑座；固定螺杆顶部固定连接设有固定端联接头，固定端联接头上水平设有杠杆，固定端联接头与杠杆之间通过固定端销铰接；L型支撑座上固定设有滚珠丝杠滑台组件。本发明专利技术与现有技术相比的优点在于：结构简单，使用方便。步进电机的高速转动、滑台的直线运动、加载杆的低速竖直方向的直线运动，同带动球形压头压入被测粘弹性材料中，再通过拉压传感器测得材料对特定应变加载的应力响应，电涡流位移传感器间接监测压头的移动规律是否符合实验要求。因此，可以对不同的粘弹性材料松弛模量进行测试研究，实现不同粘弹性材料松弛模量的参数化表征。征。征。

【技术实现步骤摘要】
一种粘弹性材料松弛模量测试装置


[0001]本专利技术涉及材料松弛模量测试
，具体为一种粘弹性材料松弛模量测试装置。

技术介绍

[0002]煤炭资源作为我国最为重要的基础能源之一，其生产和消耗量都位居全球首位。煤炭在我国一次能源的产出和消耗量中一直占有着70％以上的比例，是保障国家能源安全的重要因素。近年来，受国内外经济环境和疫情等因素的影响，煤炭经济出现了不同程度的下行走向。尽管如此，煤炭工业依旧是我国财经的支柱工业之一。我国的发展策略对煤炭能源的中长期目标进行了合理的规划，2020年煤炭的能源结构性占比控制在62％左右，到2030年煤炭的能源结构性占比保持在55％左右。由此可以看出，在以后的很长一段时期内，煤炭在我国能源结构中的地位和作用不会受到改变间。作为重要的经济支柱，煤炭工业的转型改进迫在眉睫。而科技的进步是煤炭工业转型升级的关键，其中煤炭机械的改进升级是尤为重要的。
[0003]在煤矿机械中，带式输送机负责地面和井下煤料的运输，是重要的煤炭生产运输机械,带式输送机的科技水平对企业的运营成本和煤炭的运送效率都有很大的影响。近些年来，尽管我国的采煤机和液压支架等一些煤矿机械取得了很大的提升，但对于带式输送机的改进和研究却显得迟缓，尤其是在减少能耗这一方面。如今带式输送机很多都具备高运载速、大运载量、长距离运输的特点，并且未来必定朝着更高速、更大输送量、更长距离的方向发展,所以在制造研发带式输送机时一定要考虑到怎样减少耗能这一问题。
[0004]带式输送机工作时受到的阻力很大程度上影响着它的运行耗能大小。它在稳定的运行状态下的阻力大致包括：附加阻力、主要阻力、特种阻力和角度倾斜阻力。其中，影响最大的运行阻力是主要阻力。主要阻力包含托辊的转动阻力、托辊和运送带接触产生的压陷阻力、运送带反复弯曲变形产生的阻力、清扫器摩擦阻力和运送带改向阻力等。
[0005]在众多的运行阻力中，对带式输送机能耗影响最大的两种阻力是托辊的转动阻力和托辊与输送带相接触产生的压陷阻力。查阅有关资料得知，一台长度为1千米的大功率高运速带式输送机在运行过程中，托辊的转动阻力约占运行阻力的9％左右，而托辊和运送带接触产生的压陷阻力大概占61％的比例。据此可以看出，托辊与运送带接触产生的压陷阻力在输送机多种运行阻力中占最大比重，且超过50％。所以，要进行带式输送机的节能和优化设计必须先要对托辊和输送带接触产生的压陷阻力进行深入研究。
[0006]带式输送机是利用输送带的往复旋转来进行煤炭输送的。上覆盖层、带芯及下覆盖层是组成输送带的主要部分。输送带的上下覆盖层一般是由天然粘弹性材料、合成粘弹性材料以及各种粘弹性材料的混合物制成的。橡胶作为典型的粘弹性材料，被广泛的用于制作输送带的上下覆盖层。上覆盖层的作用是输送和承载物料，下覆盖层将载荷传递到托辊上。带式输送机运行过程中，在载荷和输送带自重的作用下，下覆盖层和刚性托辊的接触部分就会发生变形。因为由橡胶等组成的输送带具有粘弹性，所以就会造成接触部分呈现
应力延迟的现象，从而使接触部分周围应力的分布不均匀，造成在托辊和输送带下覆盖层相接触的部分出现压陷阻力。
[0007]探究托辊和输送带接触产生的压陷阻力对带式输送机的节能优化设计有重要意义。然而压陷阻力的产生与输送带的粘弹性特性密切相关，所以分析压陷阻力之前必须要对橡胶材料的粘弹性力学性能进行深入研究。目前，有学者基于粘弹性材料三元件Maxwell模型运用数值计算的方法对常见工作情况下的压陷阻力进行了分析研究,但是其采用的三元件Maxwell模型中的参数不适应于不同的粘弹性材料。
[0008]因此，需要设计一个测试装置可以对不同的粘弹性材料松弛模量进行测试研究，实现不同粘弹性材料松弛模量的参数化表征。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是解决
技术介绍
中提到的问题，提供一种粘弹性材料松弛模量测试装置。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种粘弹性材料松弛模量测试装置，包括底部槽钢，所述底部槽钢上通过螺栓连接设有固定螺杆、L型支撑座；
[0011]所述固定螺杆顶部通过螺栓固定连接设有固定端联接头，所述固定端联接头上水平设有杠杆，所述固定端联接头与杠杆之间通过固定端销铰接；
[0012]所述L型支撑座上固定设有滚珠丝杠滑台组件，所述滚珠丝杠滑台组件上固定设有步进电机，所述步进电机顶部设有联轴器，所述联轴器顶部连接设有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠滑台组件还包括滑台，所述杠杆远离所述固定螺杆的端部通过滑台轴销与所述滑台铰接；
[0013]所述固定螺杆与L型支撑座之间设有加载杆，所述加载杆顶部通过螺栓固定连接设有加载杆联接头，所述加载杆联接头上设有椭圆形的销孔，所述加载杆联接头与所述杠杆之间通过加载杆销铰接，所述加载杆销在所述销孔中沿水平方向左右运动，所述加载杆联接头底部依次设有弹簧座、弹簧、直线轴承，所述弹簧、直线轴承均套设在所述加载杆外部，所述加载杆底部螺纹连接设有拉压传感器，所述拉压传感器底部通过连接螺杆与球形压头相连，所述球形压头下方为被测粘弹性材料，所述被测粘弹性材料通过试样压板和螺栓固定在所述底部槽钢上；
[0014]所述底部槽钢上还设有支撑杆，所述支撑杆位于加载杆和L型支撑座之间，所述支撑杆上通过螺栓连接水平设有传感器固定板和支撑板，所述支撑板位于所述传感器固定板上方，所述支撑板远离所述支撑杆的端部与所述直线轴承相连接，所述直线轴承通过螺栓螺母竖直固定在所述支撑板上，所述传感器固定板远离所述支撑杆的端部固定设有电涡流位移传感器，所述电涡流位移传感器顶部通过感应板与所述加载杆相连，所述感应板通过螺栓与所述加载杆固定连接；
[0015]所述杠杆远离L型支撑座的端部设有重物吊挂孔；
[0016]所述加载杆的中心线与固定螺杆中心线的距离为所述滑台轴销与固定螺杆中心线的距离的二十分之一。
[0017]作为一种优选方案，所述支撑板厚度为5mm。
[0018]作为一种优选方案，所述滚珠丝杠滑台组件的型号为CBX1204
‑
100，所述步进电机
型号为KL42BYGH405。
[0019]作为一种优选方案，所述L型支撑板为厚度5mm的Q235号钢片，通过弯折机折成90
°
角加工而成。本专利技术与现有技术相比的优点在于：结构简单，使用方便。将步进电机的高速转动转化成滑台的直线运动，再通过杠杆将滑台的运动转化成加载杆的低速竖直方向的直线运动，同时带动球形压头压入被测粘弹性材料中，再通过拉压传感器测得材料对特定应变加载的应力响应，电涡流位移传感器可以通过测试感应板的移动规律间接监测压头的移动规律是否符合实验要求。因此，可以对不同的粘弹性材料松弛模量进行测试研究，实现不同粘弹性材料松弛模量的参数化表征。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的整体结构示意图。
[0021]图2是本专利技术的俯视图。
[0022]图3是本专利技术动力部分的结构示意图。
[0023]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粘弹性材料松弛模量测试装置，其特征在于：包括底部槽钢，所述底部槽钢上通过螺栓连接设有固定螺杆、L型支撑座；所述固定螺杆顶部通过螺栓固定连接设有固定端联接头，所述固定端联接头上水平设有杠杆，所述固定端联接头与杠杆之间通过固定端销铰接；所述L型支撑座上固定设有滚珠丝杠滑台组件，所述滚珠丝杠滑台组件上固定设有步进电机，所述步进电机顶部设有联轴器，所述联轴器顶部连接设有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠滑台组件还包括滑台，所述杠杆远离所述固定螺杆的端部通过滑台轴销与所述滑台铰接；所述固定螺杆与L型支撑座之间设有加载杆，所述加载杆顶部通过螺栓固定连接设有加载杆联接头，所述加载杆联接头上设有椭圆形的销孔，所述加载杆联接头与所述杠杆之间通过加载杆销铰接，所述加载杆销在所述销孔中沿水平方向左右运动，所述加载杆联接头底部依次设有弹簧座、弹簧、直线轴承，所述弹簧、直线轴承均套设在所述加载杆外部，所述加载杆底部螺纹连接设有拉压传感器，所述拉压传感器底部通过连接螺杆与球形压头相连，所述球形压头下方为被测粘弹性材料，所述被测粘弹性材料通过试样压板和螺栓固定在所述底部槽钢上；所述底部槽钢上还设有支撑杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：万仑仑，李雄，林福严，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：