万能液压试验机机械传动系统设计及三维建模_本科论文.doc

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1、济南大学泉城学院毕业设计I--济南大学泉城学院毕业设计1前言液压万能试验机是试验机的传统产品，老式的液压万能试验机在国际上已被淘汰，在国内也已不能满足新修订的试验方法标准GB228的要求，急需更新换代。目前限于国内厂家的技术成熟程度和生产能力，提供给用户的产品90%仍是老式产品，不能满足用户需求。1.1液压式万能试验机概述液压式万能试验机主要用于金属材料的拉伸、压缩、剪切和弯曲试验，是科研单位、冶金和机械制造厂、质检站和大专院校的必备设备。万能液压试验机主要为油缸下置式主机结构，油缸采用间隙密封、静压油膜支撑、无摩擦技术，电

2、机带动链轮、链条驱动丝杠转动，固定丝母带动横梁调整试验空间。是大专、院所、企业、科研机构等实验室理想的检测设备。屏显测控系统具有网络接口，可方便实验室联网操作及试验结果的网络传输。还有一部分为油缸上置式，采用了电机带动链轮，链轮带动蜗杆，通过涡轮蜗杆机构使下夹头上下移动，从而拉伸试件。压缩试件是通过油缸活塞运动带动下横梁上升，从而压缩试件。1.2液压式万能试验机种类（1）油缸下置式，油缸采用间隙密封、静压油膜支撑、无摩擦技术，电机带动链轮、链条驱动丝杠转动，固定丝母带动横梁调整试验空间。（2）油缸上置式，电机带动链轮，链轮带

3、动蜗杆，通过涡轮蜗杆机构使下夹头上下移动，从而拉伸试件。压缩试件是通过油缸活塞运动带动下横梁上升，从而压缩试件。1.3研究内容液压式万能试验机主要用于金属材料的拉伸、压缩、剪切和弯曲试验，是科研单位、冶金和机械制造厂、质检站和大专院校的必备设备：要求试验机能够实现的主要性能参数为：（1）最大载荷：600KN（2）拉伸夹头间最大距离（包括活塞行程）：500mm（3）上下压力板尺寸：Φ125mm（4）圆试样夹持范围：(Φ20～Φ50)mm（5）扁试样夹持范围：(0～40)mm，最大夹持宽度为70mm（6）活塞上升速度：(0-30

4、)mm/min（7）外形尺寸：主机：(1000×650×2050)mm，测力机：(1200×750×-24-济南大学泉城学院毕业设计1800)mm（1）油缸采用上置式。确定能够实现以上功能的试验机传动方案，完成各个零部件的设计计算和校核，并绘制图纸，撰写详细设计说明书。-24-济南大学泉城学院毕业设计2总体方案设计2.1试验机总系统图2.1液压式万能试验机示意图2.1.1加载系统在底座1上由两根固定立柱2和固定横梁3组成承载框架。工作油缸4固定于框架上。在工作油缸的活塞5上，支承着由上横梁6、活动立柱7和活动平台8组成的活动

5、框架。当油泵16开动时，油液通过送油阀门17，经送油管18进入工作油缸，把活塞5连同活动平台8一同顶起。这样，如把试样安装于上夹头9和下夹头12之间，由于下夹头固定，上夹头随活动平台上升，试样将受到拉伸。若把试样置放于两个承压垫板11之间，或将受弯试件置放于两个弯曲支座10上，则因固定横梁不动而活动平台上升，试样将分别受到压缩或弯曲。此外，试验开始前如欲调整上、下夹头之间的距离，则可开动电机14，驱动螺杆13，便可使下夹头12上升或下降。但电机14不能用来给试样施加压力。2.1.2测力系统-24-济南大学泉城学院毕业设计加载

6、时，开动油泵电机，打开送油阀17，油泵把油液送入工作油缸4顶起工作活塞5给试样加载；同时，油液经回油管19及测力油管21（这时回油阀20是关闭的，油液不能流回油箱），进入测力油缸22，压迫测力活塞23，使它带动拉杆24向下移动，从而迫使摆杆26和摆锤25联同推杆27绕支点偏转。推杆偏转时，推动齿杆28作水平移动，于是驱动示力度盘的指针齿轮，使示力指针29绕示力度盘30的中心旋转。示力指针旋转的角度与测力油缸活塞上的总压力（即拉杆24所受拉力）成正比。因为测力油缸和工作油缸中油压压强相同，两个油缸活塞上的总压力成正比（活塞面积

7、之比）。这样，示力指针的转角便与工作油缸活塞上的总压力，亦即试样所受载荷成正比。经过标定便可使指针在示力度盘上直接指示载荷的大小。试验机一般配有重量不同的摆锤，可供选择。对重量不同的摆锤，使示力指针转同样的转角，所需油压并不相同，即载荷并不相同。所以，示力度盘上由刻度表示的测力范围应与摆锤的重量相匹配。开动油泵电机，送油阀开启的大小可以调节油液进入工作油缸的快慢，因而可用以控制增加载荷的速度。开启回油阀20，可使工作油缸中的油液经回油管19泻回油箱37，从而卸减试样所受载荷。试验开始前，为消除活动框架等的自重影响，应开动油泵

8、送油，将活动平台略微升高。然后调节测力部分的平衡铊31，使摆杆保持垂直位置，并使示力指针指在零点。试验机上一般还有自动绘图装置。它的工作原理是，活动平台上升时，由绕过滑轮（1）和（2）的拉绳33带动滚筒32绕轴线转动，在滚筒圆柱面上构成沿周线表示载荷的坐标。这样，试验时绘图笔34在滚筒上就