專利名稱：金屬破碎試驗機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種試驗機，特別是一種用于研究輕薄型金屬材料破碎機理的試 驗機。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長和人民生活水平的不斷提高，汽車及大型家電設(shè)備已經(jīng) 成為人們的生活必需品，在其更新速度日益加快的同時，也產(chǎn)生了大量的報廢汽車及報廢 大型家電設(shè)備。在資源極度消耗并日趨匱乏的今天，作好報廢汽車及報廢大型家電設(shè)備的 回收和循環(huán)再利用工作，對保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。然 而，目前我國對于報廢汽車廢舊金屬的回收處理普遍采用手工操作的方式，存在勞動強度 大，作業(yè)效率低，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染等問題。為滿足報廢汽車及報廢大型家電設(shè)備回收利 用的需要，提高回收處理的機械化程度，優(yōu)化廢舊金屬回收處理方法，有預(yù)見性地研究輕薄 型金屬材料的破碎機理及性能是十分必要的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種研究金屬破碎機理的試驗機。這種試驗機主要用于 研究金屬材料在不同沖擊功，不同形狀錘頭，不同夾持方式，不同沖擊位置，不同金屬試件 厚度等情況下?lián)p傷的脆斷性能，繼而研究金屬破碎機理。為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是金屬破碎試驗機由六部分構(gòu)成 機架部分(1)、主軸裝置(2)、離合裝置(3)、動力舉升裝置(4)、擺錘裝置(5)和試件夾持裝 置(6)，其特征在于:機架部分(1)由底座(11)和機架(12)構(gòu)成；主軸裝置(2)由主軸(25)及安裝在主軸(25)上的軸編碼器(21)、制動器(22)及 分度控制裝置(24)構(gòu)成，主軸(25)通過一對軸承(251)安裝在機架(121)和機架(122) 上部勾頭的孔中；離合裝置(3)由牙嵌式離合器(31)、過渡支架(32)、拔叉(33)及操縱手柄(34)構(gòu) 成，半離合器(311)安裝在主軸(25)上，帶環(huán)槽半離合器(312)通過內(nèi)花鍵安裝在軸(421) 的外花鍵上，過渡支架(32)將減速器(42)聯(lián)接到機架(122)上，拔叉(33)安裝于導(dǎo)向桿 (321)上，操縱手柄(34)通過滑塊(342)及銷軸(341)聯(lián)接于過渡支架(32)上；動力舉升裝置(4)由電動機(41)、減速器(42)及支撐架(43)構(gòu)成，減速器(42) 通過軸(421)與帶環(huán)槽半離合器(312)聯(lián)接；擺錘裝置(5)由擺桿(51)、錘體(52)及錘頭(53)構(gòu)成，擺桿(51)通過上端帶有 花鍵孔的軸套與主軸(25)聯(lián)接，通過下端矩形聯(lián)接板與錘體(52)聯(lián)接；錘頭(53)用螺栓 (531)固定于聯(lián)接板(532)，聯(lián)接板(532)通過螺栓(533)安裝在錘體(52)上；試件夾持裝置(6)由夾持座(61)、夾持塊(62)、銷(63)和螺桿(64)構(gòu)成，夾持 塊(62)由固定楔形塊(622)和活動楔形塊(621)組成；夾持座(61)通過螺栓(611)固定在機架(12)上，夾持座(61)可沿機架(12)上下移動；活動楔形塊(621)可沿固定楔形塊 (622)的斜面移動。所述的分度控制裝置(24)由分度盤(241)、分度盤罩(242)及卡爪(243)構(gòu)成； 分度盤(241)通過其內(nèi)花鍵套裝在主軸(25)的外花鍵上，其上設(shè)有多個分度齒槽，分別對 應(yīng)不同的擺錘仰角，分度盤罩(242)套裝在分度盤(241)外，其上設(shè)有單一齒槽和環(huán)槽，通 過定位螺栓(2421)及環(huán)槽將分度盤(241)和分度盤罩(242)聯(lián)為一個整體，卡爪(243)安 裝在機架(121)上部勾頭頂端，主軸(25)旋轉(zhuǎn)帶動分度盤(241)及分度盤罩(242)轉(zhuǎn)動， 卡爪(243)通過分度盤(242)上的單一齒槽將擺錘保持在空中。所述機架(121)和機架(122)的頭部為勾狀，機架(121)的勾頭頂端設(shè)有安裝卡 爪(243)的鉸座；所述試件夾持裝置(6)的夾持座(61)和固定楔形塊(622)上的相應(yīng)位置設(shè)置 了銷孔，通過銷(63)限制活動楔形塊(621)和固定楔形塊(622)的橫向移動，活動楔形 塊(621)上還設(shè)有兩個腰形槽，夾持座(61)底部的相應(yīng)位置設(shè)置了兩個螺紋孔，通過螺桿 (64)調(diào)節(jié)活動楔形塊(621)與固定楔形塊(622)的相對位置來夾持試件。所述擺錘裝置(5)的錘頭(53)是由螺栓(531)固定于聯(lián)接板(532)上，聯(lián)接板 (532)再通過螺栓(533)安裝在錘體(52)上，因此可更換不同形狀的錘頭。所述的主軸裝置(2)上設(shè)置了軸編碼器(21)和制動器(22)。本發(fā)明金屬破碎試驗機是由六部分構(gòu)成，包括機架、主軸裝置、擺錘裝置、離合裝 置、動力舉升裝置和試件夾持裝置，其中機架部分由底座和兩片機架構(gòu)成；主軸裝置包括主軸及安裝在主軸上的制動器、編碼器及分度控制裝置。主軸通過 一對軸承安裝在兩片機架上部勾頭的孔中，制動器通過一電磁制動力矩使沖擊試件后的擺 錘快速停擺，編碼器用于檢測破碎錘運動的角度，以便計算試件獲取的能量；所述的分度控 制裝置安裝在兩片機架間的主軸段上，由分度盤、分度盤罩及卡爪構(gòu)成，其中分度盤上設(shè)有 多個分度齒槽，分別對應(yīng)不同的擺錘仰角，分度盤罩套裝在分度盤外，其上設(shè)有單一齒槽和 環(huán)槽，通過定位螺栓及環(huán)槽將分度盤和分度盤罩聯(lián)為一個整體，卡爪安裝在機架上部勾頭 頂端。試驗時，將分度盤罩的齒槽與分度盤的單一齒槽對齊，并用螺栓固定，以便卡爪的齒 靈活的嵌入分度盤的齒槽中，操作卡爪的手柄，使卡爪的齒與分度盤罩的外圓面接觸，主軸 旋轉(zhuǎn)帶動分度盤及分度盤罩轉(zhuǎn)動，當(dāng)分度盤罩的齒槽轉(zhuǎn)至頂部與卡爪的齒對齊時，卡爪在 彈簧力的作用下嵌入分度盤及分度盤罩的齒槽中，使舉升電機堵轉(zhuǎn)，同時切斷其電源，擺錘 則停擺于設(shè)定的仰角處。擺錘裝置由擺桿、錘體及錘頭構(gòu)成的。擺桿通過上端帶有花鍵孔的軸套與主軸聯(lián) 接，通過下端矩形聯(lián)接板與錘體聯(lián)接，錘頭通過聯(lián)接板安裝在錘體上，通過更換錘頭部分即 可得到不同特征的破碎錘，從而方便的研究金屬材料破碎機理及性能；控制擺錘抬、放的離合裝置由兩個半離合器、過渡支架、拔叉及操縱手柄構(gòu)成。一 個半離合器安裝在主軸上，另一帶環(huán)槽的半離合器通過內(nèi)花鍵安裝在減速器輸出軸的外花 鍵上，過渡支架將減速器聯(lián)接到機架上，拔叉安裝于導(dǎo)向桿上，操縱手柄通過滑塊及銷軸聯(lián) 接于過渡支架上，通過手柄操縱拔叉，使帶環(huán)槽的半離合器來回滑動，從而實現(xiàn)兩半離合器 的合離。動力舉升裝置，包括電動機、減速器及支撐架，該裝置通過離合器與試驗機主軸聯(lián)接。試件夾持裝置，包括一對夾持座、兩組夾持塊，每組夾持塊由一個固定楔形塊和一 個活動楔形塊組成，其中夾持座通過螺栓固定在機架夾板上，夾持座可沿夾板上下移動以 調(diào)整試件的夾持位置，便于研究金屬試件在不同沖擊功情況下的破碎機理及性能，活動楔 形塊可沿固定楔形塊的斜面移動，即可夾持不同厚度的金屬試件，進(jìn)而研究不同厚度金屬 試件的破碎機理及性能；本實用新型金屬破碎試驗機的優(yōu)點和有益效果在上述技術(shù)方案中，試驗機夾持裝置的活動楔形塊可以沿固定楔形塊的斜面移 動，以便調(diào)整活動楔形塊與試件夾持面間的相對間隙，固定不同厚度金屬試件，進(jìn)而實現(xiàn)不 同厚度回收金屬的試驗研究；試驗機夾持裝置的夾持座可沿機架上下移動，以調(diào)整試件的固定高度，進(jìn)而實現(xiàn) 金屬試件在不同沖擊功情況下的破碎機理及性能研究；試驗機的分度固定裝置通過調(diào)整分度盤罩的齒槽與分度盤上的不同齒槽對齊，設(shè) 定不同的擺錘揚角，進(jìn)而實現(xiàn)擺錘從不同高度沖擊金屬試件，即不同沖擊功的試驗；破碎錘錘體和錘頭間使用連接板過渡聯(lián)結(jié)，可以方便地更換不同特征的錘頭，進(jìn) 而實現(xiàn)用不同特征的錘頭破碎金屬試件。
以下結(jié)合附圖以實例進(jìn)一步說明本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容，但本實用新型的內(nèi)容并 不限于此。

圖1為金屬破碎試驗機的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-1為金屬破碎試驗機的主視圖圖2-1為金屬破碎試驗機的左視圖；圖3為金屬破碎試驗機主軸裝置2的爆炸圖；圖4為金屬破碎試驗機離合裝置3的爆炸圖；圖5為金屬破碎試驗機擺錘裝置5的爆炸圖；圖6為金屬破碎試驗機中的夾持裝置6結(jié)構(gòu)示意圖；圖7-1為圖6所示夾持裝置6在夾持薄金屬試件的狀態(tài)。圖7-2為圖6所示夾持裝置6在夾持厚金屬試件的狀態(tài)。對各圖的標(biāo)號說明如下1-機架裝置11-底座12-機架組121-機架122-機架2-主軸裝置21-軸編碼器22-制動器23-軸承壓蓋24-分度控制裝置241-分度盤242-分度盤罩2421-定位螺栓243-卡爪2431-分度卡爪手25-主軸 251-軸承 252-定位套筒3-離合裝置31-離合器311-半離合器312-半離合器32-過渡支架321-導(dǎo)向桿33-拔叉331-銷軸 34-操縱手柄341-銷軸 342-滑塊4-動力舉升裝置41-電動機42-減速器421-軸5-擺錘裝置51-擺桿511-螺栓512-銷52-錘體521-銷53-錘頭531-螺栓532-聯(lián)接板533-螺栓
5[0047]6-夾持裝置61-夾持座611-螺栓62-夾持塊621-活動楔形快622-固定楔形塊63-銷64-螺桿7-金屬試件
具體實施方式
如圖1、2所示，本實用新型金屬破碎試驗機，是由六部分組成，(I)機架裝置1，如圖1，其中包括底座11，在底座11上平行安裝的機架121和機 架122，機架上設(shè)有夾持座夾板1211，便于試件夾持裝置的固定；(II)主軸裝置2，如圖3，主軸25通過一對軸承251安裝在機架121和機架122上 部勾頭的孔中，在靠近機架121端面的軸段上裝有軸承壓蓋23，為使完成沖擊后的擺錘快 速停擺，在主軸上靠近機架121的一端安裝了制動器22，同時在端頭安裝了檢測破碎錘運 動角度的軸編碼器21，在兩片機架間的主軸段上安裝有分度控制裝置24，所述的分度控制 裝置24由分度盤241、分度盤罩242及卡爪243構(gòu)成，其中分度盤241上設(shè)有多個分度齒 槽，分別對應(yīng)不同的擺錘仰角，分度盤罩242套裝在分度盤241外，其上設(shè)有單一齒槽，卡爪 243安裝在機架121上部勾頭頂端的鉸支座處。試驗時，將分度盤罩242的齒槽與分度盤 241上的一個齒槽對齊，用定位螺栓2421固定，使擺錘上揚時卡爪243的齒在分度盤罩242 的外圓面上滑過，主軸旋轉(zhuǎn)帶動分度盤241及分度盤罩242轉(zhuǎn)動，當(dāng)分度盤241及分度盤罩 242的齒槽轉(zhuǎn)至頂部并與卡爪243的齒對齊時，卡爪在彈簧力的作用下嵌入分度盤241及分 度盤罩242的齒槽中，以阻止主軸25旋轉(zhuǎn)，擺錘則停止于設(shè)定的仰角處，當(dāng)分度盤罩242的 齒槽與分度盤241上的不同齒槽重合時，擺錘可上揚不同的仰角；(III)離合裝置3，如圖5，包括聯(lián)接在主軸25上靠近機架122 —端的半離合器 311，聯(lián)接在減速器42輸出軸421上的帶環(huán)槽半離合器312，過渡支架32。過渡支架32將 減速器42聯(lián)接到機架122上，過渡支架32上設(shè)有一對平行的導(dǎo)向桿321，拔叉33可在導(dǎo)向 桿321上來回滑動。拔叉33 —端嵌入半離合器312的環(huán)槽內(nèi)，另一端通過銷軸331與操縱 手柄34聯(lián)接，操縱手柄34通過滑塊342及銷軸341聯(lián)接于過渡支架32上，并且可繞銷軸 341轉(zhuǎn)動。當(dāng)操作操縱手柄34時，帶動撥叉33在導(dǎo)向桿321上來回滑動，從而控制兩個半 離合器31的離合；(IV)動力舉升裝置4，如圖2-1、圖2-1，其包括電動機41、減速器42及安裝于底座 上用于支撐電動機41和減速器42的支撐架43 ；(V)擺錘裝置5，如圖4，是由擺桿51、錘體52及錘頭53構(gòu)成的，擺桿51帶有內(nèi)花 鍵孔的一端與主軸25上的外花鍵聯(lián)接，通過定位套筒252來實現(xiàn)軸向定位，擺桿51帶有矩 形聯(lián)接板的一端與錘體52通過螺栓511和銷512聯(lián)接，錘頭53用螺栓531固定于聯(lián)接板 532上，聯(lián)接板532通過螺栓533和銷521安裝在錘體52上，錘頭部分可方便更換，以適應(yīng) 不同的試驗研究(VI)試件夾持裝置6，如圖6，為進(jìn)行不同沖擊功的試驗，設(shè)有一對可沿機架12上 下移動的夾持座61，松開螺栓611，夾持座61即可沿機架上的夾板121上下移動，擰緊螺栓 611即能將夾持座61固定在機架上；為研究不同厚度回收金屬的破碎過程，利用楔形結(jié)構(gòu) 來實現(xiàn)不同厚度金屬試樣的夾持和夾緊，為此設(shè)置由固定楔形塊622、活動楔形塊621組成 夾持塊62。夾持試件時，活動楔形塊621沿固定楔形塊622的斜面上下移動；為了固定楔形塊622的定位，特別在楔形塊622及夾持座61的相應(yīng)位置打有孔，通過銷63限制固定楔形 塊622的橫向移動，通過擰緊螺桿64確定活動楔形塊621與固定楔形塊622的相對位置， 以實現(xiàn)試件的夾緊。如圖7所示，其中圖7-1為夾持較薄金屬試件的情況，圖7-2是夾持較 厚金屬試件的情況。夾持座61和活動楔形塊621之間形成夾持面，用于固定試樣。實施例初始狀態(tài)，擺錘51處于豎直下垂?fàn)顟B(tài)，分度盤241的零度刻線與分度盤罩242的 齒槽對齊，離合器31處于分開狀態(tài)。裝夾試件調(diào)整夾持座61在機架夾板121上的預(yù)定位置，通過螺栓611將夾持座 61固定于機架夾板121上；通過螺桿64固定活動楔形塊621以夾緊金屬試件7 ；。抬擺轉(zhuǎn)動分度盤罩242，使其齒槽與分度盤241上預(yù)設(shè)角度的齒槽對齊，擰緊定 位螺栓2421，使分度盤241與分度盤罩242的相對位置固定不變；搬動離合器31的操作手 柄34，使離合器31處于接合狀態(tài)；啟動電動機41，主軸25帶動分度盤241、分度盤罩242、 擺錘及離合器31同步旋轉(zhuǎn)，此時卡爪243的齒沿分度盤罩242的外圓面相對滑動。停擺當(dāng)擺錘旋轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)仰角時，分度盤241及分度盤罩242的齒槽正好與卡爪 243上的齒對齊，卡爪在彈簧力作用下嵌入分度盤罩242的齒槽內(nèi)，主軸25停止轉(zhuǎn)動，電動 機41由于過載，電流增大，電動機41停轉(zhuǎn)，擺錘停止上揚。此時，擺錘固定在預(yù)設(shè)的位置。沖擊按下卡爪243的手柄，使卡爪243的齒從分度盤241及分度盤罩242的齒槽 內(nèi)提起，此時擺錘受自重的作用而下落，沖擊試件，如圖3所示?；財[擺錘在電動機41的作用下最終回到初始位置。最后松開夾持裝置上的螺桿64及銷63，取出試件，分析試驗結(jié)果，實驗結(jié)束。
權(quán)利要求1.一種金屬破碎試驗機，由六部分構(gòu)成機架部分(1)、主軸裝置(2)、離合裝置(3)、動 力舉升裝置(4)、擺錘裝置(5)和試件夾持裝置(6)，其特征在于機架部分(1)由底座(11)和機架(12)構(gòu)成；主軸裝置(2)由主軸(25)及安裝在主軸(25)上的軸編碼器(21)、制動器(22)及分度 控制裝置(24)構(gòu)成，主軸(25)通過一對軸承(251)安裝在機架(121)和機架(122)上部 勾頭的孔中；離合裝置(3)由牙嵌式離合器(31)、過渡支架(32)、拔叉(33)及操縱手柄(34)構(gòu)成， 半離合器(311)安裝在主軸(25)上，帶環(huán)槽半離合器(312)通過內(nèi)花鍵安裝在軸(421) 的外花鍵上，過渡支架(32)將減速器(42)聯(lián)接到機架(122)上，拔叉(33)安裝于導(dǎo)向桿 (321)上，操縱手柄(34)通過滑塊(342)及銷軸(341)聯(lián)接于過渡支架(32)上；動力舉升裝置(4)由電動機(41)、減速器(42)及支撐架(43)構(gòu)成，減速器(42)通過 軸(421)與帶環(huán)槽半離合器(312)聯(lián)接；擺錘裝置(5)由擺桿(51)、錘體(52)及錘頭(53)構(gòu)成，擺桿(51)通過上端帶有花鍵 孔的軸套與主軸(25)聯(lián)接，通過下端矩形聯(lián)接板與錘體(52)聯(lián)接；錘頭(53)用螺栓(531) 固定于聯(lián)接板(532)，聯(lián)接板(532)通過螺栓(533)安裝在錘體(52)上；試件夾持裝置(6)由夾持座(61)、夾持塊(62)、銷(63)和螺桿(64)構(gòu)成，夾持塊(62) 由固定楔形塊(622)和活動楔形塊(621)組成；夾持座(61)通過螺栓(611)固定在機架 (12)上，夾持座(61)可沿機架(12)上下移動；活動楔形塊(621)可沿固定楔形塊(622)的 斜面移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬破碎試驗機，其特征在于所述的分度控制裝置(24)由 分度盤(241)、分度盤罩(242)及卡爪(243)構(gòu)成；分度盤(241)通過其內(nèi)花鍵套裝在主軸 (25)的外花鍵上，其上設(shè)有多個分度齒槽，分別對應(yīng)不同的擺錘仰角，分度盤罩(242)套裝 在分度盤(241)外，其上設(shè)有單一齒槽和環(huán)槽，通過定位螺栓(2421)及環(huán)槽將分度盤(241) 和分度盤罩(242)聯(lián)為一個整體，卡爪(243)安裝在機架(121)上部勾頭頂端，主軸(25) 旋轉(zhuǎn)帶動分度盤(241)及分度盤罩(242)轉(zhuǎn)動，卡爪(243)通過分度盤(242)上的單一齒 槽將擺錘保持在空中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬破碎試驗機，其特征在于所述機架(121)和機架(122) 的頭部為勾狀，機架(121)的勾頭頂端設(shè)有安裝卡爪(243)的鉸座；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬破碎試驗機，其特征在于所述試件夾持裝置(6)的夾持 座(61)和固定楔形塊(622)上的相應(yīng)位置設(shè)置了銷孔，通過銷(63)限制活動楔形塊(621) 和固定楔形塊(622)的橫向移動，活動楔形塊(621)上還設(shè)有兩個腰形槽，夾持座(61) 底部的相應(yīng)位置設(shè)置了兩個螺紋孔，通過螺桿(64)調(diào)節(jié)活動楔形塊(621)與固定楔形塊 (622)的相對位置來夾持試件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬破碎試驗機，其特征在于所述擺錘裝置(5)的錘頭(53) 是由螺栓(531)固定于聯(lián)接板(532)上，聯(lián)接板(532)再通過螺栓(533)安裝在錘體(52) 上，因此可更換不同形狀的錘頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬破碎試驗機，其特征在于所述的主軸裝置(2)上設(shè)置了 軸編碼器(21)和制動器(22)。
專利摘要本實用新型涉及一種破碎試驗機，特別是一種用于研究金屬破碎機理的試驗機，它由六部分構(gòu)成，包括機架、主軸裝置、擺錘裝置、離合裝置、動力舉升裝置和試件夾持裝置。該金屬破碎試驗機主要用于研究金屬材料在不同沖擊功，不同形狀錘頭，不同夾持方式，不同沖擊位置，不同金屬試件厚度等情況下?lián)p傷的脆斷性能，繼而研究金屬破碎機理。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，動作靈活，操作方便。
文檔編號G01N3/02GK201788129SQ20102050573
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者劉劍雄 申請人:昆明理工大學(xué)