適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置製造方法
2023-05-15 21:14:31 1
適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置，屬於高端製造裝備業與材料試驗機【技術領域】。包括蝸輪蝸杆收縮機構、連杆放大機構和楔形夾緊機構，所述蝸輪蝸杆收縮機構採用特製帶有雙向內螺紋的蝸輪驅動兩側連杆做收縮運動，通過連杆放大機構推動楔形夾緊塊下移，最終達到夾緊試樣的功效。同時具備了連杆機構的放大原理和楔形機構自鎖效應，可保證牢固的拉伸夾緊力。優點在於：結構緊湊，採用自動對中式夾緊方式，可適用於0.5-5mm厚板狀試樣的拉伸試驗。採用特製的帶有雙向內螺紋的蝸輪機構推動連杆，可進一步放大夾緊扭矩，提供更可靠的連接自鎖性能。
【專利說明】適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及高端製造裝備業與材料試驗機【技術領域】，特別涉及一種適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置。
【背景技術】
[0002]任何機械零件或工具，在使用過程中，往往要受到各種形式外力的作用。如起重機上的鋼索，受到懸吊物拉力的作用；柴油機上的連杆，在傳遞動力時，不僅受到拉力的作用，而且還受到衝擊力的作用；軸類零件要受到彎矩、扭力的作用等等。這就要求金屬材料必須具有一種承受機械載荷而不超過許可變形或不破壞的能力，這種能力就是材料的力學性能。常見金屬材料的力學性能是指金屬材料抵抗各種外加載荷的能力，其中包括:彈性和剛度、強度、塑性、硬度、衝擊韌度、斷裂韌度及疲勞強度等，它們是衡量材料性能極其重要的指標。
[0003]而要了解材料的力學性能以及影響材料力學性能的各種因素，就必須結合材料的失效形式，通過設計實驗來了解材料各方面的力學性能。主要的幾種金屬材料力學性能試驗包括拉伸試驗、壓縮試驗、扭轉試驗、硬度試驗、衝擊韌度試驗、疲勞試驗等。其中拉伸試驗則是應用最廣泛的力學性能試驗方法。拉伸性能指標是金屬材料的研製、生產和驗收最主要的測試項目之一，拉伸試驗過程中的各項強度和塑性性能指標是反應金屬材料力學性能的重要參數。影響拉伸試驗結果準確度的因素很多，其中試樣夾持的可靠性會對材料力學性能測試特別是彈性階段參數的測試產生很大的影響，所以裝夾方便、可靠地夾具對拉伸試驗機綜合測試精度起到關鍵的作用。
[0004]夾具本身是一個鎖緊機構，機械上的鎖緊結構有:螺紋(即螺紋，螺釘，螺母)、斜面、偏心輪、槓桿等，夾具就是這些結構的組合體。大試驗力的試樣一般採用斜面夾緊結構隨試驗力的增加夾緊力隨之增加，臺肩試樣採用懸掛結構等，如果夾具按結構劃分，可分為楔形類夾具、對夾類夾具、纏繞類夾具、偏心類夾具、槓桿類夾具、臺肩類夾具、螺栓類夾具、90°剝離類夾具等。這些夾具的結構各有各的優缺點，楔形夾具，初始夾緊力小，隨試驗力增加，夾緊力隨之增加。對於對夾類夾具，初始夾緊力大，隨試驗力增加，夾緊力隨之減小。
[0005]基於以上的分析，加持力與夾持可靠性是衡量一個夾具的主要性能指標。而現有的機械式夾具由於機械結構和夾緊原理的局限，有的能夠提供很大的初始夾緊力，但是隨著拉伸載荷的增大夾緊力會逐漸減小，而類似於楔形類的夾具雖然能夠保證良好的夾持穩定性，但是能夠提供的初始夾緊力卻比較小，這兩方面的制約使得很多的夾具在材料試驗的整個過程中的夾持效率受到了限制。因此設計一種結構緊湊，能同時提供較大的初始夾緊力和較高的夾持穩定性的夾具具有重要的意義。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置，解決了現有技術存在的上述問題。本發明主要由特製蝸輪蝸杆收縮機構、連杆放大機構和楔形夾緊機構組成。所述的蝸輪蝸杆收縮機構採用特製帶有雙向內螺紋的蝸輪驅動兩側連杆做收縮運動，通過連杆放大機構推動楔形夾緊塊下移，最終達到夾緊試樣的功效。同時具備了連杆機構的放大原理和楔形機構自鎖效應，可保證牢固的拉伸夾緊力。同時本發明採用特製的帶有雙向內螺紋的蝸輪機構推動連杆，可進一步放大夾緊扭矩，提供更可靠的連接自鎖性能。
[0007]本發明的上述目的通過以下技術方案實現:
適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置，包括蝸輪蝸杆收縮機構、連杆放大機構和楔形夾緊機構，所述蝸輪蝸杆收縮機構採用帶有雙向內螺紋的蝸輪驅動兩側連杆做收縮運動，通過連杆放大機構推動楔形夾緊機構的楔形夾緊塊下移以夾緊試樣。
[0008]所述的蝸輪蝸杆收縮機構主要由手柄2、蝸杆旋轉軸3、蝸杆9和蝸輪連接器10組成，手動的夾緊扭矩通過與手柄2配合的蝸杆旋轉軸3傳遞到蝸杆9上，所述蝸杆9帶動蝸輪連接器10旋轉，所述蝸輪連接器10內部的雙向內螺紋分別與左右兩個拉杆11螺紋連接，拉動連杆相向運動。
[0009]所述的連杆放大機構的左右兩個拉杆11通過滑動軸承12、軸承座13固定於夾具主體I上，拉杆11的一端通過螺紋連接蝸輪連接器10，另一端通過浮動鉸鏈連接於搖臂7上，驅動搖臂7繞固定支點轉動；與搖臂7連接的連杆8推動楔形塊5沿著夾具主體I內側斜面運動，通過楔形面的擠壓完成夾板6對試樣的夾緊運動。
[0010]所述的夾板6安裝孔內安裝有復位彈簧14，所述夾板6上的凸稜與安裝板4和夾具主體I上的凹槽配合，用於夾板6的導向，保證其只能沿著垂直於試樣平面的方向移動。
[0011]所述的夾具主體I採用整體鑄造式結構，夾具主體I的一個側面為開放式，通過安裝板4將部件封裝與夾具體主體I內部。
[0012]本發明的有益效果在於:本發明綜合槓桿放大機構和楔形夾緊機構，採用槓桿機構放大原始夾緊力推動楔形塊進一步夾緊試樣。同時具備了槓桿機構的放大原理和楔形機構自鎖效應，同時本發明採用特製的帶有雙向內螺紋的蝸輪機構推動連杆，可進一步放大夾緊扭矩，提供更可靠的自鎖性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。
[0014]圖1為本發明的軸側視圖；
圖2為本發明的主視示意圖；
圖3為本發明的內部結構示意圖；
圖4為本發明的剖視安裝示意圖；
圖5為本發明的夾緊原理示意圖；
圖6為本發明的受力分解示意圖。
[0015]圖中:1、夾具主體；2、手柄；3、蝸杆旋轉軸；4、安裝板；5、楔形塊；6夾板；7、搖臂；8、連杆；9、蝸杆；10、蝸輪連接器；11、拉杆；12、滑動軸承；13、軸承座；14、復位彈簧。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖進一步說明本發明的詳細內容及其【具體實施方式】。[0017]參見圖1至圖5所示，本發明的適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置，包括蝸輪蝸杆收縮機構、連杆放大機構和楔形夾緊機構，所述蝸輪蝸杆收縮機構採用帶有雙向內螺紋的蝸輪驅動兩側連杆做收縮運動，通過連杆放大機構推動楔形夾緊機構的楔形夾緊塊下移以夾緊試樣。
[0018]所述的蝸輪蝸杆收縮機構主要由手柄2、蝸杆旋轉軸3、蝸杆9和蝸輪連接器10組成，手動的夾緊扭矩通過與手柄2配合的蝸杆旋轉軸3傳遞到蝸杆9上，所述蝸杆9帶動蝸輪連接器10旋轉，所述蝸輪連接器10內部的雙向內螺紋分別與左右兩個拉杆11螺紋連接，拉動連杆相向運動。
[0019]所述的連杆放大機構的左右兩個拉杆11通過滑動軸承12、軸承座13固定於夾具主體I上，只能沿軸承軸線運動，拉杆11的一端通過螺紋連接蝸輪連接器10，另一端通過浮動鉸鏈連接於搖臂7上，驅動搖臂7繞固定支點轉動；與搖臂7連接的連杆8推動楔形塊5沿著夾具主體I內側斜面運動，沿楔形面的擠壓運動分解為平行於試樣軸線和垂直於試樣平面的兩個運動，進而推動兩側夾板6運動，通過楔形面的擠壓完成夾板6對試樣的夾緊運動。
[0020]所述的夾板6安裝孔內安裝有復位彈簧14用於兩個安裝板6在卸載和空載情況下的復位，所述夾板6上的凸稜與安裝板4和夾具主體I上的凹槽配合，用於夾板6的導向，保證其只能沿著垂直於試樣平面的方向移動。
[0021]所述的夾具主體I採用整體鑄造式結構，可保證較高的整體剛度。為了方便於夾具體內部各傳動夾緊機構的安裝於調試，夾具主體I的一個側面為開放式設計，採用安裝板4最後將其它部件封裝與夾具體主體I內部。
[0022]參見圖6所示的楔形塊機構中，F為試樣施加於夾板的摩擦力，此機構在F的作用下，應該具有自鎖性，現分析其自鎖條件:設
為夾板和楔形塊接觸面的摩擦角?為楔形塊2與夾具主體的摩擦角為楔形塊的
斜角?為夾具主體對楔形塊向上的作用力。
[0023]如圖6所示，為夾板對楔形塊的作用力；^為楔形塊5對夾具主體I的作用
力；Ru為夾具主體I對楔形塊5的作用力；顯然，R51 = 。取楔形塊5為分離體，則立在
水平方向的平衡方程為:
為5 ~ 15 cos (?! + ( I )
取夾板6為分離體，則力在豎直方向的平衡方程
【權利要求】
1.一種適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置，其特徵在於:包括蝸輪蝸杆收縮機構、連杆放大機構和楔形夾緊機構，所述蝸輪蝸杆收縮機構採用帶有雙向內螺紋的蝸輪驅動兩側連杆做收縮運動，通過連杆放大機構推動楔形夾緊機構的楔形夾緊塊下移以夾緊試樣。
2.根據權利要求1所述的適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置，其特徵在於:所述的蝸輪蝸杆收縮機構由手柄(2)、蝸杆旋轉軸(3)、蝸杆(9)和蝸輪連接器(10)組成，手動的夾緊扭矩通過與手柄(2)配合的蝸杆旋轉軸(3)傳遞到蝸杆(9)上，所述蝸杆(9)帶動蝸輪連接器(10)旋轉，所述蝸輪連接器(10)內部的雙向內螺紋分別與左右兩個拉杆(11)螺紋連接，拉動連杆相向運動。
3.根據權利要求1所述的適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置，其特徵在於:所述的連杆放大機構的左右兩個拉杆(11)通過滑動軸承(12)、軸承座(13)固定於夾具主體(I)上，拉杆(11)的一端通過螺紋連接蝸輪連接器(10)，另一端通過浮動鉸鏈連接於搖臂(7)上，驅動搖臂(7)繞固定支點轉動；與搖臂(7)連接的連杆(8)推動楔形塊(5)沿著夾具主體(I)內側斜面運動，通過楔形面的擠壓完成夾板(6)對試樣的夾緊運動。
4.根據權利要求3所述的適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置，其特徵在於:所述的夾板(6 )安裝孔內安裝有復位彈簧(14 )，所述夾板(6 )上的凸稜與安裝板(4 )和夾具主體(I)上的凹槽配合，用於夾板(6)的導向，保證其只能沿著垂直於試樣平面的方向移動。
5.根據權利要求3或4所述的適用於板狀試樣的拉伸試驗機夾緊裝置，其特徵在於:所述的夾具主體(I)採用整體鑄造式結構，夾具主體(I)的一個側面為開放式，通過安裝板(4)將部件封裝與夾具體主體(I)內部。
【文檔編號】G01N3/04GK103969119SQ201410222645
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月26日 優先權日:2014年5月26日
【發明者】趙宏偉, 侯鵬亮, 孫玉嬌, 程虹丙, 範尊強, 董曉龍, 李建平, 張鵬, 杜雨萌, 劉先華 申請人:吉林大學