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液压拉力试验机平推夹具结构的设计和夹持原理

发布时间:2015-3-1 9:42:11  浏览:

1、材料拉力试验机液压平推夹具结构

液压楔形夹具是由楔形块和夹具体构成的,这种结构适合夹持圆柱试样。如果用于夹持板试样,夹具结构非常复杂。由此出发,我们希望设计一种适合夹持板试样的夹具。由图 1 板试样的形状可知,要想夹具夹紧可靠,只能从前后两个宽面进行夹紧,由此我们想到了平推夹紧的方式。湖北微聚网络科技有限公司平推夹具的夹紧方式就是在水平方向上推动夹持的方式。它由上下两组完全一样的夹具组成,它的工作原理是:装入试样?上面一组液压缸动作?上夹具定位、预夹紧?拉伸机带动上液压缸、上夹具和试样定位到指定位置?下面一组液压缸动作?下夹具预夹紧?上下夹具同时加力,夹紧任务完成。夹具夹紧示意图如图 2.1 所示。

  材料拉力试验机液压平推夹具结构

根据液压平推夹紧的原理,我们将夹具设计成下图 2.2、2.3、2.4 所示。液压平推夹具由夹具主体(图 2.2)、 钳口(图 2.3)和辅助附件(图 2.4、2.5、2.6 组成)。

 液压拉力试验机夹具结构1液压拉力试验机夹具结构2液压拉力试验机夹具结构3液压拉力试验机夹具结构4

图 2.2 左右两侧面可以看到为液压缸预留的连接孔,上面的孔是为电机预留的连接孔,通过法兰图 2.4 可实现与电机相连进行拉伸实验。

图 2.2 内侧给液压缸预留的连接孔下方的大 T 形槽用于扩展功能。要进行其他种类的实验时,比如夹紧其他形状的试样、进行材料三点弯曲检测等,将图 2.5 过渡板插入到大 T 形槽内,如下图 2.7 所示。我们看到过渡板上有很多孔,这些孔用来连接客户自行设计的用于各种不同实验的台阶夹具,这样就可实现扩展功能。大T 形槽下面的小 T 形槽插入辅助附件(图 2.6)定位板可以帮助安装和定位试样,避免了操作人员手持试样进行夹紧,提高了实验效率。


夹具主体的技术要求:

(1)未注公差按 IT12 级加工

(2)去尖角毛刺

(3)未注倒角0.2×45°

(4)调质处理,HRC32-38

(5)表面镀铬,注意?;づ浜厦婧吐菸泼?

  

过渡板的安装:将钳口退到最内端位置;在过渡板最外端的 2 个孔内安装六角圆柱头螺钉,并将螺钉前部露出 0.5mm 左右,如下图 2.8 所示;将过渡板插入上、下夹具主体的“T”形槽中,直到六角圆柱头螺钉嵌入夹具主体的预留孔中;如果长期使用过渡板,过渡板定位后应将六角圆柱头螺钉拧紧,如需拆除过渡板,需先将六角圆柱头螺钉拧松。

 液压拉力试验机平推夹具结构的设计1液压拉力试验机平推夹具结构的设计2

2、液压平推夹具钳口的技术参数

由于液压平推夹具夹持力是恒力,比较大,所以钳口表面的设计很重要,它不仅需要能够防止试样打滑还要不损害试样。钳口的表面在机械加工后要进行热处理和气体渗碳,保证硬度值达到HRC=54-56。对于板试样,若为了追求最佳防滑效果,可将钳口齿面设计成下图 2.9 的形状,无论试样向上或向下打滑,都将承受齿面较陡一侧的阻力。这种钳口表面设计对于钳口安装方向有一定要求,不可随意安装,否则会严重损坏钳口齿面,必要的时候可以设计定位销来帮助安装钳口。若为了追求结构简单、安装方便,可将钳口表面的齿面设计成 90 度,两侧倾角 45 度,这样无论怎么安装都不会损坏齿面,如下图 2.10 所示,我们采用的就是下图 2.9 的齿面。对于圆柱试样,若圆柱试样直径为 10~20mm,则采用带有 55o角的 V 形牙槽;若圆柱试样直径为 20~59mm,则采用带有 60o 角的 V 形牙槽。用户可根据需要随时更换钳口。

钳口的技术参数如图 2.11所示,为了保证钳口与试样充分接触,钳口与试样接触表面的形位精度要求较高。而且为了避免损坏试样表面,钳口表面的齿尖要被打磨掉。除此之外,为了延长钳口的使用寿命,齿间距的选取也至关重要。  

 

 液压拉力试验机平推夹具结构的设计3

 

3、楔形夹具的夹持原理

虽然液压楔形夹具在现代工厂里应用广泛,但它存在很多不足之处,严重影响了试样性能检测的质量和准确度。我们对液压楔形夹具夹紧力的不足进行分析、研究。由下图 2.12 的楔形夹具的夹持原理可见:

 液压拉力试验机平推夹具结构的设计4

由受力分析可见,楔形夹具的夹紧力是被动力,夹紧力大小要随着实验的进行而增加,否则试样会发生滑动。而且如果实验力突然消失,还会造成整个系统发生剧烈震动和声响。除此之外,夹具体受力复杂,各个力之间不停变化,互相制约,这对夹具及试样性能分析产生很大困难。

 液压拉力试验机平推夹具原理

4、平推夹具的夹持原理

我们对于液压楔形夹具夹紧力的不足进行改进,研制出一种新型的液压平推夹具。平推夹具的夹紧力是主动式的夹紧力,夹紧力方向与实验力方向垂直,两者互相没有制约,所以它的大小不需要随着实验的进行而增加,只要保证夹紧力大小大于等于实验力就可以避免试样发生滑动,如上图 2.13 所示。而且实验力突然消失,系统也不会发生剧烈震动。除此之外,液压平推夹具受力简单,大大简化了夹具的力学模型,为夹具及试样的性能分析提供了方便。

 液压拉力试验机平推夹具原理

综上所述,我们介绍了拉力试验机夹具的组成,通过 solidworks 软件对平推夹具主体和钳口进行了设计,更直观地展现了夹具主体和钳口的内部结构和外部结构。从三位图形可以看出平推夹具结构比楔形夹具结构简单很多,并且所占体积较小,这样拆卸设备比较方便、成本也比较低。在拉力试验机夹具结构的设计过程中,我们也将夹具实验范围扩大和实验

对象增多,不仅可以夹持标准试件,非标试件也可夹持,并且可以对圆柱试样、板试样等各种材料试样进行拉伸实验及其他类实验。

 

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