一种用于疲劳试验的防扭夹具的制作方法 专利技术说明

五金工具产品及配附件制造技术1.本发明涉及机械性能测试技术领域，具体为一种用于疲劳试验的防扭夹具。背景技术：2.目前，轴向疲劳试验机装夹试样通常采用螺纹连接方式，试样的两端先安装拉杆螺帽，然后装上试样螺帽，通过拉杆螺帽装夹在试验机拉杆上，并用扳手旋紧拉杆螺帽，使拉杆螺帽压紧试样螺帽，将试样端面与拉杆端面紧密接触消除装夹间隙，由于用扳手旋紧拉杆螺帽时对试样螺帽产生摩擦力，进而使试样产生扭力，也对试验机的试样装夹系统产生一个由扳手旋紧拉杆螺帽时的弯扭力，对试样装夹的同轴度产生影响，同时也影响了试样的力学性能数据。技术实现要素：3.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于疲劳试验的防扭夹具，降低扭力对试样的影响，提高测试精度。4.本发明是通过以下技术方案来实现：5.一种用于疲劳试验的防扭夹具，包括液压驱动装置和两个同轴且对称设置的装夹组件；6.所述装夹组件包括大液压缸，其端部设置有用于连接试样的试样背帽，试样背帽上形成有与大液压缸配合的周向定位机构，试样背帽的外侧套设有拉杆背帽，拉杆背帽与大液压缸连接，用于将拉杆背帽压装在大液压缸的端部，大液压缸的活塞上设置有顶芯，顶芯在压力下用于抵接在试样的端部；7.所述液压驱动装置包括油缸、小液压缸和油管，小液压缸与油缸连接，油管与小液压缸连接，油管分别连接两个大液压缸，两个大液压缸与疲劳试验机连接。8.优选的，所述周向定位机构包括定位凸台和与其配合的卡槽，所述定位凸台设置在试样背帽的端部，卡槽设置在大液压缸的缸体端部。9.优选的，所述拉杆背帽的中心设置有螺纹孔，螺纹孔的端部设置有压环，拉杆背帽通过螺纹与大液压缸的外壁连接，压环压装在试样背帽远离大液压缸一端的端面上。10.优选的，所述小液压缸包括活塞缸、小活塞和单向阀；11.所述小活塞设置在活塞缸中，活塞缸的端部通过两个单向阀与油缸连通，其中一个单向阀连接吸油管的一端连接，吸油管的另一端伸入油缸中，另一个单向阀连接出油管的一端，出油管的另一端穿过油缸连接两个大液压缸的进油口。12.优选的，所述两个单向阀的流体控制方向相反。13.优选的，所述出油管的另一端穿过油缸通过三通连接两个大液压缸的进油口。14.优选的，所述出油管上设置有压力表，用于测量大液压缸的压力。15.优选的，所述小活塞通过连杆机构与杠杆手柄连接。16.优选的，所述油缸上设置有注油口。17.优选的，所述油缸上设置泄压阀，泄压阀的入口通过管路与出油管连通，泄压阀的出口连接回油管，回油管位于油缸中。18.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：19.本发明提供的一种用于疲劳试验的防扭夹具，通过试样背帽的定位凸台与大液压缸的缸体端部的卡槽装配，阻止试样背帽旋转，避免试样受扭力，由于采用液压原理对试样进行装夹顶紧，可以不使用扳手进行试样的装夹，减少人员差异引起的装夹过紧损伤夹具，装夹过松导致的试验失败，同时避免由扳手背紧拉杆背帽时对试验机试样装夹系统产生的弯扭力，保证了试样装夹的同轴度，整个装夹过程试样不受扭力，进而保证了其装夹精度，最终保证其试验的精准性和有效性。附图说明20.图1为本发明试样背帽的结构示意图；21.图2为本发明试样背帽的正视图；22.图3为本发明拉杆背帽的结构示意图；23.图4为本发明拉杆背帽的正视图；24.图5为本发明液压缸的结构图；25.图6为本发明液压缸的外观图；26.图7为本发明防扭夹具的结构示意图。27.图中：1、出油管；2、回油管；3、泄压阀；4、注油口；5、压力表；6、三通；7、第一油管；8、法兰；9、大液压缸；10、大活塞；11、密封圈；12、缸体；13、顶芯；14、拉杆背帽；15、试样背帽；16、试样；17、第二油管；18、单向阀；19、小活塞；20、小液压缸；21、吸油管；22、油缸；22、杠杆手柄；23定位凸台。具体实施方式28.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。29.参阅图1-7，一种用于疲劳试验的防扭夹具，包括液压驱动装置和两个同轴且对称设置的装夹组件，试样16位于两个装夹组件之间。30.所述装夹组件包括大液压缸9，大液压缸9中设置有大活塞10，大活塞10通过密封圈11与缸体12密封连接，大活塞10的端部设置有顶芯13，大液压缸9的活塞端设置有试样背帽15，试样背帽15用于连接试样的端部，试样背帽15的外侧套设有拉杆背帽14，拉杆背帽14与大液压缸9连接，用于将拉杆背帽14压装在大液压缸9的端部。31.液压驱动装置包括油缸22、小液压缸20和油管，小液压缸20与油缸22连接，油管与小液压缸20连接，油管分别连接两个大液压缸9，大液压缸9的固定端设置有法兰8，用于连接疲劳试验机。32.所述试样的连接端设置有外螺纹，试样背帽上设置有螺纹孔，试样背帽15通过螺纹与试样16的端部连接，试样背帽15的一端设置有与大液压缸9端部相配合的定位凸台23，大液压缸9的缸体端部设置有卡槽，定位凸台23嵌入大液压缸9端部的卡槽中，实现试样与大液压缸9的同轴设置，同时对试样背帽15周向定位。33.所述拉杆背帽14的中心设置有螺纹孔，螺纹孔的端部设置有压环，拉杆背帽14套设在试样背帽15外壁上，拉杆背帽14通过螺纹与大液压缸9的外壁连接，并且压环压装在试样背帽15远离大液压缸9一端的端面上。拉杆背帽14通过螺纹与大液压缸9的缸体12连接，在转动的过程中，当压环端面与试样背帽15的端面之间接触，当继续转动拉杆背帽14时，由于定位凸台对试样背帽定位，因此在锁紧拉杆背帽14时，能够避免摩擦力将扭力传导至试样背帽15上，导致试样16产生扭力。34.所述小液压缸20包括活塞缸、小活塞19、单向阀18和杠杆手柄22，小活塞设置在活塞缸中，小活塞19通过连杆机构与杠杆手柄22连接，活塞缸的端部与油缸连接，并且连接处设置有两个单向阀18，并且两个单向阀的流体控制方向相反，其中一个单向阀连接吸油管21的一端连接，吸油管21的另一端伸入油缸22中，另一个单向阀连接出油管1的一端，出油管1的另一端穿过油缸连接三通6的进油口，三通6的一个出油口通过第一油管7连接一个大液压缸9的进油口，三通6的另一个出油口通过第二油管17连接另一个大液压缸9的进油口，出油管1上设置有压力表5，并位于三通的进油口。35.当小液压缸20吸油时，油液通过吸油管21和与其连接的单向阀进入活塞缸，与出油管1连接的单向阀关闭，避免油液泄露，当小液压缸20出油时，与吸油管21连接的单向阀关闭，与出油管连接的单向阀打开，小液压缸20中的油液通过该单向阀进入出油管。36.所述小活塞的一端伸出活塞缸，该端部与杠杆手柄22的中部铰接，杠杆手柄22的端部铰接支撑杆的一端连接，支撑杆的另一端连接油缸，所述油缸22上还设置有注油口4和泄压阀3，泄压阀3的入口通过管路与出油管1连通，泄压阀3的出口连接回油管2，回油管2位于油缸中。37.下面对本发明提供的一种用于疲劳试验的防扭夹具的使用方法进行详细的阐述，具体方法如下：38.步骤1、将两个拉杆背帽14套设在试样16上，并且两个拉杆背帽14的压环相对设置。39.步骤2、在试样的两端通过螺纹分别安装试样背帽15，试样背帽15的定位凸台位于试样端部的外部。40.步骤3、将两个大液压缸9通过法兰8同轴设置在轴向疲劳试验机上，然后将步骤2得到试样安装在两个大液压缸9之间，并且将试样背帽的凸台卡入缸体的卡槽中。41.步骤4、将拉杆背帽14通过螺纹与大液压缸的缸体12端部连接，并将试样背帽压装在缸体的端部。42.步骤5、提起杠杆手柄使小活塞向远离油缸的一端移动，使活塞缸内油腔容积增大，同时使活塞缸压力变小或形成局部真空，此时与出油管连接的单向阀关闭，与吸油管连接的单向阀打开，油缸22中油液进入活塞缸内；43.步骤6、然后使杠杆手柄22反向移动，即向油缸的一侧移动对小液压缸的内部增压，小液压缸内压力升高，与吸油管连接的单向阀关闭，与出油管连接的单向阀打开，小液压缸内的油液从出油管经三通、油管输入上下两个大液压缸内，使大活塞推动顶芯移动，使顶芯的端部抵接在试样端面，完成对试样的装夹。44.需要说明的是，顶芯对试样的顶紧力，通过压力表的压强示值计算求得。如果需要降压或松开试样时，通过调节泄压阀，将大液压缸内液压油通过油管、回油管进入油缸内。当液压油不够时通过注油口加油。45.该用于疲劳试验的防扭夹具，通过试样背帽的定位凸台与大液压缸的缸体端部的卡槽装配，阻止试样背帽旋转，避免试样受扭力，由于采用液压原理对试样进行装夹顶紧，可以不使用扳手进行试样的装夹，减少人员差异引起的装夹过紧损伤夹具，装夹过松导致的试验失败，同时避免由扳手背紧拉杆背帽时对试验机试样装夹系统产生的弯扭力，保证了试样装夹的同轴度，整个装夹过程试样不受扭力，进而保证了其装夹精度，最终保证其试验的精准性和有效性。46.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。









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