CN104713772A - 一种半开式楔形平推液压夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半开式楔形平推液压夹具，包括夹具体、端盖、活塞杆、活塞、导向键、两个夹块、两块侧导向板、上导向板以及两条防尘条。本发明夹具更换方便，易清理，夹具体刚性大，试验中夹具体变形小，不易产生打滑现象，既可满足常规的大批量拉伸试验，也能满足动静万能和反复拉压试验的试验要求，具有明显技术进步性。

Description

一种半开式楔形平推液压夹具

技术领域

本发明属于拉伸试验机领域，尤其涉及一种半开式楔形平推液压夹具。

背景技术

对于需要进行反复拉压的试验要求，例如动静万能疲劳试验或者钢筋机械连接头的反复拉压试验，普通楔形夹具不能满足试验要求，因为这种夹具只能承受单方向的拉伸力，不能承受反向压缩试验力，否则试样会被松开。对于平推夹具，因为夹紧活塞与夹具体之间必然存在间隙，因此在进行反复拉压试验时，夹紧活塞与夹具体之间的间隙会影响试验数据的准确性，并且会加速夹具的疲劳损坏。

楔形平推夹具是一种能完全满足上述试验要求的夹具。传统的楔形平推夹具的夹具体通常为全开式或者全封闭式，这两种结构形式都存在不足：

1、对于夹具体为全开式的夹具，其夹具体刚性较差，在大载荷试验条件下，其夹具体的楔形开口的变形量过大，这是导致夹具打滑的关键原因，其试验结果准确性不能得到保证。夹具行程较短，活塞杆不能伸出夹具体的通槽底面，导致试验过程中脱落的金属氧化皮、粉末等垃圾卡在活塞杆与夹具体之间的环槽中，难以清除。

2、对于夹具体为全封闭式的夹具，虽然其夹具体的刚性得到保证，能承受大的试验载荷，但是其夹具体的加工工艺复杂，加工难度大，内部夹块更换非常困难。试验过程中产生的金属氧化皮、粉末等垃圾卡在活塞与夹具体之间的环槽中，这种结构条件下更难清除，这很容易导致夹具内部密封圈过早磨损失效，导致夹具漏油，机械零件严重磨损。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，提供一种半开式楔形平推液压夹具。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种半开式楔形平推液压夹具，包括夹具体、端盖、活塞杆、活塞、导向键、两个夹块、两块侧导向板、上导向板以及两条防尘条，所述夹具体呈圆柱状，其上部具有一楔形腔，其下部具有一与所述楔形腔连通且下宽上窄的阶梯通孔，所述楔形腔的下部从所述夹具体的前侧以梯形截面径向贯通至夹具体的后侧，所述楔形腔的上部从所述夹具体的前侧径向延伸至该夹具体内，该楔形腔上部的径向长度大于所述夹具体相应处的半径小于该相应处直径，构成半开放的楔形腔；所述端盖呈环状，该端盖与所述夹具体的下端面通过螺钉固定，所述端盖的上部设有与所述阶梯通孔的宽部尺寸相适配的凸台；所述活塞杆的上端经所述端盖以及阶梯通孔穿设于所述楔形腔内，且其下端具有用于连接拉压试验机的连接头；所述活塞呈环状，其套设于所述活塞杆上，两者螺纹固定，所述活塞位于所述阶梯通孔的宽部，且与该宽部的尺寸相适配；所述导向键固定于所述活塞杆的上端面，其两端具有对应所述楔形腔两个斜形内壁的两个盲孔，该两个盲孔内均设有弹簧；所述两个夹块设于所述楔形腔内，该两个夹块上均具有与所述楔形腔的斜形内壁平行的斜面、竖直夹持面、位于其下表面的键槽、位于其下表面的弹簧座以及位于其前后两侧的两个凸缘，所述两个夹块的竖直夹持面相对布置，且通过所述键槽设于所述导向键上；所述两块侧导向板分别位于所述两个夹块的前侧，且分别对称设于所述楔形腔的前侧开口处，每块侧导向板上均设有与所述夹块的前侧的凸缘相适配的通槽，所述两块侧导向板通过各自的通槽分别与所述两个夹块卡接；所述上导向板位于两个夹块后侧，且固定于所述楔形腔的后侧内壁上，所述上导向板上设有与所述夹块的后侧的凸缘相适配的通槽，所述上导向板通过该通槽与所述两个夹块卡接；所述两个防尘条分别设于所述两个夹块的顶面与斜面的交接处；所述活塞杆与所述活塞之间、活塞与所述夹具体之间、所述夹具体与所述活塞杆之间、所述活塞杆与所述端盖之间以及所述端盖与夹具体之间均设有密封圈。

所述楔形腔的两个斜形内壁之间的角度为24-40度。

所述活塞杆的上端面上设有腰型槽，所述导向键固定于所述腰型槽内。

所述楔形腔的前侧开口的两侧外部端面均为竖直平面，该两侧外部端面靠近所述楔形腔的两个斜形内壁处分别设有台肩，所述两块侧导向板分别通过螺钉固定于所述台肩上。

所述导向键呈T形，所述夹块的键槽呈T形，且该键槽与所述夹块的竖直夹持面垂直。

所述端盖与活塞杆之间设有防尘圈以及耐磨环，所述夹具体与端盖之间设有耐磨环，所述夹具体与活塞杆之间设有防尘圈以及耐磨环。

本发明夹具更换方便，易清理，夹具体刚性大，试验中夹具体变形小，不易产生打滑现象，既可满足常规的大批量拉伸试验，也能满足动静万能和反复拉压试验的试验要求，具有明显技术进步性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：

图1为本发明在松开状态下的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明在夹紧状态下的结构示意图；

图4为图2的左视图结构示意图；

图5为图1的俯视图结构示意图；

图6为图3的俯视图结构示意图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种半开式楔形平推液压夹具，包括夹具体110、端盖120、活塞杆130、活塞140、导向键150、两个夹块160、两块侧导向板170、上导向板180以及两条防尘条190。

夹具体110呈圆柱状，其上部具有一楔形腔，其下部具有一与楔形腔连通且下宽上窄的阶梯通孔，楔形腔的下部从夹具体110的前侧以梯形截面径向贯通至夹具体110的后侧，楔形腔的上部从夹具体110的前侧径向延伸至该夹具体110内，该楔形腔上部的径向长度大于夹具体110的相对应处的半径小于该相对应处的直径，构成半开放的楔形腔，半开放的楔形腔即保证了夹具的刚度、强度，又方便更换夹块，装夹试样。

其中，阶梯通孔宽部作为液压缸的内腔。

楔形腔下部的前侧开口与其上部的前侧开口一同构成其前侧开口，与前侧开口相对的内壁为后侧内壁。

具体地，楔形腔的两个斜形内壁之间的角度为24-40度。

端盖120呈环状，其与夹具体110的下端面通过螺钉固定，端盖120的上部设有与夹具体的阶梯通孔的宽部尺寸相适配的凸台。

活塞杆130的上端经端盖120以及阶梯通孔穿设于楔形腔内，且其下端具有用于连接拉压试验机的连接头131。

活塞140呈环状，其套设于活塞杆130上，两者螺纹固定，活塞140位于阶梯通孔的宽部，且与该宽部的尺寸相适配。活塞140与活塞杆130的分体结构制造工艺简单，成本更低。

导向键150固定于活塞杆的上端面，其两端具有对应楔形腔两个斜形内壁的两个盲孔，该两个盲孔内均设有弹簧151。

具体地，活塞杆130的上端面上设有腰型槽，导向键150固定于所述腰型槽内。

两个夹块160设于楔形腔内，该两个夹块160上均具有与楔形腔的斜形内壁平行的斜面、竖直夹持面、位于其下表面的键槽、位于其下表面的弹簧座161以及位于其前后两侧的两个凸缘，两个夹块的竖直夹持面相对布置，且通过键槽设于导向键上。

其中，弹簧151起到辅助夹块160复位的作用，其通过弹簧座161限位。

具体地，导向键150呈T形，夹块160的键槽同样呈T形，且该键槽与夹块160的竖直夹持面垂直。

两块侧导向板170分别位于两个夹块160的前侧，且分别对称设于楔形腔的前侧开口处，每块侧导向板170上均设有与夹块160的前侧的凸缘相适配的通槽，两块侧导向板170通过各自的通槽分别与两个夹块160卡接。

具体地，楔形腔的前侧开口的两侧外部端面均为竖直平面，该两侧外部端面靠近楔形腔的两个斜形内壁处分别设有台肩，两块侧导向板170分别通过螺钉固定于台肩上。

上导向板180位于两个夹块160后侧，且固定于楔形腔的后侧内壁上，上导向板180上设有与夹块160的后侧的凸缘相适配的通槽，上导向板180通过该通槽与两个夹块160卡接。

由于夹块160前后两侧凸缘分别卡入侧导向板170以及上导向板180的通槽中，保证夹块160只能沿着通槽方向运动。在导向键150、侧导向板170以及上导向板180的共同限制下，夹块160被限制在水平方向运动。

两个防尘条190分别设于两个夹块160的顶面与斜面的交接处，防止灰尘进入夹块160与夹具体110的配合面之间。其中，防尘条190为弹性材料制作，可以被压紧膨胀，以补偿磨损量，使用寿命长。

活塞杆130与活塞140之间、活塞与夹具体110之间、夹具体110与活塞杆130之间、活塞杆130与端盖120之间以及端盖120与夹具体110之间均设有密封圈197。

端盖120与活塞杆130之间设有防尘圈198以及耐磨环199，夹具体110与端盖120之间设有耐磨环199，夹具体110与活塞杆130之间设有防尘圈198以及耐磨环199，其中，耐磨环199起到支撑抗磨损作用，可防止金属之间直接接触摩擦，避免因机械磨损导致密封圈被划伤而漏油，延长夹具使用寿命。

本发明的工作原理：

活塞杆130的连接头131安装在试验机机架上，或者安装在试验机主油缸活塞杆上，活塞杆130始终不动。

由夹具体110、活塞杆130、活塞140、活塞杆130与活塞140之间的密封圈197、活塞与夹具体110之间的密封圈197以及夹具体110与活塞杆130之间的密封圈197构成封闭的松开油腔A，如图2。

由夹具体110、端盖120、活塞杆130、活塞140、活塞杆130与端盖120之间的密封圈197、端盖120与夹具体110之间的密封圈197、活塞杆130与活塞140之间的密封圈197以及活塞与夹具体110之间的密封圈197构成封闭的夹紧油腔B，如图3。

当往松开油腔A注入压力油时，夹具体110向上运动，通过导向键150、侧导向板170以及上导向板180的导向限制，两件夹块160分别沿着导向键150水平方向左右移动，两件夹块160之间的距离增大，试样松开，松开状态见图1以及图2、图4以及图5。

当往夹紧油腔B注入压力油时，夹具体110向下运动，导向键150、侧导向板170以及上导向板180的导向限制，两件夹块160分别沿着导向键150水平方向左右移动，两件夹块160之间的距离变小，试样夹紧，夹紧状态见图3以及图6。

在夹紧状态下，夹块160与活塞杆130的顶面之间形成压向预紧力，该预紧力可保证在最大拉向载荷下，夹块160与活塞杆130的顶面之间仍然不会产生间隙。

在夹紧和松开过程中，夹块160始终保持水平方向运动，没有垂直方向运动。

即使在松开状态下，活塞杆130顶面也高出夹具体110楔形腔的底平面，加上活塞杆130与夹具体110之间防尘圈198的防尘作用，试验过程中产生的氧化皮粉末等垃圾可以很方便地清除，不会卡入活塞杆130与夹具体11之间的环槽缝隙之中。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种半开式楔形平推液压夹具，其特征在于，包括夹具体、端盖、活塞杆、活塞、导向键、两个夹块、两块侧导向板、上导向板以及两条防尘条，所述夹具体呈圆柱状，其上部具有一楔形腔，其下部具有一与所述楔形腔连通且下宽上窄的阶梯通孔，所述楔形腔的下部从所述夹具体的前侧以梯形截面径向贯通至夹具体的后侧，所述楔形腔的上部从所述夹具体的前侧径向延伸至该夹具体内，该楔形腔上部的径向长度大于所述夹具体相应处的半径小于该相应处直径，构成半开放的楔形腔；所述端盖呈环状，该端盖与所述夹具体的下端面通过螺钉固定，所述端盖的上部设有与所述阶梯通孔的宽部尺寸相适配的凸台；所述活塞杆的上端经所述端盖以及阶梯通孔穿设于所述楔形腔内，且其下端具有用于连接拉压试验机的连接头；所述活塞呈环状，其套设于所述活塞杆上，两者螺纹固定，所述活塞位于所述阶梯通孔的宽部，且与该宽部的尺寸相适配；所述导向键固定于所述活塞杆的上端面，其两端具有对应所述楔形腔两个斜形内壁的两个盲孔，该两个盲孔内均设有弹簧；所述两个夹块设于所述楔形腔内，该两个夹块上均具有与所述楔形腔的斜形内壁平行的斜面、竖直夹持面、位于其下表面的键槽、位于其下表面的弹簧座以及位于其前后两侧的两个凸缘，所述两个夹块的竖直夹持面相对布置，且通过所述键槽设于所述导向键上；所述两块侧导向板分别位于所述两个夹块的前侧，且分别对称设于所述楔形腔的前侧开口处，每块侧导向板上均设有与所述夹块的前侧的凸缘相适配的通槽，所述两块侧导向板通过各自的通槽分别与所述两个夹块卡接；所述上导向板位于两个夹块后侧，且固定于所述楔形腔的后侧内壁上，所述上导向板上设有与所述夹块的后侧的凸缘相适配的通槽，所述上导向板通过该通槽与所述两个夹块卡接；所述两个防尘条分别设于所述两个夹块的顶面与斜面的交接处；所述活塞杆与所述活塞之间、活塞与所述夹具体之间、所述夹具体与所述活塞杆之间、所述活塞杆与所述端盖之间以及所述端盖与夹具体之间均设有密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种半开式楔形平推液压夹具，其特征在于，所述楔形腔的两个斜形内壁之间的角度为24-40度。

3.根据权利要求1或3所述的一种半开式楔形平推液压夹具，其特征在于，所述活塞杆的上端面上设有腰型槽，所述导向键固定于所述腰型槽内。

4.根据权利要求3所述的一种半开式楔形平推液压夹具，其特征在于，所述楔形腔的前侧开口的两侧外部端面均为竖直平面，该两侧外部端面靠近所述楔形腔的两个斜形内壁处分别设有台肩，所述两块侧导向板分别通过螺钉固定于所述台肩上。

5.根据权利要求4所述的一种半开式楔形平推液压夹具，其特征在于，所述导向键呈T形，所述夹块的键槽呈T形，且该键槽与所述夹块的竖直夹持面垂直。

6.根据权利要求5所述的一种半开式楔形平推液压夹具，其特征在于，所述端盖与活塞杆之间设有防尘圈以及耐磨环，所述夹具体与端盖之间设有耐磨环，所述夹具体与活塞杆之间设有防尘圈以及耐磨环。