CN105510123A - 一种薄壁管材用夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄壁管材用夹具，包括上夹具和下夹具，所述上夹具与所述下夹具采用相同的结构，包括夹具主体和锁紧机构，所述夹具主体安装在试验机上，用于连接所述夹具与试验机；所述锁紧机构安装在所述夹具主体上，用于夹持薄壁管材。所述锁紧机构包括胀紧部和限位部，所述胀紧部包括胀紧轴和胀套，所述限位部为压套，对薄壁管材拉伸时，胀紧轴胀紧胀套，从而对薄壁管材胀紧，胀套上的刻痕增大了胀套与薄壁管材内壁的摩擦力，压套在螺栓的作用下紧固薄壁管材，实现对薄壁管材径向位移的限位，在胀紧轴、胀套和压套的共同作用下，实现了对薄壁管材的夹持，安装方便且对薄壁管材的夹持稳固，防止了薄壁管材的滑脱。

Description

一种薄壁管材用夹具
技术领域
本发明涉及材料力学试验装置技术领域，具体为一种薄壁管材用夹具。
背景技术
目前，薄壁管材应用日趋广泛，在各种场合及环境下，都会使用到薄壁管材，例如供水。薄壁管材还会在一些特定的环境条件下使用，例如高温环境，为满足高温环境下薄壁管材的各种性能要求，在出厂前需要对管材进行拉伸强度及弯曲强度等各方面的试验。就拉伸性能而言，由于薄壁管材的特殊性，在进行试验时采用常规的标准夹具无法实现对薄壁管材的夹持。
在以往对薄壁管材进行高温拉伸试验时，多采用加长管材试样长度、使试样伸出加热炉外和夹具连接的方式，这种夹持方式会造成材料浪费和试验结果的不准确，申请号为200920094550.9的发明专利公布了一种薄壁管材高温拉伸试验用夹具，解决了材料浪费和试验结果不准确的问题，但是该夹具在装夹过程中，安装操作相对复杂，且试验试样存在滑脱的风险。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种薄壁管材用夹具，包括上夹具和下夹具，所述上夹具与所述下夹具采用相同的结构，包括夹具主体和锁紧机构；
所述夹具主体安装在试验机上，用于连接所述夹具与试验机；
所述锁紧机构安装在所述夹具主体上，用于夹持所述薄壁管材。
较佳的，所述锁紧机构包括胀紧部，所述胀紧部用于从内向外胀紧所述薄壁管材。
较佳的，所述胀紧部包括胀紧轴和胀套，所述胀紧轴安装到所述胀套中，并一起安装到所述薄壁管材中，所述胀紧轴为从上到下的倒锥形结构，所述胀套开有从上到下的倒锥形孔，所述倒锥形结构与所述倒锥形孔配合，使所述胀紧轴胀紧所述胀套，实现对所述薄壁管材的胀紧。
较佳的，所述胀套上设置有第一豁口，所述第一豁口利于所述胀套的膨胀。
较佳的，所述胀套上设置有刻痕，所述刻痕增加所述胀套与所述薄壁管材的摩擦力。
较佳的，所述锁紧机构还包括限位部，所述限位部与所述胀紧部配合，实现对所述薄壁管材从外向内的夹持和径向位移的限位。
较佳的，所述限位部为压套，所述压套上设置有容置孔，用于容置所述薄壁管材。
较佳的，所述容置孔为一阶梯孔，包括第一阶梯孔和第二阶梯孔，所述第一阶梯孔内径大于所述第二阶梯孔内径，所述第一阶梯孔与所述第二阶梯孔形成阶梯面，所述阶梯面用于施加预紧力给所述胀套轴向的力，使所述胀紧轴胀紧所述胀套。
较佳的，所述压套包括紧固端，所述紧固端包括第一紧固端和第二紧固端，所述第一紧固端与所述第二紧固端形成一连通所述容置孔的第二豁口；
所述第一紧固端上设置有第一螺栓孔，所述第二紧固端上设置有第二螺纹孔，螺栓通过所述第一螺栓孔拧入所述第二螺纹孔，使所述第二豁口闭合，实现对所述薄壁管材的紧固。
较佳的，所述夹具还包括蠕变装置，用于单轴蠕变试验，所述压套上还设置有第一通孔，所述第一通孔用于连接所述蠕变装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：对薄壁管材拉伸时，胀紧轴胀紧胀套，从而对薄壁管材胀紧，胀套上的刻痕增大了胀套与薄壁管材内壁的摩擦力，压套在螺栓的作用下紧固薄壁管材，实现对薄壁管材径向位移的限位，在胀紧轴、胀套和压套的共同作用下，实现了对薄壁管材的夹持，安装方便且对薄壁管材的夹持稳固，防止了薄壁管材的滑脱。
附图说明
图1为本发明实施例一夹具的结构示意图。
图2为本发明实施例二下夹具的剖面图。
图3为本发明实施例二下夹具胀套的结构示意图。
图4为本发明实施例二下夹具压套的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一：
请参见图1所示，图1为本发明实施例一夹具的结构示意图。
本发明提供的一种薄壁管材用夹具包括上夹具和下夹具，所述上夹具与所述下夹具分别夹持所述薄壁管材的两端，所述上夹具与所述下夹具采用相同的结构，均包括夹具主体1和锁紧机构，所述夹具主体1安装在试验机上，用于连接所述夹具与试验机；所述锁紧机构安装在所述夹具主体1上，用于夹持所述薄壁管材。
实施例二：
请参见图2、图3、图4所示，图2为本发明实施例二下夹具的剖面图，图3为本发明实施例二下夹具胀套的结构示意图，图4为本发明实施例二下夹具压套的结构示意图。
所述锁紧机构包括胀紧部和限位部，所述胀紧部用于从内向外胀紧所述薄壁管材，所述限位部用于从外向内紧固所述薄壁管材，并对所述薄壁管材的径向位移进行限位，所述胀紧部与所述限位部配合，实现对所述薄壁管材的夹持；所述胀紧部包括胀紧轴2和胀套3，所述胀紧轴2与所述胀套3配合安装到所述薄壁管材内腔中，实现对所述薄壁管材由内向外的胀紧；所述限位部为压套4，所述压套4与所述胀紧轴2、所述胀套3配合，实现对所述薄壁管材的夹持和径向位移的限位。
所述胀紧轴2为从上到下的倒锥形结构，所述胀套3上开有一从上到下的倒锥形孔31，所述胀紧轴2安装到所述胀套3中，实际上为所述倒锥形结构安装到所述倒锥形孔31中，轴向拉伸所述薄壁管材时，所述胀套3相对于所述胀紧轴2向拉伸方向运动，所述倒锥形结构与所述倒锥形孔31配合，使所述胀紧轴2胀紧所述胀套3，所述胀紧轴2与所述胀套3一起安装到所述薄壁管材中，通过所述胀紧轴2胀紧胀套3实现所述胀套3对所述薄壁管材由内而外的胀紧。
所述夹具主体1上设置有第一螺纹孔11，所述胀紧轴2上设置有螺纹段21，所述第一螺纹孔11与所述螺纹段21螺纹连接，实现所述胀紧轴2与所述夹具主体1的连接，从而实现所述胀紧部与所述夹具主体1的螺纹连接。
作为优选的方案，所述胀套3还包括第一豁口32，所述第一豁口32利于所述胀套3膨胀，能够优化对薄壁管材的胀紧效果；所述胀套3上还设置有刻痕33，所述刻痕33能够增加所述胀套3与所述薄壁管材内壁的摩擦力。
所述压套4上设置有容置孔41，所述容置孔41为通孔，用于安装所述薄壁管材。作为优选的方案，所述压套4的容置孔41为一阶梯孔，包括第一阶梯孔411和第二阶梯孔412，所述第一阶梯孔411的内径大于所述第二阶梯孔412的内径，所述第一阶梯孔411与所述第二阶梯孔412形成阶梯面，所述薄壁管材安装到所述第二阶梯孔411中，安装的所述薄壁管材与所述胀套3截止于所述阶梯面，对所述胀紧轴2施加预紧力时，所述阶梯面给所述胀套3轴向的力，使所述胀紧轴2与所述胀套3胀紧；所述第二阶梯孔412用于通过所述螺纹段21。
所述压套4上还设置有紧固端，所述紧固端用于紧固所述薄壁管材，所述紧固端包括第一紧固端42和第二紧固端43，所述第一紧固端42和所述第二紧固端43形成一个连通所述容置孔41的第二豁口44，通过所述第二豁口44可以看见所述容置孔41的内部，所述第二豁口44闭合可以实现对所述薄壁管材的紧固；所述第一紧固端42上设置有第一螺栓孔，用于通过螺栓；所述第二紧固端43上设置有第二螺纹孔，用于拧紧螺栓；通过螺栓拧紧所述第一紧固端42与所述第二紧固端43，使所述第二豁口44闭合，实现对薄壁管材的紧固。
安装时，可以为：所述胀紧轴2安装到所述胀套3中，再安装到所述薄壁管材的内腔中，然后，所述薄壁管材安装到所述压套4的容置孔41中，拧紧螺栓，使所述第二豁口44闭合，最后将所述胀紧轴2拧入到所述夹具主体1的第一螺纹孔11中，并施加预紧力，使所述胀紧轴2胀紧所述胀套3；也可以为：所述胀紧轴2安装到所述胀套3中，再安装到所述压套4中，然后将所述胀紧轴2拧入到所述夹具主体1的第一螺纹孔中，接下来将所述薄壁管材插入到所述压套4中，闭合所述第二豁口44，并对所述胀紧轴2施加预紧力。
其中，所述薄壁管材可以为薄壁圆管，所述第一阶梯孔411为圆孔，所述胀套3为圆柱形结构；所述薄壁管材也可以为薄壁方管，所述第一阶梯孔411为方孔，所述胀套3为方形结构。
作为优选的方案，所述夹具用于800℃环境下的薄壁管材高温拉伸试验，所述夹具采用镍基合金，所述锁紧机构锁紧并夹持所述薄壁管材，在所述上夹具和所述下夹具的作用下，实现对所述薄壁管材的拉伸。
作为优选的方案，所述夹具用于薄壁管材单轴蠕变试验，所述夹具还包括蠕变装置，所述压套4上还设置有第一通孔45，所述第一通孔45用于安装所述蠕变装置；所述上夹具与所述下夹具将薄壁管材夹持，将所述蠕变装置安装到所述压套4上，即可以进行薄壁管材单轴蠕变试验。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄壁管材用夹具，包括上夹具和下夹具，其特征在于，所述上夹具与所述下夹具采用相同的结构，包括夹具主体和锁紧机构；
所述夹具主体安装在试验机上，用于连接所述夹具与试验机；
所述锁紧机构安装在所述夹具主体上，用于夹持所述薄壁管材。
2.如权利要求1所述的薄壁管材用夹具，其特征在于，所述锁紧机构包括胀紧部，所述胀紧部用于从内向外胀紧所述薄壁管材。
3.如权利要求2所述的薄壁管材用夹具，其特征在于，所述胀紧部包括胀紧轴和胀套，所述胀紧轴安装到所述胀套中，并一起安装到所述薄壁管材中，所述胀紧轴为从上到下的倒锥形结构，所述胀套开有从上到下的倒锥形孔，所述倒锥形结构与所述倒锥形孔配合，使所述胀紧轴胀紧所述胀套，实现对所述薄壁管材的胀紧。
4.如权利要求3所述的薄壁管材用夹具，其特征在于，所述胀套上设置有第一豁口，所述第一豁口利于所述胀套的膨胀。
5.如权利要求4所述的薄壁管材用夹具，其特征在于，所述胀套上设置有刻痕，所述刻痕增加所述胀套与所述薄壁管材的摩擦力。
6.如权利要求5所述的薄壁管材用夹具，其特征在于，所述锁紧机构还包括限位部，所述限位部与所述胀紧部配合，实现对所述薄壁管材从外向内的夹持和径向位移的限位。
7.如权利要求6所述的薄壁管材用夹具，其特征在于，所述限位部为压套，所述压套上设置有容置孔，用于容置所述薄壁管材。
8.如权利要求7所述的薄壁管材用夹具，其特征在于，所述容置孔为一阶梯孔，包括第一阶梯孔和第二阶梯孔，所述第一阶梯孔内径大于所述第二阶梯孔内径，所述第一阶梯孔与所述第二阶梯孔形成阶梯面，所述阶梯面用于施加预紧力时给所述胀套轴向的力，使所述胀紧轴胀紧所述胀套。
9.如权利要求8所述的薄壁管材用夹具，其特征在于，所述压套包括紧固端，所述紧固端包括第一紧固端和第二紧固端，所述第一紧固端与所述第二紧固端形成一连通所述容置孔的第二豁口；
所述第一紧固端上设置有第一螺栓孔，所述第二紧固端上设置有第二螺纹孔，螺栓通过所述第一螺栓孔拧入所述第二螺纹孔，使所述第二豁口闭合，实现对所述薄壁管材的紧固。
10.如权利要求9所述的薄壁管材用夹具，其特征在于，所述夹具还包括蠕变装置，用于单轴蠕变试验，所述压套上还设置有第一通孔，所述第一通孔用于连接所述蠕变装置。
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