CN107449659B - 一种疲劳试验夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工装夹具技术领域，涉及一种疲劳试验夹具，包括楔形块、抗剪销轴、主体、预紧底盘和基座，所述楔形块设置有两件，抗剪销轴用于穿过试样和楔形块，主体中间位置设置有容纳试样、楔形块、抗剪销轴的试样定位槽、楔形块槽、抗剪销轴槽，定位和约束试样、楔形块以及抗剪销轴，基座上固定连接支撑柱和中心套筒，基座通过支撑柱与主体螺纹连接，中心套筒为预紧底盘和反扣螺母提供支点，反扣螺母可调节预紧底盘的高度以支撑楔形块。楔形块与试样接触面的摩擦力以及销轴中的剪力共同平衡试样上的轴向力，为试样提供双重约束；楔形块的自锁使试样与抗剪销轴接触更紧密，在进行疲劳试验时，可以减少抗剪销轴因循环弯曲产生的疲劳破坏。

Description

一种疲劳试验夹具
技术领域
本发明涉及工装夹具技术领域，具体涉及一种疲劳试验夹具。
背景技术
风电叶片与整机接口主要靠叶片根部的螺栓来连接，通常叶片根部的螺栓主要有两种形式，第一，通过打孔后利用T型螺母来连接；第二，通过在根部预埋螺栓套；对于预埋的螺栓套，其与叶根的粘接强度是否符合设计要求必须通过实验验证。螺栓套承受的载荷一般都为几百KN，因此，需要设计一种适用于大载荷的疲劳实验夹具。
公开号为CN105115819A，公开日为2015年12月2日的中国发明专利使用新型公开了一种疲劳试验夹具。所述的疲劳试验夹具包含夹块、锁紧套、螺帽、复位弹簧及转接头，其中，夹块设置为楔形结构，其中一个平面上设置有盲孔，夹块设置有两件，且两件夹块设置有盲孔的侧面相对安装，复位弹簧的两端置于两件夹块上的盲孔内；紧锁套中心设置有与夹块相匹配的楔形通孔，且锁紧套的轴向长度小于夹块上与其配合的配合面的长度；夹块与转接头滑动连接，锁紧套套设在夹块上，螺帽设置在锁紧套外部。发明有益之处在于：结构简单，且尺寸较小，能够满足小试件的通用性；整个夹紧结构为机械加紧，高温状态下不易变形，可适用于高温炉。现有技术缺点：1、现有的风电叶片根部预埋螺栓套疲劳试验所使用的夹具多数依托于一些小载荷的试验工装；对于大载荷疲劳试验，存在夹具破坏的风险，不能应用于大载荷疲劳试验；2、可实现大载荷疲劳试验的工装，夹具结构复杂，体积大。
发明内容
本发明的目的是针对像风电叶片根部预埋螺栓套这种大载荷疲劳试验，提供一种疲劳试验装置，以解决上述技术问题。本发明的技术方案是：
一种疲劳试验夹具，包括楔形块、抗剪销轴、主体、预紧底盘和基座，所述楔形块设置有两件，所述抗剪销轴用于穿插在试样和楔形块中，所述主体中间位置设置有容纳试样、楔形块、抗剪销轴的试样定位槽、楔形块槽、抗剪销轴槽，定位和约束试样、楔形块以及抗剪销轴，针对于不同厚度的试样，楔形块在主体中的轴向位置会随厚度的不同而不同，定位和约束试样、楔形块以及抗剪销轴，所述基座上设有支撑柱通过螺母固定主体，中心套筒为预紧底盘和反扣螺母提供支点，所述反扣螺母可调节预紧底盘的高度以支撑楔形块。
进一步，楔形块槽为倒漏斗形，斜面与楔形块配合。
进一步，所述支撑柱上螺纹部分和光杆部分分界处有个台阶，该台阶定位主体在轴向的最低位置，在拧紧反扣螺母时，必须使主体与台阶之间有一定的间隙，为后续二次加紧提供轴向位移空间。
进一步，中心套筒中心为正多边形，便于旋转反扣螺母。
进一步，支撑柱设置有四根。
进一步，抗剪销轴为圆形或方形。
装卸过程为：
第一步，将试样沿试样定位槽装入主体，放置于预紧托盘上，用楔形块包夹住试样，对齐楔形块和试样上的孔，将抗剪销轴插入孔中；
第二步，通过拧紧预紧托盘上的反扣螺母将试样推入主体中，并预紧，因试样的厚度不同，预紧托盘的高度不一样，但预紧时必须保证主体与支撑柱上的台阶留有一定的缝隙；
第三步，依次序拧紧四个基座螺母，完成装配；
第四步，试验完成后，首先松开反扣螺母，使预紧底盘达到最低位置；
第五步，往下用力推试样，使其落在预紧底盘上，然后退出抗剪销轴，就可以将试样取出。
本发明利用楔形块与试样表面的摩擦力和抗剪销轴的剪力共同约束试样，以平衡试样上较大的轴向力，加卸载过程由两部分组成，通过反扣螺母调节预紧托盘预紧试样，然后通过拧紧4个螺母拧紧支撑柱再次夹紧。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、利用反扣螺母调节预紧托盘的位置，该发明适用于不同厚度的试样；
2、楔形块与试样接触面的摩擦力以及销轴中的剪力共同平衡试样上的轴向力，为试样提供双重约束；
3、楔形块的自锁使试样与抗剪销轴接触更紧密，在进行疲劳试验时，可以减少抗剪销轴因循环弯曲产生的疲劳破坏。
附图说明
图1本发明一种疲劳试验夹具的装夹示意图；
图2本发明一种疲劳试验夹具的楔形块、试样和抗剪销轴装配图；
图3本发明一种疲劳试验夹具的主体结构图；
图4本发明一种疲劳试验夹具的预紧底盘结构图；
图5本发明一种疲劳试验夹具的基座结构图；
图6本发明一种疲劳试验夹具的装夹主视图；
图7本发明一种疲劳试验夹具的装夹左视图；
图8本发明一种疲劳试验夹具的装夹A-A剖视图；
图9本发明一种疲劳试验夹具的装夹B-B剖视图；
图中标号表示：1、试样 2、楔形块 3、抗剪销轴 4、主体 401、抗剪销轴槽402、楔形块槽 403、试样定位槽 5、预紧托盘 501、反扣螺母 6、基座 601、支撑柱602、螺母。
具体实施方式
为了进一步详细说明本发明的具体结构，结合附图1-9进行如下说明：具体实施例1
一种疲劳试验夹具，包括楔形块2、抗剪销轴3、主体4、预紧底盘5和基座6，所述楔形块2设置有两件，所述抗剪销轴3用于穿插在试样1和楔形块2中，所述主体4中间位置设置有容纳试样1、楔形块2、抗剪销轴3的试样定位槽403、楔形块槽402、抗剪销轴槽401，定位和约束试样1、楔形块2以及抗剪销轴3，定位和约束试样1、楔形块2以及抗剪销轴3，所述基座6上设有支撑柱601通过螺母固定主体4，中心套筒603为预紧底盘5和反扣螺母501提供支点，所述反扣螺母501可调节预紧底盘5的高度以支撑楔形块。支撑柱601上螺纹部分和光杆部分分界处有个台阶，在拧紧反扣螺母501时，必须使主体4与台阶之间有一定的间隙。中心套筒603为预紧底盘5和反扣螺母501提供支点，反扣螺母501可调节预紧底盘5的高度以适应楔形块的位置，楔形块槽402限制抗剪销轴3横向移动。中心套筒603中心为正多边形，限制预紧底盘5转动，便于旋转反扣螺母501，支撑柱601设置有四根，抗剪销轴3为圆形或方形。
具体实施例2与实施例1不同之处在于，楔形块槽402为倒漏斗形，斜面与楔形块2配合定位和约束试样，竖直面限制抗剪销轴3横向移动。

Claims (4)

1.一种疲劳试验夹具，其特征在于：包括楔形块（2）、抗剪销轴（3）、主体（4）、预紧底盘（5）和基座（6），所述楔形块（2）设置有两件，所述抗剪销轴（3）用于穿在试样（1）和楔形块（2）中，所述主体（4）中间位置设置有容纳试样（1）、楔形块（2）、抗剪销轴（3）的试样定位槽（403）、楔形块槽（402）、抗剪销轴槽（401），定位和约束试样（1）、楔形块（2）以及抗剪销轴（3），所述基座（6）上设有支撑柱（601）通过螺母固定主体（4），中心套筒（603）为预紧底盘（5）和反扣螺母（501）提供支点，所述反扣螺母（501）可调节预紧底盘（5）的高度以支撑楔形块；所述支撑柱（601）上螺纹部分和光杆部分分界处有个台阶，台阶定位主体在轴向的最低位置，在拧紧反扣螺母（501）时，使主体（4）与台阶之间有一定的间隙，为后续二次加紧提供轴向位移空间；中心套筒（603）为预紧底盘（5）和反扣螺母（501）提供支点，反扣螺母（501）可调节预紧底盘（5）的高度以适应楔形块的位置，楔形块槽（402）限制抗剪销轴（3）横向移动；所述中心套筒（603）中心为正多边形，限制预紧底盘（5）转动，便于旋转反扣螺母（501）。
2.根据权利要求1所述的疲劳试验夹具，其特征在于，所述楔形块槽（402）为倒漏斗形，斜面与楔形块（2）配合。
3.根据权利要求1所述的疲劳试验夹具，其特征在于，所述支撑柱（601）设置有四根。
4.根据权利要求1所述的疲劳试验夹具，其特征在于，所述抗剪销轴（3）为圆形或方形。
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