CN107621405B - 一种多功能力学拉伸实验夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能力学拉伸实验夹具，属于实验设备技术领域。该夹具包括支撑架、拉伸支撑套、梭形或双头锥形的夹块，拉伸支撑套设置在支撑架上；拉伸支撑套中心设置有夹块腔，夹块设置在夹块腔内。本发明在一个夹具上可实现片状、圆柱状、方柱状及三棱柱状试样的力学拉伸实验；在实现多功能力学拉伸实验时同时也可用于高强度拉伸实验中能稳定夹持试样的功能，夹具具有稳定性高，夹持力大，可夹持实验件种类多等特点，该夹具可解决试样短小而难以对试样有效地稳定夹持而造成脱落现象，也可解决实验件在拉伸过程安全性的问题。

Description

一种多功能力学拉伸实验夹具

技术领域

本发明涉及一种多功能力学拉伸实验夹具，属于实验设备技术领域。

背景技术

力学拉伸实验是测试金属材料力学方法之一，测试结果是评价一种材料好坏的重要依据。现有的夹具夹头具有单一性，并不能满足不同材料形状的力学拉伸实验。

对于高强度的拉伸实验，现有夹具不能满足足够大的夹持力而导致实验件打滑甚至脱落，导致实验数据采集不准确，以导致实验失败。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种多功能力学拉伸实验夹具，本发明的多功能力学拉伸实验夹具可解决因测试不同试样而繁琐于更换夹具甚至于找不到与实验材料相适应夹具的问题；以及高强度拉伸实验中对试样夹持不稳定而导致打滑的问题，增加了夹持稳定性。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种多功能力学拉伸实验夹具，包括支撑架1、拉伸支撑套2、梭形或双头锥形的夹块，拉伸支撑套2设置在支撑架1上；拉伸支撑套2中心设置有夹块腔，夹块设置在夹块腔内；

所述支撑架1上竖直设置有向上延伸的支撑杆Ⅰ3、支撑杆Ⅱ4、支撑杆Ⅲ5、支撑杆Ⅳ6，

拉伸支撑套2的壁内竖直方向设置有下端开口的深孔Ⅰ7、深孔Ⅱ8、深孔Ⅲ9、深孔Ⅳ10、滑槽Ⅰ11、滑槽Ⅱ12、斜导槽Ⅰ13、斜导槽Ⅱ14，深孔Ⅰ7、深孔Ⅱ8、滑槽Ⅰ11、斜导槽Ⅰ13由外而内设置，深孔Ⅳ10、深孔Ⅲ9、滑槽Ⅱ12、斜导槽Ⅱ14由外而内设置，深孔Ⅰ7、深孔Ⅱ8、深孔Ⅲ9、深孔Ⅳ10的孔径相同，深孔Ⅰ7与深孔Ⅳ10轴对称，深孔Ⅱ8与深孔Ⅲ9轴对称，滑槽Ⅰ11与滑槽Ⅱ12穿过拉伸支撑套2的壁且轴对称，滑槽Ⅰ11穿过深孔Ⅰ7、深孔Ⅱ8，滑槽Ⅱ12穿过深孔Ⅲ9、深孔Ⅳ10，滑槽Ⅰ11、滑槽Ⅱ12的尺寸相同且小于深孔Ⅰ7的孔径，斜导槽Ⅰ13与斜导槽Ⅱ14的尺寸相同且轴对称；深孔Ⅰ7、深孔Ⅱ8、深孔Ⅲ9、深孔Ⅳ10内分别设置有尺寸相同的弹簧Ⅰ15、弹簧Ⅱ16、弹簧Ⅲ17、弹簧Ⅳ18，弹簧Ⅰ15、弹簧Ⅱ16、弹簧Ⅲ17、弹簧Ⅳ18下端连接有尺寸相同的导块Ⅰ19、导块Ⅱ20、导块Ⅲ21、导块Ⅳ22，导块Ⅰ19的直径与深孔Ⅰ7的直径相匹配，支撑杆Ⅰ3、支撑杆Ⅱ4、支撑杆Ⅲ5、支撑杆Ⅳ6的顶端分别与导块Ⅰ19、导块Ⅱ20、导块Ⅲ21、导块Ⅳ22的底端固定连接，导块Ⅰ19、导块Ⅱ20、导块Ⅲ21、导块Ⅳ22的中间部位水平方向设有直径相同的穿孔；

进一步地，所述夹块包括尺寸相同的夹块Ⅰ23、夹块Ⅱ24，夹块Ⅰ23与夹块Ⅱ24轴对称，夹块Ⅰ23的外壁设置有导轨Ⅰ25，导轨Ⅰ25的下部与拉伸支撑套2的斜导槽Ⅰ13配合，夹块Ⅱ24的外壁设置有导轨Ⅱ26，导轨Ⅱ26的下部与拉伸支撑套2的斜导槽Ⅱ14配合，导轨Ⅰ25的上部外侧设置有压块Ⅰ27，压块Ⅰ27与拉伸支撑套2的斜导槽Ⅰ13配合，导轨Ⅱ26的上部外侧设置有压块Ⅱ28，压块Ⅱ28与拉伸支撑套2的斜导槽Ⅱ14配合，压块Ⅰ27上水平设置有往外延伸的导杆Ⅰ，导杆Ⅰ设置在滑槽Ⅰ11内且穿过导块Ⅰ19和导块Ⅱ20的穿孔，压块Ⅰ27上水平设置有往外延伸的导杆Ⅱ，导杆Ⅱ设置在滑槽Ⅱ12内且穿过导块Ⅲ21和导块Ⅳ22的穿孔，导杆Ⅰ和导杆Ⅱ形状相同且轴对称；

所述拉伸支撑套2的上部还设置有对称的连接卡口Ⅰ29和连接卡口Ⅱ30；

更进一步地，夹块Ⅰ23中部内侧平行设置有尺寸相同的凹孔Ⅰ31和凹孔Ⅱ32，夹块Ⅱ24中部内侧平行设置尺寸相同的有凹孔Ⅲ33和凹孔Ⅳ34，凹孔Ⅰ31与凹孔Ⅲ33配合，凹孔Ⅱ32与凹孔Ⅳ34配合，凹孔Ⅰ31和凹孔Ⅲ33内设置有弹簧Ⅴ35，弹簧Ⅴ35的一端与夹块Ⅰ23连接且另一端与夹块Ⅱ24连接，凹孔Ⅱ32与凹孔Ⅳ34内设置有弹簧Ⅵ36，弹簧Ⅵ36的一端与夹块Ⅰ23连接且另一端与夹块Ⅱ24连接；

所述夹块Ⅰ23内侧设置有上加持面Ⅰ37、下加持面Ⅰ38，夹块Ⅱ24内侧设置有上加持面Ⅱ39、下加持面Ⅱ40，上加持面Ⅰ37与上加持面Ⅱ39配合，下加持面Ⅰ38与下加持面Ⅱ40配合；

更进一步地，上加持面Ⅰ37、上加持面Ⅱ39为平面；下加持面Ⅰ38与下加持面Ⅱ40为弧面；上加持面Ⅰ37、上加持面Ⅱ39、下加持面Ⅰ38、下加持面Ⅱ40均设置有防滑纹；

夹块Ⅰ23的下加持面Ⅰ38还设置有角形槽41。

本发明的有益效果：

（1）本发明可在一个夹具上可实现片状、圆柱状、方柱状及三棱柱状试样的力学拉伸实验；在实现多功能力学拉伸实验时同时也可用于高强度拉伸实验中能稳定夹持试样的功能，夹具具有稳定性高，夹持力大，可夹持实验件种类多等特点，该夹具可解决试样短小而难以对试样有效地稳定夹持而造成脱落现象，也可解决实验件在拉伸过程安全性的问题；

（2）本发明可实现夹块从支撑套中灵活取出，并可直接进行两端调换进行不同形状的试样的力学拉伸实验，提高了实验效率。

附图说明

图1为实施例1多功能力学拉伸实验夹具的三维结构示意图；

图2为实施例1多功能力学拉伸实验夹具的剖视图；

图3为实施例1夹具支撑套俯视图；

图4为实施例1夹具支撑套正剖视图；

图5为实施例1夹具支撑套左剖视图；

图6为实施例1夹块主视图；

图7为实施例1夹块俯剖视图；

图8为实施例1夹块俯视图；

图9为实施例1夹块仰视图；

图中：1-支撑架、2-拉伸支撑套、3-支撑杆Ⅰ、4-支撑杆Ⅱ、5-支撑杆Ⅲ、6-支撑杆Ⅳ、7-深孔Ⅰ、8-深孔Ⅱ、9-深孔Ⅲ、10-深孔Ⅳ、11-滑槽Ⅰ、12-滑槽Ⅱ、13-斜导槽Ⅰ、14-斜导槽Ⅱ、15-弹簧Ⅰ、16-弹簧Ⅱ、17-弹簧Ⅲ、18-弹簧Ⅳ、19-导块Ⅰ、20-导块Ⅱ、21-导块Ⅲ、22-导块Ⅳ、23-夹块Ⅰ、24-夹块Ⅱ、25-导轨Ⅰ、26-导轨Ⅱ、27-压块Ⅰ、28-压块Ⅱ、29-连接卡口Ⅰ、30-连接卡口Ⅱ、31-凹孔Ⅰ、32-凹孔Ⅱ、33-凹孔Ⅲ、34-凹孔Ⅳ、35-弹簧Ⅴ、36-弹簧Ⅵ、37-上加持面Ⅰ、38-下加持面Ⅰ、39-上加持面Ⅱ、40-下加持面Ⅱ、41-角形槽。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1所示，一种多功能力学拉伸实验夹具，包括支撑架1、拉伸支撑套2、梭形或双头锥形的夹块，拉伸支撑套2设置在支撑架1上；拉伸支撑套2中心设置有夹块腔，夹块设置在夹块腔内。

支撑架1上竖直设置有向上延伸的支撑杆Ⅰ3、支撑杆Ⅱ4、支撑杆Ⅲ5、支撑杆Ⅳ6，

拉伸支撑套2的壁内竖直方向设置有下端开口的深孔Ⅰ7、深孔Ⅱ8、深孔Ⅲ9、深孔Ⅳ10、滑槽Ⅰ11、滑槽Ⅱ12、斜导槽Ⅰ13、斜导槽Ⅱ14，深孔Ⅰ7、深孔Ⅱ8、滑槽Ⅰ11、斜导槽Ⅰ13由外而内设置，深孔Ⅳ10、深孔Ⅲ9、滑槽Ⅱ12、斜导槽Ⅱ14由外而内设置，深孔Ⅰ7、深孔Ⅱ8、深孔Ⅲ9、深孔Ⅳ10的孔径相同，深孔Ⅰ7与深孔Ⅳ10轴对称，深孔Ⅱ8与深孔Ⅲ9轴对称，滑槽Ⅰ11与滑槽Ⅱ12穿过拉伸支撑套2的壁且轴对称，滑槽Ⅰ11穿过深孔Ⅰ7、深孔Ⅱ8，滑槽Ⅱ12穿过深孔Ⅲ9、深孔Ⅳ10，滑槽Ⅰ11、滑槽Ⅱ12的尺寸相同且小于深孔Ⅰ7的孔径，斜导槽Ⅰ13与斜导槽Ⅱ14的尺寸相同且轴对称；深孔Ⅰ7、深孔Ⅱ8、深孔Ⅲ9、深孔Ⅳ10内分别设置有尺寸相同的弹簧Ⅰ15、弹簧Ⅱ16、弹簧Ⅲ17、弹簧Ⅳ18，弹簧Ⅰ15、弹簧Ⅱ16、弹簧Ⅲ17、弹簧Ⅳ18下端连接有尺寸相同的导块Ⅰ19、导块Ⅱ20、导块Ⅲ21、导块Ⅳ22，导块Ⅰ19的直径与深孔Ⅰ7的直径相匹配，支撑杆Ⅰ3、支撑杆Ⅱ4、支撑杆Ⅲ5、支撑杆Ⅳ6的顶端分别与导块Ⅰ19、导块Ⅱ20、导块Ⅲ21、导块Ⅳ22的底端固定连接，导块Ⅰ19、导块Ⅱ20、导块Ⅲ21、导块Ⅳ22的中间部位水平方向设有直径相同的穿孔。

夹块包括尺寸相同的夹块Ⅰ23、夹块Ⅱ24，夹块Ⅰ23与夹块Ⅱ24轴对称，夹块Ⅰ23的外壁设置有导轨Ⅰ25，导轨Ⅰ25的下部与拉伸支撑套2的斜导槽Ⅰ13配合，夹块Ⅱ24的外壁设置有导轨Ⅱ26，导轨Ⅱ26的下部与拉伸支撑套2的斜导槽Ⅱ14配合，导轨Ⅰ25的上部外侧设置有压块Ⅰ27，压块Ⅰ27与拉伸支撑套2的斜导槽Ⅰ13配合，导轨Ⅱ26的上部外侧设置有压块Ⅱ28，压块Ⅱ28与拉伸支撑套2的斜导槽Ⅱ14配合，压块Ⅰ27上水平设置有往外延伸的导杆Ⅰ，导杆Ⅰ设置在滑槽Ⅰ11内且穿过导块Ⅰ19和导块Ⅱ20的穿孔，压块Ⅰ27上水平设置有往外延伸的导杆Ⅱ，导杆Ⅱ设置在滑槽Ⅱ12内且穿过导块Ⅲ21和导块Ⅳ22的穿孔，导杆Ⅰ和导杆Ⅱ形状相同且轴对称。

拉伸支撑套2的上部还设置有对称的连接卡口Ⅰ29和连接卡口Ⅱ30。

夹块Ⅰ23中部内侧平行设置有尺寸相同的凹孔Ⅰ31和凹孔Ⅱ32，夹块Ⅱ24中部内侧平行设置尺寸相同的有凹孔Ⅲ33和凹孔Ⅳ34，凹孔Ⅰ31与凹孔Ⅲ33配合，凹孔Ⅱ32与凹孔Ⅳ34配合，凹孔Ⅰ31和凹孔Ⅲ33内设置有弹簧Ⅴ35，弹簧Ⅴ35的一端与夹块Ⅰ23连接且另一端与夹块Ⅱ24连接，凹孔Ⅱ32与凹孔Ⅳ34内设置有弹簧Ⅵ36，弹簧Ⅵ36的一端与夹块Ⅰ23连接且另一端与夹块Ⅱ24连接。

夹块Ⅰ23内侧设置有上加持面Ⅰ37、下加持面Ⅰ38，夹块Ⅱ24内侧设置有上加持面Ⅱ39、下加持面Ⅱ40，上加持面Ⅰ37与上加持面Ⅱ39配合，下加持面Ⅰ38与下加持面Ⅱ40配合。

上加持面Ⅰ37、上加持面Ⅱ39为平面；下加持面Ⅰ38与下加持面Ⅱ40为弧面；上加持面Ⅰ37、上加持面Ⅱ39、下加持面Ⅰ38、下加持面Ⅱ40均设置有防滑纹。

夹块Ⅰ23的下加持面Ⅰ38还设置有角形槽41。

上加持面Ⅰ37、上加持面Ⅱ39、下加持面Ⅰ38、下加持面Ⅱ40上的防滑纹可以为锯齿形，也可以为波浪形等其它形式的具有防滑功能的纹路。

工作过程：

若实验件为片状或方形则用夹块的上加持面Ⅰ和上加持面Ⅱ进行夹持，若实验件为圆形或三棱柱则直接从支撑套上方取出夹块调换方向，并直接填入支撑套再采用下加持面Ⅰ、下加持面Ⅱ进行加持，然后进行实验；

将一套多功能实验夹具连接拉伸实验机上，向上压支撑架，深孔内弹簧在向上压力作用下收缩，导杆向上滑动，同时带动压块向上滑动，夹块在压块无压力作用下内部弹簧伸开，夹块外侧面贴紧支撑套向上滑动，夹块上部的导轨会一直顶进压块，导杆在向上滑动的同时并横向滑动，实验件装填完毕，松开支撑架，深孔内弹簧向下施加作用力，带动导杆和压块，压块对夹块上端施加水平及向下作用力，夹块外侧贴紧支撑套向下滑动，夹块夹紧实验件；

将另一套多功能实验夹具连接拉伸试验机上并重复上述动作，使夹紧实验件的另一端，并进行拉伸实验，由于夹块与支撑套的锥形作用使得拉伸时夹持力变的更大，且在深孔内弹簧作用下使得夹块对实验件一直保持稳定地夹持力；

实验完毕，向上压支撑架，释放压块施加夹块的作用力，夹块在内部弹簧作用下进行分开实现对试样卸载，完成实验。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种多功能力学拉伸实验夹具，其特征在于：包括支撑架（1）、拉伸支撑套（2）、梭形或双头锥形的夹块，拉伸支撑套（2）设置在支撑架（1）上；拉伸支撑套（2）中心设置有夹块腔，夹块设置在夹块腔内；

所述支撑架（1）上竖直设置有向上延伸的支撑杆Ⅰ（3）、支撑杆Ⅱ（4）、支撑杆Ⅲ（5）、支撑杆Ⅳ（6），

拉伸支撑套（2）的壁内竖直方向设置有下端开口的深孔Ⅰ（7）、深孔Ⅱ（8）、深孔Ⅲ（9）、深孔Ⅳ（10）、滑槽Ⅰ（11）、滑槽Ⅱ（12）、斜导槽Ⅰ（13）、斜导槽Ⅱ（14），深孔Ⅰ（7）、深孔Ⅱ（8）、滑槽Ⅰ（11）、斜导槽Ⅰ（13）由外而内设置，深孔Ⅳ（10）、深孔Ⅲ（9）、滑槽Ⅱ（12）、斜导槽Ⅱ（14）由外而内设置，深孔Ⅰ（7）、深孔Ⅱ（8）、深孔Ⅲ（9）、深孔Ⅳ（10）的孔径相同，深孔Ⅰ（7）与深孔Ⅳ（10）轴对称，深孔Ⅱ（8）与深孔Ⅲ（9）轴对称，滑槽Ⅰ（11）与滑槽Ⅱ（12）穿过拉伸支撑套（2）的壁且轴对称，滑槽Ⅰ（11）穿过深孔Ⅰ（7）、深孔Ⅱ（8），滑槽Ⅱ（12）穿过深孔Ⅲ（9）、深孔Ⅳ（10），滑槽Ⅰ（11）、滑槽Ⅱ（12）的尺寸相同且小于深孔Ⅰ（7）的孔径，斜导槽Ⅰ（13）与斜导槽Ⅱ（14）的尺寸相同且轴对称；深孔Ⅰ（7）、深孔Ⅱ（8）、深孔Ⅲ（9）、深孔Ⅳ（10）内分别设置有尺寸相同的弹簧Ⅰ（15）、弹簧Ⅱ（16）、弹簧Ⅲ（17）、弹簧Ⅳ（18），弹簧Ⅰ（15）、弹簧Ⅱ（16）、弹簧Ⅲ（17）、弹簧Ⅳ（18）下端分别连接有尺寸相同的导块Ⅰ（19）、导块Ⅱ（20）、导块Ⅲ（21）、导块Ⅳ（22），导块Ⅰ（19）的直径与深孔Ⅰ（7）的直径相匹配，支撑杆Ⅰ（3）、支撑杆Ⅱ（4）、支撑杆Ⅲ（5）、支撑杆Ⅳ（6）的顶端分别与导块Ⅰ（19）、导块Ⅱ（20）、导块Ⅲ（21）、导块Ⅳ（22）的底端固定连接，导块Ⅰ（19）、导块Ⅱ（20）、导块Ⅲ（21）、导块Ⅳ（22）的中间部位水平方向设有直径相同的穿孔；

所述夹块包括尺寸相同的夹块Ⅰ（23）、夹块Ⅱ（24），夹块Ⅰ（23）与夹块Ⅱ（24）轴对称，夹块Ⅰ（23）的外壁设置有导轨Ⅰ（25），导轨Ⅰ（25）的下部与拉伸支撑套（2）的斜导槽Ⅰ（13）配合，夹块Ⅱ（24）的外壁设置有导轨Ⅱ（26），导轨Ⅱ（26）的下部与拉伸支撑套（2）的斜导槽Ⅱ（14）配合，导轨Ⅰ（25）的上部外侧设置有压块Ⅰ（27），压块Ⅰ（27）与拉伸支撑套（2）的斜导槽Ⅰ（13）配合，导轨Ⅱ（26）的上部外侧设置有压块Ⅱ（28），压块Ⅱ（28）与拉伸支撑套（2）的斜导槽Ⅱ（14）配合，压块Ⅰ（27）上水平设置有往外延伸的导杆Ⅰ，导杆Ⅰ设置在滑槽Ⅰ（11）内且穿过导块Ⅰ（19）和导块Ⅱ（20）的穿孔，压块Ⅱ（28）上水平设置有往外延伸的导杆Ⅱ，导杆Ⅱ设置在滑槽Ⅱ（12）内且穿过导块Ⅲ（21）和导块Ⅳ（22）的穿孔，导杆Ⅰ和导杆Ⅱ形状相同且轴对称；

所述拉伸支撑套（2）的上部还设置有对称的连接卡口Ⅰ（29）和连接卡口Ⅱ（30）；

所述夹块Ⅰ（23）中部内侧平行设置有尺寸相同的凹孔Ⅰ（31）和凹孔Ⅱ（32），夹块Ⅱ（24）中部内侧平行设置有尺寸相同的凹孔Ⅲ（33）和凹孔Ⅳ（34），凹孔Ⅰ（31）与凹孔Ⅲ（33）配合，凹孔Ⅱ（32）与凹孔Ⅳ（34）配合，凹孔Ⅰ（31）和凹孔Ⅲ（33）内设置有弹簧Ⅴ（35），弹簧Ⅴ（35）的一端与夹块Ⅰ（23）连接且另一端与夹块Ⅱ（24）连接，凹孔Ⅱ（32）与凹孔Ⅳ（34）内设置有弹簧Ⅵ（36），弹簧Ⅵ（36）的一端与夹块Ⅰ（23）连接且另一端与夹块Ⅱ（24）连接。

2.根据权利要求1所述的多功能力学拉伸实验夹具，其特征在于：夹块Ⅰ（23）内侧设置有上夹持面Ⅰ（37）、下夹持面Ⅰ（38），夹块Ⅱ（24）内侧设置有上夹持面Ⅱ（39）、下夹持面Ⅱ（40），上夹持面Ⅰ（37）与上夹持面Ⅱ（39）配合，下夹持面Ⅰ（38）与下夹持面Ⅱ（40）配合。

3.根据权利要求2所述的多功能力学拉伸实验夹具，其特征在于：上夹持面Ⅰ（37）、上夹持面Ⅱ（39）为平面；下夹持面Ⅰ（38）与下夹持面Ⅱ（40）为弧面；上夹持面Ⅰ（37）、上夹持面Ⅱ（39）、下夹持面Ⅰ（38）、下夹持面Ⅱ（40）均设置有防滑纹。

4.根据权利要求3所述的多功能力学拉伸实验夹具，其特征在于：夹块Ⅰ（23）的下夹持面Ⅰ（38）还设置有角形槽（41）。