CN110779865B - 一种用于研究面对面接触摩擦工况的夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于研究面对面接触摩擦工况的夹具，包含上夹具和下夹具；上夹具包含上卡扣、十字臂和下卡扣；十字臂包含连接块以及第一至第四连接臂；上卡扣包含固定块、第一连接足和第三连接足；固定块上端面的中心设有用于和外界固定的螺纹孔；下卡扣包含固定端板、第二连接足和第四连接足；固定端板的下端面上设有用于粘贴上试样的粘贴面；下夹具固定设置在上夹具的正下方，其上端面上设有用于和下试样过盈配合以固定下试样的固定槽。本发明能够根据实际的工况来进行自适应调节，确保上试样与下试样保持水平和充分的接触，同时能够避免在实验过程中两接触平面发生相对转动从而导致实验数据的不可靠甚至是实验的失败。
Description
技术领域
本发明涉及平面摩擦领域，尤其涉及一种用于研究面对面接触摩擦工况的夹具。
背景技术
机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，我们称之为夹具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。摩擦学是研究相对运动的相互作用表面及其应用的一门科学，其研究对象包括：动静摩擦副：齿滑动轴承、齿轮传动、机床滑轨等，机械制造工艺摩擦问题，弹性体摩擦副：汽车轮胎与路面的摩擦等。对其研究的目的在于指导机械及其系统的正确设计及使用，以节约能源与原材料消耗，进而达到提高机械装备的可靠性，以及提高其工作效能和延长使用寿命。
在进行摩擦学实验与研究中，往往需要用到夹具进行实验试样的装夹，来将试样固定在实验仪器上。一个性能优异的夹具，可以使实验条件更加接近实际情况，以得到更加精确的实验数据，其可信度与参考价值也会更高。因此设计一款优异的夹具一直是人们关注的问题。
在实际生产实践中，最常见的摩擦形式就是面对面接触的摩擦，因此对面对面摩擦的研究一直是大家的重点研究对象。然而，在实际研究过程中，由于试样装夹时存在误差并且无法保证实验平台处于完全水平状态，因此，如何保证相互接触两平面的接触程度与平行度就成了一大难题。
南京航空航天大学的蒋光超于2019年在《机械制造及自动化》期刊中提到面对面夹具，可以自适应调节两平面的平行度来保证两平面的接触程度。然而，其自适应程度很低，平行度相差过大就无法进行自适应调节。其次，在实验过程中，两平面会发生转动，这就在一定程度上影响了实验结果，并且无法保证摩擦方向的一致性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种用于研究面对面接触摩擦工况的夹具，既可以自适应调节平行度，又可以防止两平面发生相对转动。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种用于研究面对面接触摩擦工况的夹具，包含上夹具和下夹具；
所述上夹具包含上卡扣、十字臂和下卡扣；
所述十字臂包含连接块以及第一至第四连接臂，其中，所述连接块为长方体；所述第一至第四连接臂均为圆柱体，第一至第四连接臂的一端分别和所述连接块的四个侧壁的中心一一对应垂直固连，且第一连接臂、第三连接臂同轴，第二连接臂、第四连接臂同轴；
所述上卡扣包含固定块、第一连接足和第三连接足，其中，所述第一连接足的一端和所述固定块的下端面垂直固连，另一端设有用于和所述第一连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第三连接足的一端和所述固定块的下端面垂直固连，另一端设有用于和所述第三连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第一连接足、第三连接足分别和第一连接臂、第三连接臂过盈配合时，所述固定块的下端面和连接块的上端面之间留有间隙；
所述固定块上端面的中心设有用于和外界固定的螺纹孔；
所述下卡扣包含固定端板、第二连接足和第四连接足，其中，所述第二连接足的一端和所述固定端板的上端面垂直固连，另一端设有用于和所述第二连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第四连接足的一端和所述固定端板的上端面垂直固连，另一端设有用于和所述第四连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第二连接足、第四连接足分别和第二连接臂、第四连接臂过盈配合时，所述固定端板的上端面和连接块的下端面之间留有间隙；
所述固定端板的下端面上设有用于粘贴上试样的粘贴面；
所述下夹具固定设置在所述上夹具的正下方，其上端面上对应固定端板的粘贴面设有的固定槽，所述固定槽用于和下试样过盈配合以固定下试样。
作为本发明一种用于研究面对面接触摩擦工况的夹具进一步的优化方案，所述上卡扣、十字臂、下卡扣、下夹具均由304不锈钢制成。
作为本发明一种用于研究面对面接触摩擦工况的夹具进一步的优化方案，所述十字臂的第一至第四连接臂的柱面上都均匀设有若干颗粒，以提高第一至第四连接臂的柱面摩擦力。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明能够根据实际的工况来进行自适应调节，改变上试样的水平位置以确保与下试样保持水平和充分的接触，同时能够避免在实验过程中两接触平面发生相对转动从而导致实验数据的不可靠甚至是实验的失败。
附图说明
图1是本发明中上夹具的立体结构示意图；
图2是本发明中上夹具和下夹具相配合的示意图。
图中，1-固定块，2-第一连接足，3-第三连接足，4-连接块，5-第一连接臂，6-第二连接臂，7-第三连接臂，8-固定端板，9-第二连接足，10-第四连接足，11-固定块上的螺纹孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
本发明公开了一种用于研究面对面接触摩擦工况的夹具，包含上夹具和下夹具；
如图1所示，所述上夹具包含上卡扣、十字臂和下卡扣；
所述十字臂包含连接块以及第一至第四连接臂，其中，所述连接块为长方体；所述第一至第四连接臂均为圆柱体，第一至第四连接臂的一端分别和所述连接块的四个侧壁的中心一一对应垂直固连，且第一连接臂、第三连接臂同轴，第二连接臂、第四连接臂同轴；
所述上卡扣包含固定块、第一连接足和第三连接足，其中，所述第一连接足的一端和所述固定块的下端面垂直固连，另一端设有用于和所述第一连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第三连接足的一端和所述固定块的下端面垂直固连，另一端设有用于和所述第三连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第一连接足、第三连接足分别和第一连接臂、第三连接臂过盈配合时，所述固定块的下端面和连接块的上端面之间留有间隙；
所述固定块上端面的中心设有用于和外界固定的螺纹孔；
所述下卡扣包含固定端板、第二连接足和第四连接足，其中，所述第二连接足的一端和所述固定端板的上端面垂直固连，另一端设有用于和所述第二连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第四连接足的一端和所述固定端板的上端面垂直固连，另一端设有用于和所述第四连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第二连接足、第四连接足分别和第二连接臂、第四连接臂过盈配合时，所述固定端板的上端面和连接块的下端面之间留有间隙；
所述固定端板的下端面上设有用于粘贴上试样的粘贴面；
所述下夹具固定设置在所述上夹具的正下方，其上端面上对应固定端板的粘贴面设有的固定槽，所述固定槽用于和下试样过盈配合以固定下试样。
所述上卡扣、十字臂、下卡扣、下夹具均由304不锈钢制成，能够满足不同的工况，提高夹具的使用寿命，防止生锈与强度不够。
所述十字臂的第一至第四连接臂的柱面上都均匀设有若干颗粒，以提高第一至第四连接臂的柱面摩擦力。
如图2所示，具体使用时，通过固定块上的螺纹孔将上卡扣固定住，在固定端板的下端面上粘贴上试样，并在下夹具的固定槽中放入下试样，就可以控制上试样、下试样进行面对面接触摩擦试验了。当上下试样不处于相对平行时，压力使得第一至第四连接足相对第一至第四连接臂进行转动，自适应调节使得上下试样相互平行并保证两平面可以充分的接触。
本发明能够根据实际的工况来进行自适应调节，改变上试样的水平位置以确保与下试样保持水平和充分的接触，同时能够避免在实验过程中两接触平面发生相对转动从而导致实验数据的不可靠甚至是实验的失败。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于研究面对面接触摩擦工况的夹具，其特征在于，包含上夹具和下夹具；
所述上夹具包含上卡扣、十字臂和下卡扣；
所述十字臂包含连接块以及第一至第四连接臂，其中，所述连接块为长方体；所述第一至第四连接臂均为圆柱体，第一至第四连接臂的一端分别和所述连接块的四个侧壁的中心一一对应垂直固连，且第一连接臂、第三连接臂同轴，第二连接臂、第四连接臂同轴；
所述上卡扣包含固定块、第一连接足和第三连接足，其中，所述第一连接足的一端和所述固定块的下端面垂直固连，另一端设有用于和所述第一连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第三连接足的一端和所述固定块的下端面垂直固连，另一端设有用于和所述第三连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第一连接足、第三连接足分别和第一连接臂、第三连接臂过盈配合时，所述固定块的下端面和连接块的上端面之间留有间隙；
所述固定块上端面的中心设有用于和外界固定的螺纹孔；
所述下卡扣包含固定端板、第二连接足和第四连接足，其中，所述第二连接足的一端和所述固定端板的上端面垂直固连，另一端设有用于和所述第二连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第四连接足的一端和所述固定端板的上端面垂直固连，另一端设有用于和所述第四连接臂柱面过盈配合的凹槽；所述第二连接足、第四连接足分别和第二连接臂、第四连接臂过盈配合时，所述固定端板的上端面和连接块的下端面之间留有间隙；
所述固定端板的下端面上设有用于粘贴上试样的粘贴面；
所述下夹具固定设置在所述上夹具的正下方，其上端面上对应固定端板的粘贴面设有的固定槽，所述固定槽用于和下试样过盈配合以固定下试样。
2.根据权利要求1所述的用于研究面对面接触摩擦工况的夹具，其特征在于，所述上卡扣、十字臂、下卡扣、下夹具均由304不锈钢制成。
3.根据权利要求1所述的用于研究面对面接触摩擦工况的夹具，其特征在于，所述十字臂的第一至第四连接臂的柱面上都均匀设有若干颗粒，以提高第一至第四连接臂的柱面摩擦力。
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