CN112763310A - 单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置，本试验装置主要由夹紧套、第一半锥体衬套和第二半锥体衬套组成，其中夹紧套内部为锥形孔，外部为规则方形平面。夹紧套一端外部用来连接万能实验机夹头，另一端内部与锥体衬套配合。半锥体衬套共两件，将钨丝绳抱在中间。试验机拉伸钨丝绳时，钨丝绳通过摩擦力带动半锥体衬套，由于受到夹紧套的限制，两个半锥体衬套向内挤压钨丝绳将钨丝绳夹紧。为改善现有的点阵夹芯结构层合板侧压强度测量标准中测量精度低、可操作性较差的现状，本发明解决了钨丝绳试件安装时的固定问题，大大降低安装误差和加载误差对试验结果的影响，进而提高钨丝绳拉伸时受力的计算精度。

Description

单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置

技术领域

本发明是一种对单晶炉用钨丝绳拉伸力学性能试验的试验装夹装置，可以有效地提高测量精度，降低测量成本，实现对单晶炉用钨丝绳拉伸试验变形的高精度测量。

背景技术

单晶炉是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。现阶段拉晶行业生产规模不断增大，人工晶体材料不断向大直径、高质量、产业化方向发展，这就要求与之相适应的人工晶体生长设备向大型化发展，具备稳定性好、质量高、自动化程度高、操作使用方便等优点。作为高精度的晶体生长设备，其结构除了要满足必须的强度、刚度、稳定性，还要确保在拉制单晶过程中结构所产生的振动不能影响到单晶的生长质量。而作为单晶与提拉头的连接部分的钨丝绳的力学性能对单晶的摆动幅度具有一定的影响，所以需要准确测得单晶炉用钨丝绳的力学性能以保证单晶的摆动幅度最小。

实验过程中借助于实验设备是科学研究的重要手段，为顺利进行实验往往需要一些辅助器具结合实验设备本身运行。目前，在科研院校中常见的电子材料试验机就是重要的实验设备，为配合电子万能试验机的运行，在测试物件与试验机之间借助于一些特殊的辅助器具以提高连接的稳固性可实现较佳的试验效果。

发明内容

为了实现现有的单晶炉用钨丝绳拉伸实验测量时对钨丝绳的装夹紧固，本发明提供了一种单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置。该装置解决了钨丝绳试件安装时的固定问题，大大降低安装误差和加载误差对试验结果的影响，进而提高钨丝绳拉伸时受力变形的计算精度。

本发明采用的技术方案为单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置，试验装置主要由夹紧套1、第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3组成。

第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3结构相同，两者和在一起组合为锥体，锥体沿轴线具有用于穿过钨丝绳的通孔。锥体的中间通孔处设有螺纹型防滑层4，以保证对钨丝绳的夹紧作用。为保证夹紧固定钨丝绳，第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3之间留有间隙。即第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3两端的半圆头弧度相同且小于180°，且第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3的非圆弧侧面23在同一平面上。

夹紧套1整体为一个规则的长方体，在长方体内部开有一锥孔5，锥孔5的锥度与锥体的锥度大小相同用于配合夹紧钨丝绳。夹紧套1整体长度大于第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3的长度。

整个夹紧装置采用分体式设计，针对不同直径大小钨丝绳通过更换第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3以改变锥体中间与钨丝绳配合的通孔直径的大小，以防止因为通孔直径大小与钨丝绳直径大小不同造成钨丝绳两端被夹处变形，从而影响钨丝绳拉伸力学性能的测定。

夹紧套1、第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3均由45钢组成。夹紧套1为一个45mm×25mm×30mm的长方体，内部有一圆锥通孔，其中小圆直径10mm，大圆直径19mm。夹紧套实际尺寸可根据试验机夹头尺寸修订。单晶炉用钨丝绳直径尺寸有3.5mm和4mm等。针对4mm直径钨丝绳，半锥体组合后内部通孔直径为4mm，外形轮廓长30mm，小圆直径9mm，大圆直径15mm。各零部件尺寸可根据实际工况进行修订。实际钨丝绳拉伸实验中，该夹紧装置需要两组，分别由试验机上下夹头夹紧。

由于钨丝绳直径尺寸相对较小，对于电子万能试验机夹头而言，试验机夹头无法完全夹紧钨丝绳两端以进行拉伸实验。借助本发明可有效将钨丝绳固定在试验机夹头上，夹紧装置拆卸方便，针对不同直径钨丝绳只需更换不同尺寸的锥体衬套即可实现拉伸实验装夹。整体机构的一体性较好，受力均匀并且易于卡紧钨丝绳，钨丝绳完美配合夹紧装置内部通孔，使得钨丝绳不会产生严重变形从而影响试件原本的力学性能，也可以有效防止钨丝绳滑动脱落，最终实验数据更准确。

附图说明

图1为钨丝绳夹紧装置正视图的剖面图。

图2为钨丝绳夹紧装置右视图的剖面图。

图3为半锥体衬套的正视图。

图4为半锥体衬套的左视图。

图中：1、夹紧套，2、第一半锥体衬套，3、第二半锥体衬套，4、螺纹型防滑层，5、锥形孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，一种单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置，其包括夹紧套1、第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3。两半锥体按照面23相互平行的关系组合为锥体，锥体沿轴线具有用于穿过钨丝绳的通孔面22，通孔中带有螺纹型防护层5。锥体装入夹紧套1的锥孔段，第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3与锥孔段5的锥度一致。

如图4所示，第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3并不是严格的半锥体，中间的平面23相对中间的基准面偏置0.5mm。第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3组合成沿轴线开有缝隙的锥体结构。

钨丝绳夹紧原理：两个半锥体衬套按照中间平面23平行的关系装入夹紧套1的锥孔5后，两者半锥体中间有一定缝隙，夹紧时通过间隙的均匀变化使压紧力均匀作用在钨丝绳上。装配后的第一半锥体衬套2和第二半锥体衬套3中心有圆柱孔，可以穿过钨丝绳。拉伸时钨丝绳借助防滑层4带动锥体衬套沿轴向移动，在夹紧套1锥面的限制下，两者向中间挤压将钨丝绳压紧。

拉伸试验时单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置需要两组，分别对应万能实验机两端夹头。在万能试验机安装拉伸试验夹紧装置前先将两锥体衬套装入夹紧套1的锥孔5中，再将钨丝绳从锥口小的一侧沿锥体衬套中间的通孔完全伸进锥体衬套中。轻微按压锥体衬套使其稳定在夹紧套1中，最后将夹紧套1安装在试验机夹头上。两拉伸试验夹紧装置在万能试验机上安装完成后需对钨丝绳施加预紧力，使钨丝绳带动锥体衬套沿通孔轴线方向移动，保证夹紧套1对钨丝绳固定施加足够的挤压力，以防止钨丝绳因初始夹紧力不足而发生滑动。

Claims (4)

1.单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置，其特征在于：由夹紧套、第一半锥体衬套和第二半锥体衬套组成；

第一半锥体衬套和第二半锥体衬套结构相同，两者和在一起组合为锥体，锥体沿轴线具有用于穿过钨丝绳的通孔；锥体的中间通孔处设有螺纹型防滑层，对钨丝绳进行夹紧；第一半锥体衬套和第二半锥体衬套之间留有间隙；即第一半锥体衬套和第二半锥体衬套两端的半圆头弧度相同且小于180°，且第一半锥体衬套和第二半锥体衬套的非圆弧侧面在同一平面上。

2.根据权利要求1所述的单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置，其特征在于：夹紧套整体为一个规则的长方体，在长方体内部开有一锥孔，锥孔的锥度与锥体的锥度大小相同用于配合夹紧钨丝绳；夹紧套整体长度大于第一半锥体衬套和第二半锥体衬套的长度。

3.根据权利要求1所述的单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置，其特征在于：整个夹紧装置采用分体式设计，针对不同直径大小钨丝绳通过更换第一半锥体衬套和第二半锥体衬套以改变锥体中间与钨丝绳配合的通孔直径的大小，防止因通孔直径大小与钨丝绳直径大小不同造成钨丝绳两端被夹处变形，从而影响钨丝绳拉伸力学性能的测定。

4.根据权利要求1所述的单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置，其特征在于：拉伸试验时单晶炉用钨丝绳拉伸试验夹紧装置需要两组，分别对应万能实验机两端夹头；在万能试验机安装拉伸试验夹紧装置前先将两锥体衬套装入夹紧套的锥孔中，再将钨丝绳从锥口小的一侧沿锥体衬套中间的通孔完全伸进锥体衬套中；轻微按压锥体衬套使其稳定在夹紧套中，最后将夹紧套安装在试验机夹头上；两拉伸试验夹紧装置在万能试验机上安装完成后需对钨丝绳施加预紧力，使钨丝绳带动锥体衬套沿通孔轴线方向移动，保证夹紧套对钨丝绳固定施加足够的挤压力，以防止钨丝绳因初始夹紧力不足而发生滑动。

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