CN113654857B - 一种用于固定圆弧形管道试样的紧固装置及试样制备方法 - Google Patents
一种用于固定圆弧形管道试样的紧固装置及试样制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于固定圆弧形管道试样的紧固装置及试样制备方法，包括相对设置的第一水平夹持机构和第二水平夹持机构，所述第一水平夹持机构和/或第二水平夹持机构与移动机构连接，所述第一水平夹持机构和所述第二水平夹持机构包括水平夹持件，所述第一水平夹持机构和所述第二水平夹持机构上分别设有纵向夹持机构。本发明对不同长度、不同管壁厚度、同管径的圆弧形管道试样工件均可进行稳固的夹持，适用性广，紧固效果好，制样时间短、成本低，且不需要高温处理，不会对样品性能造成不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及管道力学性能检测技术领域，特别是关于一种用于固定圆弧形管道试样的紧固装置及试样制备方法。
背景技术
建筑排水用硬质管材在进行力学性能检测时需要制取哑铃型试样，夹持在试验机对应位置上进行拉伸试验。
传统冲裁制样方法是将管材沿轴向切割并展开呈平面状，再用裁刀进行冲压裁剪，最后得到哑铃型试样。冲裁制样方法存在缺陷如下：1、硬质管材的强度高，切割难度大，切割平整度差；2、冲裁制样适用的管道壁不能超过 12mm；3、需将硬质管道放进高温烘箱软化后才能采样，会对样品性能造成不良影响；4、冲裁制样的裁刀规格是固定的，无法调整，当制样尺寸发生变化时，需要重新制作相应尺寸的裁刀，制作周期长、成本高。
鉴于上述不足，用雕铣机对管道试件进行切割制样。目前数控雕铣机自带的T型台面无法有效固定圆弧形管道试样，无法精准加工相应规格尺寸的试样。本发明设计了一种固定圆弧形管道试样的装置及试样制备方法，能够有效解决圆弧形管道状试样的紧固问题。
发明内容
本发明的目的在于解决传统冲裁制样方法切割难度大、适用范围窄、容易对样品性能造成不良影响、制样周期长、成本高的技术问题，提供一种用于固定圆弧形管道试样的紧固装置及试样制备方法，其适用范围广，制样时间短、成本低，且不需要高温处理，不会对样品性能造成不良影响。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于固定圆弧形管道试样的紧固装置，包括相对设置的第一水平夹持机构和第二水平夹持机构，所述第一水平夹持机构和/或第二水平夹持机构与移动机构连接，所述第一水平夹持机构和所述第二水平夹持机构均设有水平夹持件和纵向夹持机构。
在本发明的一实施方式中，所述第一水平夹持机构和所述第二水平夹持机构还包括立柱，或在紧固状态下，所述水平夹持件被固定在所述立柱上，在非紧固状态下，所述水平夹持件能够沿所述立柱纵向移动，所述第二水平夹持机构与所述第一水平夹持机构结构对称。
在本发明的一实施方式中，所述移动机构包括滑块和导轨，所述滑块和所述导轨配合，在非紧固状态下，所述滑块可能够沿所述导轨滑动，或在紧固状态下，所述滑块被固定在所述导轨上。
在本发明的一实施方式中，所述紧固装置还包括与试样工件加工装置工作台面固定连接的第一固定机构和第二固定机构，所述第一水平夹持机构与所述第一固定机构连接，所述第二水平夹持机构与移动机构连接，所述导轨被所述第一固定机构和所述第二固定机构固定。所述固定连接优选为通过螺栓固定连接。
在本发明的一实施方式中，所述纵向夹持机构包括与所述水平夹持件连接的上夹持元件和下夹持元件，所述上夹持元件和所述下夹持元件之间设有间距调节装置。
在本发明的一实施方式中，所述上夹持元件包括压头，所述压头可拆卸连接有管外夹片，所述下夹持元件包括管内夹片，所述管内夹片与所述水平夹持件可拆卸连接。所述管内夹片和管外夹片具有适合不同试样工件管径的多种弧面规格。
在本发明的一实施方式中，所述水平夹持件还设有导向通孔，所述压头下端连接有导向柱，所述导向柱穿过所述导向通孔；优选的，所述导向通孔内侧、所述导向柱外侧设置有导向柱导向套。所述导向柱导向套可以是铜套或石墨套。
在本发明的一实施方式中，所述间距调节装置包括拉杆和伸缩气缸，所述水平夹持件具有拉杆贯穿孔，所述拉杆穿过所述拉杆贯穿孔连接伸缩气缸的活塞杆，控制伸缩气缸能够调节所述上夹持元件的纵向位置并对所述上夹持元件的位置进行固定，从而调节所述上夹持元件和所述下夹持元件之间的距离；优选的，所述拉杆贯穿孔内侧、所述拉杆外侧设置有拉杆导向套。所述拉杆导向套可以是铜套或石墨套。
在本发明的一实施方式中，所述水平夹持件连接有导向套托板。
为实现上述目的，本发明还提供了一种用于力学性能检测的圆弧形管道试样的制备方法，包括以下步骤：
1)使用上述紧固装置固定所述圆弧形管道试样工件；
2)使用样品加工装置对所述圆弧形管道试样工件进行加工，使其成为符合力学性能检测要求的试样工件。
与现有技术相比，根据本发明的用于固定圆弧形管道试样的紧固装置具有以下优点：
(1)对不同长度、不同管壁厚度、同管径的圆弧形管道试样工件均可进行稳固的夹持，适用性广，紧固效果好；
(2)第一固定机构和第二固定机构可通过螺栓固定等固定方式固定到试样工件加工装置的工作台面上，使得所述紧固装置能够适用于不同类型、不同型号的试样工件加工装置；
(3)通过导向通孔和导向柱的设置，能够保证压头在上下移动过程中不会发生偏转；
(4)伸缩气缸可由空气压缩机作为气源供气，通过换向阀来切换气缸活塞的伸缩，进而调整对管道的夹紧或松开，操作方便，容易控制，节省人力。
使用本发明紧固装置对圆弧形管材进行装夹，可根据夹持试件的长度、厚度和管径尺寸，进行快速、灵活、简便调整，即可实现牢靠稳定的夹持效果。本发明的用于力学性能检测的圆弧形管道试样的制备方法，相比传统的将圆弧形管材切割、展平、冲压的制样方法，可以省去切割管道、冲压、定制裁刀等工序，所以本发明方法适用范围广，制样时间短、成本低，且不需要高温处理，不会对样品性能造成不良影响，制成的试样工件符合力学性能检测要求。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的立体结构示意图；
图2是根据本发明一实施方式的水平夹持机构和纵向夹持机构的结构示意图；
图3是根据本发明一实施方式的第一固定机构和第二固定机构的结构示意图；
图4是根据本发明一实施方式的滑块的结构示意图；
图5是根据本发明一实施方式的水平夹持件的结构示意图；
图6是根据本发明一实施方式的管内夹片和管外夹片的结构示意图；
图7是根据本发明一实施方式的拉杆导向套和导向柱导向套的剖面结构示意图；
图8是哑铃型试样形状的结构示意图。
主要附图标记说明：
1.试样工件加工装置工作台面；2.第一固定机构；2-1.第一导轨配合孔；2- 2.第一通孔；2-3.第一压紧螺栓；2-4.第一安装孔；3.第二固定机构；3-1.第二导轨配合孔；3-2.第二通孔；3-3.第二压紧螺栓；4.导轨；5.滑块；5-1.导轨配合孔；5-2.滑块固定孔；5-3.第二安装孔；6.立柱；7.水平夹持件；7-1.立柱配合孔；7-2.第三压紧螺栓；7-3.拉杆贯穿孔；7-4.导向通孔；8.拉杆；9.压头； 10.伸缩气缸；10-1.活塞杆；11.导向柱；12.拉杆导向套；13.导向柱导向套；14. 导向套托板；15.管内夹片；15-1.管内夹片弧面；16.管外夹片；16-1.管外夹片弧面。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
结合图1至图7，对一种用于固定圆弧形管道试样的紧固装置及试样制备方法进行说明如下。
参考图1，一种用于固定圆弧形管道试样的紧固装置，包括相对设置的第一水平夹持机构和第二水平夹持机构，所述第一水平夹持机构和/或第二水平夹持机构与移动机构连接，所述第一水平夹持机构和所述第二水平夹持机构均设有水平夹持件7和纵向夹持机构。通过第一水平夹持机构、第二水平夹持机构以及纵向夹持机构，可将圆弧形管道试样工件牢牢固定。
参考图1-5，所述第一水平夹持机构和所述第二水平夹持机构还包括立柱 6，在紧固状态下，所述水平夹持件7被固定在所述立柱6上，或在非紧固状态下，所述水平夹持件7能够沿所述立柱6纵向移动，所述第二水平夹持机构与所述第一水平夹持机构结构对称。立柱6下端通过第一固定机构2、滑块 5上的第一安装孔2-4和第二安装孔5-3配合安装，固定在第一固定机构2、滑块5上。水平夹持件7上设有立柱配合孔7-1和第三压紧螺栓7-2，立柱6穿过立柱配合孔7-1，水平夹持件7能够沿立柱纵向移动，调节到适合的位置后，通过第三压紧螺栓7-2对水平夹持件7进行固定。通过将第二水平夹持机构与移动机构连接，能够调节所述第一水平夹持机构和所述第二水平夹持机构的水平夹持件7之间的距离，从而对不同长度的试样工件进行夹持紧固。
参考图1、4，所述移动机构包括滑块5和导轨4，所述滑块5和所述导轨4配合，在非紧固状态下，所述滑块5可能够沿所述导轨4滑动，在紧固状态下，所述滑块5被固定在所述导轨4上。在一个具体实施方式中，所述滑块5设有导轨配合孔5-1与导轨4配合，从而实现滑块5沿导轨4滑动。所述滑块5可手动进行滑动，也可在伸缩气缸或马达等的驱动下进行移动。所述滑块5的固定可通过螺栓固定，也可通过伸缩气缸连接等方式进行固定。在一个具体实施方式中，可通过调节滑块固定孔5-2中的压紧螺栓将所述滑块 5固定在导轨4上。通过滑块5和导轨4的配合，可方便地实现滑块的滑动和固定，从而带动第二水平夹持机构移动，实现不同长度的试样工件的夹持紧固。
参考图1、3，在一种实施方式中，所述紧固装置还包括与试样工件加工装置工作台面1固定连接的第一固定机构2和第二固定机构3，所述第一水平夹持机构与所述第一固定机构连接，所述第二水平夹持机构与移动机构连接。所述固定连接优选为通过螺栓固定连接。在一个具体实施方式中，所述第一固定机构2设有第一导轨配合孔2-1和第一压紧螺栓2-3，所述第二固定机构3 设有第二导轨配合孔3-1和第二压紧螺栓3-3，所述导轨4穿过第一导轨配合孔2-1和第二导轨配合孔3-1，并且通过调节第一压紧螺栓2-3和第二压紧螺栓3-3，能够将所述导轨4固定。第一固定机构2上具有第一通孔2-2，第二固定机构3上具有第二通孔3-2，安装螺栓穿过第一通孔2-2、第二通孔3-2将第一固定机构2和第二固定机构3连同整个紧固装置整体固定在试样工件加工装置工作台面1上。通过螺栓固定，使得所述紧固装置可以适用于不同类型、不同型号的试样工件加工装置。所述试样工件加工装置可以是雕铣机，所述工作台面可以是雕铣机的T型台面。
所述纵向夹持机构包括与所述水平夹持件7连接的上夹持元件和下夹持元件，所述上夹持元件和所述下夹持元件之间设有间距调节装置。所述间距调节装置可以是已知可调节间距的装置，例如丝杠与螺母的组合、伸缩气缸与拉杆的组合等。通过间距调节装置，能够调节所述上夹持元件和所述下夹持元件之间的距离，使得所述紧固装置可以夹持不同管壁厚度的试样工件。
参考图1、2、6，所述上夹持元件包括压头9，所述压头9可拆卸连接有管外夹片16，所述下夹持元件包括管内夹片15，所述管内夹片15与所述水平夹持件7可拆卸连接。所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、键连接、销连接、卡扣连接和铰链连接。所述管外夹片和所述管内夹片均为可拆卸连接方式，可以方便地进行更换。所述管内夹片15和管外夹片16具有适合不同试样工件管径的多种弧面规格。在对不同管径的试样工件进行固定时，可方便地选用适合的管内夹片和管外夹片，使得夹片与试样工件配合性好，紧固效果好。
参考图1、2、5，在一种实施方式中，所述水平夹持件7设有导向通孔7- 4，所述压头9下端连接有导向柱11，所述导向柱11穿过所述导向通孔7-4。通过导向通孔和导向柱的设置，能够保证压头在上下移动过程中不会发生偏转。优选的，所述导向通孔7-4内侧、所述导向柱11外侧设置有导向柱导向套13。所述导向柱导向套13可以是铜套或石墨套。通过设置导向柱导向套，能够减少导向柱穿过导向通孔时的摩擦力，并防止导向柱和水平夹持件发生剐蹭，同时由于导向柱导向套为铜套或石墨套，不会使导向柱发生变形。
参考图1、图5，所述间距调节装置包括拉杆8和伸缩气缸10，所述水平夹持件7设有拉杆贯穿孔7-3，所述拉杆8穿过所述拉杆贯穿孔7-3连接伸缩气缸10的活塞杆10-1，控制伸缩气缸10可以调节所述上夹持元件的纵向位置并对所述上夹持元件的位置进行固定，从而调节所述上夹持元件和所述下夹持元件之间的距离。两个伸缩气缸10分别固定安装在第一固定机构2和滑块5上。伸缩气缸可由空气压缩机作为气源供气，通过换向阀来切换气缸活塞的伸缩，进而调整对管道的夹紧或松开，操作方便，容易控制，节省人力。优选的，所述拉杆贯穿孔7-3内侧、所述拉杆8外侧设置有拉杆导向套12。拉杆导向套12可以是铜套或石墨套。通过设置拉杆导向套，能够减少拉杆穿过拉杆贯穿孔时的摩擦力，并防止拉杆和水平夹持件发生剐蹭，同时由于拉杆导向套为铜套或石墨套，不会使拉杆发生变形。
参考图1、2、7，所述水平夹持件7设有导向套托板14，导向套托板14 可设置于所述水平夹持件7下方。通过设置所述导向套托板14，能够防止拉杆导向套或导向柱导向套随拉杆或导向柱移动，或从拉杆贯穿孔或导向通孔内掉落。
本发明还提供了一种用于力学性能检测的圆弧形管道试样的制备方法，包括以下步骤：
1)使用上述紧固装置固定所述圆弧形管道试样工件；
2)使用样品加工装置对所述圆弧形管道试样工件进行加工，使其成为符合力学性能检测要求的试样工件。
使用该方法制样，相比传统的将圆弧形管材切割、展平、冲压的制样方法，可以省去切割管道、冲压、定制裁刀等工序，制样时间短、成本低，且不需要高温处理，不会对样品性能造成不良影响。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (7)
1.一种用于固定圆弧形管道试样的紧固装置，其特征在于，包括相对设置的第一水平夹持机构和第二水平夹持机构，所述第一水平夹持机构和/或第二水平夹持机构与移动机构连接，所述第一水平夹持机构和所述第二水平夹持机构均设有水平夹持件(7)和纵向夹持机构；
其中，所述第一水平夹持机构和所述第二水平夹持机构还包括立柱(6)，在紧固状态下，所述水平夹持件(7)被固定在所述立柱(6)上，或在非紧固状态下，所述水平夹持件(7)能够沿所述立柱(6)纵向移动，所述第二水平夹持机构与所述第一水平夹持机构结构对称；
其中，所述纵向夹持机构包括与所述水平夹持件(7)连接的上夹持元件和下夹持元件，所述上夹持元件和所述下夹持元件之间设有间距调节装置；
其中，所述上夹持元件包括压头(9)，所述压头(9)可拆卸连接有管外夹片(16)，所述下夹持元件包括管内夹片(15)，所述管内夹片(15)与所述水平夹持件(7)可拆卸连接；
其中，所述水平夹持件(7)设有导向通孔(7-4)，所述压头(9)下端连接有导向柱(11)，所述导向柱(11)穿过所述导向通孔(7-4)；
其中，所述间距调节装置包括拉杆(8)和伸缩气缸(10)，所述水平夹持件(7)设有拉杆贯穿孔(7-3)，所述拉杆(8)穿过所述拉杆贯穿孔(7-3)连接伸缩气缸(10)的活塞杆(10-1)，控制所述伸缩气缸(10)能够调节所述上夹持元件的纵向位置并对所述上夹持元件的位置进行固定；
其中，所述管内夹片(15)和所述管外夹片(16)具有适合不同试样工件管径的多种弧面规格；
其中，所述紧固装置还包括与试样工件加工装置工作台面固定连接的第一固定机构和第二固定机构，所述第一水平夹持机构与所述第一固定机构连接，所述第二水平夹持机构与移动机构连接。
2.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述移动机构包括滑块(5)和导轨(4)，所述滑块(5)和所述导轨(4)配合，在非紧固状态下，所述滑块(5)能够沿所述导轨(4)滑动，或在紧固状态下，所述滑块(5)被固定在所述导轨(4)上。
3.根据权利要求2所述的紧固装置，其特征在于，第一固定机构(2)和第二固定机构(3)与试样工件加工装置工作台面(1)可拆卸连接，所述导轨(4)被所述第一固定机构(2)和所述第二固定机构(3)固定；所述固定连接为通过螺栓固定连接。
4.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述导向通孔(7-4)内侧、所述导向柱(11)外侧设置有导向柱导向套(13)。
5.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述拉杆贯穿孔(7-3)内侧、所述拉杆(8)外侧设置有拉杆导向套(12)。
6.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述水平夹持件(7)连接有导向套托板(14)。
7.一种用于力学性能检测的圆弧形管道试样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)使用根据权利要求1-6任意一项所述的紧固装置固定圆弧形管道试样工件；
2)使用样品加工装置对所述圆弧形管道试样工件进行加工，使其成为符合力学性能检测要求的试样工件。
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- 2021-06-18 CN CN202110680214.8A patent/CN113654857B/zh active Active
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