CN114425750B - 一种钢筋力学性能测试用紧固夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，涉及夹持领域，包括两个夹持体，夹持腔的宽度沿夹持体的轴线朝其进口端指向出口端的方向递减，在夹持体的侧壁上设有导引槽，连杆外圆周壁上设有外径由上至下递减的圆台，在导引槽内设有两个侧壁楔形块Ⅰ，在夹持腔的端部两侧分别铰接设置有联动块，联动块的自由端与夹持块的外侧壁铰接，在每一个楔形块Ⅰ远离夹持腔进口端的一端端面上设有楔形块Ⅱ，在夹持块与夹持腔进口端同侧的端面上设有契合面，在所述导引槽的两侧壁上分别设有弹簧。本发明利用夹具自身对钢筋两个端部的支撑，两个夹持块对向移动，实现对钢筋端部的紧固，确保钢筋在测试时的同轴度在标准值范围之下，提高测试数据的精确性。

Description

一种钢筋力学性能测试用紧固夹具

技术领域

本发明涉及工件夹持领域，具体提供一种钢筋力学性能测试用紧固夹具。

背景技术

金属线材扭转试验机是交通行业综合甲级检测机构必备的检测设备，该设备用于测试金属线材在单向/双向扭转过程中承受塑性变形的能力，查看材料表面和内部缺陷。金属在扭转过程中，材料在剪切应力状态下其内部孔洞等缺陷体积变化不明显，仅形状和扩展方向发生变化（旋转、扭曲），经逐渐积累后引起损伤失效，其断裂面会出现多种形貌，再根据形貌不同评定金属抵抗塑性变化的能力。其中检测工作原理为：扭转试验机根据力矩（偶）平衡的原理工作，试样夹持一端固定，另一端做旋转运动。通过设定转速值，电机带动旋转端按设定转速值旋转，扭转金属线材试样直接破断。

为科学准确对金属扭转试验机力学性能进行计量校准，确保每次扭转试验前钢筋拉紧并具备一定预应力，需保证每次钢筋预夹持力（即拉紧力）为固定值。因国内尚无拉紧力的专用设备，特发明钢筋力学性能测试紧固夹具。

发明内容

本发明目的在于提供一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，以解决现有技术中钢筋预夹持力不足而导致钢筋脱落的缺陷。

本发明通过下述技术方案实现：

一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，包括两个同轴且间隔设置的夹持体，沿所述夹持体轴向在其侧壁上开有夹持腔，夹持腔的宽度沿夹持体的轴线朝其进口端指向出口端的方向递减，在夹持体的侧壁上设有与夹持腔连通的导引槽，调整杆的端部沿夹持体径向活动贯穿夹持体后进入至导引槽内，在调整杆的下端设有连杆，连杆外圆周壁上设有外径由上至下递减的圆台，在导引槽内设有两个侧壁与圆台契合的楔形块Ⅰ，在夹持腔的端部两侧分别铰接设置有联动块，两个与夹持腔内壁匹配的夹持块滑动设置在夹持腔内，且所述联动块的自由端与夹持块的外侧壁铰接，两个夹持块之间留有供钢筋通过的间隙，在每一个楔形块Ⅰ远离夹持腔进口端的一端端面上设有楔形块Ⅱ，且在夹持块与夹持腔进口端同侧的端面上设有与楔形块Ⅱ配合的契合面，在所述导引槽的两侧壁上分别设有弹簧，弹簧两端分别与导引槽侧壁、楔形块Ⅰ的外侧壁连接；使用时，圆台驱动两个楔形块Ⅰ背向移动的同时，两个楔形块Ⅱ带动两个夹持块对向移动。现有技术中，在对钢筋进行拉剪力测试时，首先需要对钢筋进行紧固，测试用夹具在固定时通常采用竖直固定，即钢筋呈竖直状态被夹持，且分先后对钢筋的两端进行固定，由于钢筋两端采用不同频的紧固，容易造成钢筋在测试时出现较大的同轴度，并且竖直放置的钢筋在夹持过程中还容易出现打滑脱落，严重影响测试数据的精确性，对此，申请人设计出一种紧固夹具，采用水平放置再对其进行夹持的方式以实现钢筋的紧固，利用夹具自身对钢筋两个端部的支撑，能大幅度降低钢筋偏移的几率，在调整杆外圆周壁设有外螺纹，且调整杆与夹持体螺纹配合，旋转调整杆即能带动圆台沿竖直方向进行往复运动，圆台带动楔形块Ⅰ沿夹持体的径向进行移动，而楔形块Ⅱ能带动夹持块沿夹持体轴向进行移动，在夹持腔内夹持块受其宽度递减的限制，两个夹持块对向移动，以实现对钢筋端部的紧固，确保钢筋在测试时的同轴度在标准值范围之下，提高测试数据的精确性。

具体操作时：首先将两个夹持体间隔设置，且其中一个夹持体固定，另一个夹持体能进行滑动，将钢筋两端分别水平放置入两个夹持体的夹持部上，即两个夹持块之间的间隙中，然后旋转调整杆，使得连杆带动圆台竖直向下移动，圆台同时对两个楔形块Ⅰ产生挤压，使得两者做对向移动，此时两个弹簧被压缩，因两个楔形块Ⅰ的水平移动，进而带动两个楔形块Ⅰ端面的楔形块Ⅱ与契合面配合，进而带动两个夹持块做对向移动，即开始对钢筋端部进行挤压，直至圆台的下端面与钢筋的上部外壁接触，调整杆的旋转位移达到极限值后，圆台下端面对钢筋施加一定的压力，而两个夹持块则对钢筋两侧进行紧固，以实现钢筋的夹持固定。需要指出的是，在反向转动调整杆时，圆台远离钢筋，弹簧回复形变后，楔形块Ⅰ复位，而夹持块与联动块的一端铰接，而联动块通过扭簧与夹持腔内壁铰接，在楔形块Ⅰ解除对楔形块Ⅱ的挤压后，扭簧带动夹持块复位，以方便后续测试实验的进行。本技术方案中在对夹持部分进行操作时，只需转动调整杆，而无需对夹持块进行任何手动调整，即可满足钢筋的紧固，并且在水平放置钢筋后，利用两个夹持体、圆台以及夹持腔内壁在钢筋外壁上形成四个接触点，避免了钢筋端部出现偏移的现象，两个夹持体先后对钢筋端部进行紧固后，确保了钢筋的同轴度符合测试要求，并且在进行拉剪力测试时，不会出现打滑现象。

所述夹持块的纵向截面呈U型，且两个夹持块背向设置，所述联动块的自由端置于夹持块的U形区域内且与夹持块的竖直段侧壁铰接，在两个夹持块的竖直段相对的侧壁上分别开有V型槽。进一步地，设置U型的夹持块能缩减夹持腔内各部件的空间占用，方便后续零部件的更换，而在两个夹持块竖直段相对的侧壁上均开设V型槽，对称分布的两个V型槽能对钢筋进行定位夹持，特别是带肋钢筋，能有效避免夹持过程中钢筋端部出现翻转或是跳动。

在所述夹持腔底部内壁上设有支承座，且两个夹持块对称分布在支承座的两侧，在支承座上表面上开有与钢筋外圆周壁匹配的弧形槽。进一步地，在两个夹持块之间的间隙处设置支承座，能够提高钢筋在夹持前摆放的水平高度，使得两个夹持体竖直段侧壁上的V型槽正对钢筋的两侧，弧形槽对钢筋的下部外壁进行包裹支撑，即能确保在钢筋进行紧固时出现翻转或是跳动的几率接近为零。

以夹持腔底部内壁所处平面为基准面，所述弧形槽的槽底在竖直方向上的高度为h，V型槽的槽底所处的水平高度为H，钢筋的半径为R，且满足H-h≤R。作为优选，由于圆台下端面能够对钢筋上部进行挤压限位，且圆台下移所产生的压力能直接作用至钢筋上，而楔形块Ⅰ、楔形块Ⅱ以及夹持块的移动则通过逐级传导，因此，为保证在钢筋进行拉剪力测试时，夹持块以及弧形槽所产生的挤压力主要集中在钢筋的中下部，则能在一定程度上保证钢筋端部的圆周壁上受力均匀，以防止在钢筋拉伸时出现局部应力集中而出现滑落。

初始状态下，所述圆台的小直径端端面距钢筋底部的间距为L，且满足2R≤L≤3R。作为优选，圆台下移后直接对钢筋产生挤压力，同时圆台的移动能带动楔形块Ⅰ、楔形块Ⅱ以及夹持块的移动，因此，圆台的位移量对于夹持块是否能紧固钢筋至关重要，本技术方案中，将圆台的小直径端端面距钢筋底部的间距设置为L，在保证钢筋能正常放置入两个夹持块之间的间隙内的前提下，满足2R≤L≤3R，使得夹持块在随位移量增加的同时支部增加作用至钢筋外壁上的压力，进而保证钢筋端部的紧固。

在两个所述楔形块Ⅰ相对的侧壁上段分别设有限位板，且限位板的端部开有与连杆外圆周壁配合的限位槽。进一步地，在两个所述楔形块Ⅰ相对的侧壁上段分别设有限位板，使得限位板能够对圆台的大直径端进行限位，避免圆台在回复时产生过大位移。

在所述导引槽两侧分别固定有限位块，两个限位块位于连杆的两侧，且限位块的下表面与楔形块Ⅰ的上表面接触。作为优选，两个楔形块Ⅰ在圆台的挤压作用下产生水平位移，为避免楔形块Ⅰ在水平移动中发生偏移或是局部翘曲，本技术方案在导引槽内设置两个限位块，使得楔形块Ⅰ的上表面与限位块的下表面接触，而楔形块Ⅰ的下表面与紧贴导引槽的槽壁，移动时楔形块Ⅰ只能沿水平方向进行移动。

还包括台座，在台座上设有两个支撑板，两个支撑板上设有导杆，导杆上滑动设置有滑座，一个夹持体固定在台座的一端，另一个夹持体固定在滑座上，在台座的另一端转动设置有圆盘，滑座上设有与圆盘配合的连接件。进一步地，在进行拉剪力或是同轴度测试时，两个夹持体分别对钢筋的两端进行夹持固定，使用时，一个夹持体固定在台座的一端，另一个夹持体固定在滑座上，在台座的另一端转动设置有圆盘，滑座上设有与圆盘配合的连接件，当钢筋的两端均固定后，通过钢绳将连接件与砝码配重连接，而钢绳则缠绕在圆盘上，通过不断增加或是减少砝码配重，来实现不同拉力值的测试。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明利用夹具自身对钢筋两个端部的支撑，能大幅度降低钢筋偏移的几率，在调整杆外圆周壁设有外螺纹，且调整杆与夹持体螺纹配合，旋转调整杆即能带动圆台沿竖直方向进行往复运动，圆台带动楔形块Ⅰ沿夹持体的径向进行移动，而楔形块Ⅱ能带动夹持块沿夹持体轴向进行移动，在夹持腔内夹持块受其宽度递减的限制，两个夹持块对向移动，以实现对钢筋端部的紧固，确保钢筋在测试时的同轴度在标准值范围之下，提高测试数据的精确性；

2、本发明在对夹持部分进行操作时，只需转动调整杆，而无需对夹持块进行任何手动调整，即可满足钢筋的紧固，并且在水平放置钢筋后，利用两个夹持体、圆台以及夹持腔内壁在钢筋外壁上形成四个接触点，避免了钢筋端部出现偏移的现象，两个夹持体先后对钢筋端部进行紧固后，确保了钢筋的同轴度符合测试要求，并且在进行拉剪力测试时，不会出现打滑现象；

3、本发明在两个夹持块竖直段相对的侧壁上均开设V型槽，对称分布的两个V型槽能对钢筋进行定位夹持，特别是带肋钢筋，能有效避免夹持过程中钢筋端部出现翻转或是跳动；

4、本发明将圆台的小直径端端面距钢筋底部的间距设置为L，在保证钢筋能正常放置入两个夹持块之间的间隙内的前提下，满足2R≤L≤3R，使得夹持块在随位移量增加的同时支部增加作用至钢筋外壁上的压力，进而保证钢筋端部的紧固。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的使用示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为联动块的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-夹持体，2-支撑板，3-台座，4-连接管，5-导杆，6-圆盘，7-调整杆，8-外螺纹，9-导引槽，10-限位块，11-楔形块Ⅰ，12-弹簧，13-联动块，14-V型槽，15-夹持块，16-支承座，17-活动槽，18-夹持腔，19-圆台，20-限位板，21-连杆，22-楔形块Ⅱ。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1至3所示，本实施例包括两个同轴且间隔设置的夹持体1，沿所述夹持体1轴向在其侧壁上开有夹持腔18，夹持腔18的宽度沿夹持体1的轴线朝其进口端指向出口端的方向递减，在夹持体1的侧壁上设有与夹持腔18连通的导引槽9，调整杆7的端部沿夹持体1径向活动贯穿夹持体1后进入至导引槽9内，在调整杆7的下端设有连杆21，连杆21外圆周壁上设有外径由上至下递减的圆台19，在导引槽9内设有两个侧壁与圆台19契合的楔形块Ⅰ11，在夹持腔18的端部两侧分别铰接设置有联动块13，两个与夹持腔18内壁匹配的夹持块15滑动设置在夹持腔18内，且所述联动块13的自由端与夹持块15的外侧壁铰接，两个夹持块15之间留有供钢筋通过的间隙，在每一个楔形块Ⅰ11远离夹持腔18进口端的一端端面上设有楔形块Ⅱ22，且在夹持块15与夹持腔18进口端同侧的端面上设有与楔形块Ⅱ22配合的契合面，在所述导引槽9的两侧壁上分别设有弹簧12，弹簧12两端分别与导引槽9侧壁、楔形块Ⅰ11的外侧壁连接；使用时，圆台19驱动两个楔形块Ⅰ11背向移动的同时，两个楔形块Ⅱ22带动两个夹持块15对向移动。

具体操作时：首先将两个夹持体1间隔设置，且其中一个夹持体1固定，另一个夹持体1能进行滑动，将钢筋两端分别水平放置入两个夹持体1的夹持部上，即两个夹持块15之间的间隙中，然后旋转调整杆7，使得连杆21带动圆台19竖直向下移动，圆台19同时对两个楔形块Ⅰ11产生挤压，使得两者做对向移动，此时两个弹簧12被压缩，因两个楔形块Ⅰ11的水平移动，进而带动两个楔形块Ⅰ11端面的楔形块Ⅱ22与契合面配合，进而带动两个夹持块15做对向移动，即开始对钢筋端部进行挤压，直至圆台19的下端面与钢筋的上部外壁接触，调整杆7的旋转位移达到极限值后，圆台19下端面对钢筋施加一定的压力，而两个夹持块15则对钢筋两侧进行紧固，以实现钢筋的夹持固定。需要指出的是，在反向转动调整杆7时，圆台19远离钢筋，弹簧12回复形变后，楔形块Ⅰ11复位，而夹持块15与联动块13的一端铰接，而联动块13通过扭簧与夹持腔18内壁铰接，在楔形块Ⅰ11解除对楔形块Ⅱ22的挤压后，扭簧带动夹持块15复位，以方便后续测试实验的进行。本技术方案中在对夹持部分进行操作时，只需转动调整杆7，而无需对夹持块15进行任何手动调整，即可满足钢筋的紧固，并且在水平放置钢筋后，利用两个夹持体1、圆台19以及夹持腔18内壁在钢筋外壁上形成四个接触点，避免了钢筋端部出现偏移的现象，两个夹持体1先后对钢筋端部进行紧固后，确保了钢筋的同轴度符合测试要求，并且在进行拉剪力测试时，不会出现打滑现象。

实施例2

如图1至3所示，本实施例在实施例1的基础之上，所述夹持块15的纵向截面呈U型，且两个夹持块15背向设置，所述联动块13的自由端置于夹持块15的U形区域内且与夹持块15的竖直段侧壁铰接，在两个夹持块15的竖直段相对的侧壁上分别开有V型槽14。设置U型的夹持块15能缩减夹持腔18内各部件的空间占用，方便后续零部件的更换，而在两个夹持块15竖直段相对的侧壁上均开设V型槽14，对称分布的两个V型槽14能对钢筋进行定位夹持，特别是带肋钢筋，能有效避免夹持过程中钢筋端部出现翻转或是跳动。

在两个夹持块15之间的间隙处设置支承座16，能够提高钢筋在夹持前摆放的水平高度，使得两个夹持体1竖直段侧壁上的V型槽14正对钢筋的两侧，弧形槽对钢筋的下部外壁进行包裹支撑，即能确保在钢筋进行紧固时出现翻转或是跳动的几率接近为零。本实施例中，在两个所述楔形块Ⅰ11相对的侧壁上段分别设有限位板20，且限位板20的端部开有与连杆21外圆周壁配合的限位槽。在两个所述楔形块Ⅰ11相对的侧壁上段分别设有限位板20，使得限位板20能够对圆台19的大直径端进行限位，避免圆台19在回复时产生过大位移。

作为优选，以夹持腔18底部内壁所处平面为基准面，所述弧形槽的槽底在竖直方向上的高度为h，V型槽14的槽底所处的水平高度为H，钢筋的半径为R，且满足H-h≤R；由于圆台19下端面能够对钢筋上部进行挤压限位，且圆台19下移所产生的压力能直接作用至钢筋上，而楔形块Ⅰ11、楔形块Ⅱ22以及夹持块15的移动则通过逐级传导，因此，为保证在钢筋进行拉剪力测试时，夹持块15以及弧形槽所产生的挤压力主要集中在钢筋的中下部，则能在一定程度上保证钢筋端部的圆周壁上受力均匀，以防止在钢筋拉伸时出现局部应力集中而出现滑落。

作为优选，圆台19下移后直接对钢筋产生挤压力，同时圆台19的移动能带动楔形块Ⅰ11、楔形块Ⅱ22以及夹持块15的移动，因此，圆台19的位移量对于夹持块15是否能紧固钢筋至关重要，本技术方案中，将圆台19的小直径端端面距钢筋底部的间距设置为L，在保证钢筋能正常放置入两个夹持块15之间的间隙内的前提下，满足2R≤L≤3R，使得夹持块15在随位移量增加的同时支部增加作用至钢筋外壁上的压力，进而保证钢筋端部的紧固。

作为优选，两个楔形块Ⅰ11在圆台19的挤压作用下产生水平位移，为避免楔形块Ⅰ11在水平移动中发生偏移或是局部翘曲，本技术方案在导引槽9内设置两个限位块10，使得楔形块Ⅰ11的上表面与限位块10的下表面接触，而楔形块Ⅰ11的下表面与紧贴导引槽9的槽壁，移动时楔形块Ⅰ11只能沿水平方向进行移动。

实施例3

如图1至3所示，本实施例在实施例1的基础之上，在台座3上设有两个支撑板2，两个支撑板2上设有导杆5，导杆5上滑动设置有滑座，一个夹持体1固定在台座3的一端，另一个夹持体1固定在滑座上，在台座3的另一端转动设置有圆盘6，滑座上设有与圆盘6配合的连接件。在进行拉剪力或是同轴度测试时，两个夹持体1分别对钢筋的两端进行夹持固定，使用时，一个夹持体1固定在台座3的一端，另一个夹持体1固定在滑座上，在台座3的另一端转动设置有圆盘6，滑座上设有与圆盘6配合的连接件，当钢筋的两端均固定后，通过钢绳将连接件与砝码配重连接，而钢绳则缠绕在圆盘6上，通过不断增加或是减少砝码配重，来实现不同拉力值的测试。

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，并不用于限定本发明的保护范围，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 (8)

1.一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，包括两个同轴且间隔设置的夹持体（1），其特征在于：沿所述夹持体（1）轴向在其侧壁上开有夹持腔（18），夹持腔（18）的宽度沿夹持体（1）的轴线朝其进口端指向出口端的方向递减，在夹持体（1）的侧壁上设有与夹持腔（18）连通的导引槽（9），调整杆（7）的端部沿夹持体（1）径向活动贯穿夹持体（1）后进入至导引槽（9）内，在调整杆（7）的下端设有连杆（21），连杆（21）外圆周壁上设有外径由上至下递减的圆台（19），在导引槽（9）内设有两个侧壁与圆台（19）契合的楔形块Ⅰ（11），在夹持腔（18）的端部两侧分别铰接设置有联动块（13），两个与夹持腔（18）内壁匹配的夹持块（15）滑动设置在夹持腔（18）内，且所述联动块（13）的自由端与夹持块（15）的外侧壁铰接，两个夹持块（15）之间留有供钢筋通过的间隙，在每一个楔形块Ⅰ（11）远离夹持腔（18）进口端的一端端面上设有楔形块Ⅱ（22），且在夹持块（15）与夹持腔（18）进口端同侧的端面上设有与楔形块Ⅱ（22）配合的契合面，在所述导引槽（9）的两侧壁上分别设有弹簧（12），弹簧（12）两端分别与导引槽（9）侧壁、楔形块Ⅰ（11）的外侧壁连接；

使用时，圆台（19）驱动两个楔形块Ⅰ（11）背向移动的同时，两个楔形块Ⅱ（22）带动两个夹持块（15）对向移动。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，其特征在于：所述夹持块（15）的纵向截面呈U型，且两个夹持块（15）背向设置，所述联动块（13）的自由端置于夹持块（15）的U形区域内且与夹持块（15）的竖直段侧壁铰接，在两个夹持块（15）的竖直段相对的侧壁上分别开有V型槽（14）。

3.根据权利要求2所述的一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，其特征在于：在所述夹持腔（18）底部内壁上设有支承座（16），且两个夹持块（15）对称分布在支承座（16）的两侧，在支承座（16）上表面上开有与钢筋外圆周壁匹配的弧形槽。

4.根据权利要求3所述的一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，其特征在于：以夹持腔（18）底部内壁所处平面为基准面，所述弧形槽的槽底在竖直方向上的高度为h，V型槽（14）的槽底所处的水平高度为H，钢筋的半径为R，且满足H-h≤R。

5.根据权利要求4所述的一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，其特征在于：初始状态下，所述圆台（19）的小直径端端面距钢筋底部的间距为L，且满足2R≤L≤3R。

6.根据权利要求1所述的一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，其特征在于：在两个所述楔形块Ⅰ（11）相对的侧壁上段分别设有限位板（20），且限位板（20）的端部开有与连杆（21）外圆周壁配合的限位槽。

7.根据权利要求1所述的一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，其特征在于：在所述导引槽（9）两侧分别固定有限位块（10），两个限位块（10）位于连杆（21）的两侧，且限位块（10）的下表面与楔形块Ⅰ（11）的上表面接触。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种钢筋力学性能测试用紧固夹具，其特征在于：还包括台座（3），在台座（3）上设有两个支撑板（2），两个支撑板（2）上设有导杆（5），导杆（5）上滑动设置有滑座，一个夹持体（1）固定在台座（3）的一端，另一个夹持体（1）固定在滑座上，在台座（3）的另一端转动设置有圆盘（6），滑座上设有与圆盘（6）配合的连接件。

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