CN203037525U - 薄壁管疲劳测试夹持工装 - Google Patents

Abstract

一种薄壁管疲劳测试夹持工装，包括薄壁管和夹持机构，薄壁管的两端分别加工有锥形扩口，薄壁管通过端部装配夹持机构；夹持机构为结构相同的两个，每个夹持机构主要由内压紧环、外压紧环和锥形杆构成；内压紧环的中心孔上具有匹配于薄壁管锥形扩口的锥形口，内压紧环套装在薄壁管端部的外壁上，在内压紧环的外壁上设有第一止口面；外压紧环上设有多个螺栓孔和一个中心孔，外压紧环的中心孔上具有与内压紧环上第一止口面对应、匹配的第二止口面，外压紧环套装定位在内压紧环的外壁上，并通过螺栓孔内的螺栓与试验机固定连接；锥形杆具有匹配于薄壁管锥形扩口的锥头，锥形杆的锥头端塞装在薄壁管的锥形扩口内，锥形杆的另一端连接装配在试验机上。本实用新型具有结构简单、便于制造、制造成本低、可操作性强、装卸方便、可靠实用等特点。

Description

薄壁管疲劳测试夹持工装

技术领域

本实用新型涉及工件的夹持设备，特别是工件性能测试时用的夹持设备，更为具体的说，是一种薄壁管疲劳测试夹持工装。

背景技术

工件疲劳是指金属机件或构件在变动载荷和应变长期作用下，由于累积损伤而引起的断裂现象，而高周疲劳（即轴向拉压和旋转弯曲）是疲劳的一种，在做高周疲劳测试时，一般要求工件的循环周次达到10⁵次以上。目前，对工件高周疲劳测试的夹持主要是以螺纹连接方式实现的，在试验室条件下，将工件试样加工出螺纹段，采用螺纹段与夹持机构连接，通过夹持机构固定在试验机上，工件试样的螺纹段根据加工方式的不同应当与工作段（即测试部分）的截面有一定的面积比（一般为4倍以上），这样才能保证试验的有效性（即断裂发生在预期的位置）；该夹持方式针对实心工件而言，是非常简单、实用、有效的，但是对于空心的管材而言，无法适用，这主要是，空心的试验管材不宜加工螺纹，若在试验管材上加工出螺纹段，那么在试验时，疲劳试验的断裂多会发生在螺纹段，从而导致试验无效。对此，现有技术中有一种针对空心管材疲劳试验的夹持机构，该夹持机构主要由堵头、垫片和液压夹头构成，堵头用作装配在管材试样的内径内，垫片与管材试样的管壁接触，液压夹头用作夹紧垫片；该夹持机构因下述的三种缺陷，可行性及实用性差：1.由于管材内径的不均匀性，在夹持时需要很多堵头，堵头管理非常麻烦；2.垫片与管材试样的管壁接触通常仅能保证线接触，而不能保证面接触，垫片与管材试样的管壁接触不够可靠、稳定，易倾斜、甚至脱落；3.液压夹头的结构体积一般较大，不适用于高周疲劳测试，而且液压夹头的夹紧力通常是较大的，在较大的夹紧力作用下，容易对试样管材的管壁表面产生损伤，特别是薄壁管材试样，从而导致疲劳试验的断裂部位发生异常，试验不够精确。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术的不足，在提高测试精度，确保试验有效的前提下，提供一种结构简单、操作方便、夹持牢固、可靠实用、针对性强的薄壁管疲劳测试夹持工装。

本实用新型采用的技术方案是：一种薄壁管疲劳测试夹持工装，包括薄壁管和夹持机构，所述薄壁管的两端分别加工有锥形扩口，薄壁管通过端部的锥形扩口装配夹持机构；所述夹持机构为两个，它们的结构相同，每个夹持机构主要由内压紧环、外压紧环和锥形杆构成；所述内压紧环的中心孔上具有匹配于薄壁管端部锥形扩口的锥形口，内压紧环套装在薄壁管端部的外壁上，在内压紧环的外壁上设有第一止口面；所述外压紧环上设有多个螺栓孔和一个中心孔，外压紧环的中心孔上具有与内压紧环上第一止口面对应、匹配的第二止口面，外压紧环套装定位在内压紧环的外壁上，外压紧环通过螺栓孔内装配的螺栓与试验机固定连接；所述锥形杆具有匹配于薄壁管端部锥形扩口的锥头，锥形杆的锥头端塞装在薄壁管端部的锥形扩口内，锥形杆的另一端连接装配在试验机上。

所述薄壁管端部锥形扩口的锥形度为30～60°。

所述内压紧环为分体结构，由径向组合在一起的第一半环体和第二半环体构成。

所述两个夹持机构以镜像方式装配在薄壁管两端。

本实用新型的有益效果是：上述夹持工装专门针对薄壁管的疲劳测试而设计，薄壁管的两端被加工有锥形扩口，利用薄壁管的这一形变使夹持部位具有较高强度，并利用这一形变使薄壁管的夹持部位产生径向分力，夹持工装的螺栓压紧力能够充分作用在薄壁管的夹持部位，形成较高的摩擦力，并产生轴向分力，从而保证薄壁管与夹持工装之间不易发生相对位移，夹持工装对薄壁管夹持的稳定性、可靠性和牢固性高，确保试验过程中不会在薄壁管的夹持部位发生断裂，保证试验的精确性和有效性；此外，上述夹持工装具有结构简单、便于制造、制造成本低、可操作性强、装卸方便、可靠实用等特点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1中薄壁管的一种结构示意图。

图3是图1中内压紧环的一种结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是图1中外压紧环的一种结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是图1中锥形杆的一种结构示意图。

图中代号含义：1—薄壁管；101—锥形扩口；2—内压紧环；201、301—中心孔；202—第一止口面；203—锥形口；204—第一半环体；205—第二半环体；3—外压紧环；302—第二止口面；303—螺栓孔；4—锥形杆；401—锥头。

具体实施方式

参见图1至图7：本实用新型包括用作测试的薄壁管1和夹持机构。薄壁管1采用0Cr18Ni9不锈钢制成，其屈服强度约为240Mpa（该薄壁管的规格仅是用作详细说明本实用新型，不能用作限定本实用新型的保护范围）；薄壁管1的两端分别加工有锥形扩口101，该锥形扩口101的锥形度约为30°（也可以是40°，或51°，亦或60°等），薄壁管1通过端部的锥形扩口101装配夹持机构。夹持机构为两个，它们的结构相同，它们以镜像方式装配在薄壁管1的两端，每个夹持机构的具体结构是，主要由内压紧环2、外压紧环3和锥形杆4构成。其中，内压紧环2为分体结构，由径向组合在一起的第一半环体204和第二半环体205构成；内压紧环2上具有中心孔201，中心孔201的内径与薄壁管1的柱体部外径对应、匹配；在内压紧环2的中心孔201上设有匹配于薄壁管1端部锥形扩口101的锥形口203，即内压紧环2上的锥形口203锥形度也为30°；在内压紧环2的外壁上设有第一止口面202；内压紧环2通过中心孔201套装在薄壁管1端部的外壁上，中心孔201上的锥形口203与薄壁管1的锥形扩口101外壁接触。外压紧环3上设有四个螺栓孔303（螺栓孔数量根据具体试验要求而定）和一个中心孔301；外压紧环3的中心孔301结构及内径与内压紧环2的外轮廓结构及外径对应、匹配，即在外压紧环3的中心孔301上设有第二止口面302，第二止口面302与内压紧环2上第一止口面202对应、匹配；外压紧环3套装定位在内压紧环2的外壁上，由外压紧环3将分体结构的内压紧环2组合，并由薄壁管1端部的锥形扩口101对内压紧环2实现定位；此外，外压紧环3通过螺栓孔303内装配的螺栓与试验机固定连接（上夹持机构固定连接在试验机的十字横梁上，下夹持机构固定连接在试验机的座动器上）。锥形杆4为柱体状，在其一端端部加工有匹配于薄壁管1端部锥形扩口101的锥头401，即锥头401的锥形度亦为30°；锥形杆4的锥头401端塞装在薄壁管1端部的锥形扩口101内；锥形杆4的另一端连接装配在试验机上。

上述试验机采用MTS轴向拉压疲劳试验机，试验机的座动器上、下位移动力由油泵提供。

Claims (4)

1. 一种薄壁管疲劳测试夹持工装，包括薄壁管（1）和夹持机构，其特征在于：所述薄壁管（1）的两端分别加工有锥形扩口（101），薄壁管（1）通过端部的锥形扩口（101）装配夹持机构；所述夹持机构为两个，它们的结构相同，每个夹持机构主要由内压紧环（2）、外压紧环（3）和锥形杆（4）构成；所述内压紧环（2）的中心孔（201）上具有匹配于薄壁管（1）端部锥形扩口（101）的锥形口（203），内压紧环（2）套装在薄壁管（1）端部的外壁上，在内压紧环（2）的外壁上设有第一止口面（202）；所述外压紧环（3）上设有多个螺栓孔（303）和一个中心孔（301），外压紧环（3）的中心孔（301）上具有与内压紧环（2）上第一止口面（202）对应、匹配的第二止口面（302），外压紧环（3）套装定位在内压紧环（2）的外壁上，外压紧环（3）通过螺栓孔（303）内装配的螺栓与试验机固定连接；所述锥形杆（4）具有匹配于薄壁管（1）端部锥形扩口（101）的锥头（401），锥形杆（4）的锥头（401）端塞装在薄壁管（1）端部的锥形扩口（101）内，锥形杆（4）的另一端连接装配在试验机上。

2.根据权利要求1所述薄壁管疲劳测试夹持工装，其特征在于：所述薄壁管（1）端部锥形扩口（101）的锥形度为30～60°。

3.根据权利要求1所述薄壁管疲劳测试夹持工装，其特征在于：所述内压紧环（2）为分体结构，由径向组合在一起的第一半环体（204）和第二半环体（205）构成。

4.根据权利要求1所述薄壁管疲劳测试夹持工装，其特征在于：所述两个夹持机构以镜像方式装配在薄壁管（1）两端。

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