CN217277361U - 一种气门高温疲劳试验夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气门高温疲劳试验夹具，属于高温疲劳试验用装置技术领域。该试验夹具包括外套筒、内顶杆、上夹具螺帽、下夹具螺帽和三瓣夹头；其中：所述内顶杆和外套筒各有两个，内顶杆可伸入外套筒内部，分别构成上夹具和下夹具；所述上夹具和下夹具的外套筒分别与试验机上部和下部基座连接；所述上夹具螺帽与上夹具外套筒拧紧可实现对气门头部的固定；所述三瓣夹头包围在气门杆上，三瓣夹头的环形凸起与气门杆环槽紧密配合，通过下夹具螺帽使其与下夹具外套筒固定并将气门杆端部顶紧。在试验过程中可通过锁紧上夹具和下夹具的外套筒与试验机基座连接处使内顶杆将气门顶紧，提高了气门高温疲劳试验的测试精度和准确性。

Description

一种气门高温疲劳试验夹具

技术领域：

本实用新型涉及高温疲劳试验用装置技术领域，具体涉及一种气门高温疲劳试验夹具。

背景技术：

在金属材料构件的失效破坏中，约80％由疲劳断裂引起。气门作为发动机配气机构的关键零部件之一，在发动机工作过程中，不断地受到高温、摩擦和撞击等作用，因此极易发生疲劳断裂。一旦气门发生失效破坏，则会打坏发动机气缸，造成重大安全事故，因此针对气门的高温疲劳试验在评价气门的疲劳可靠性和服役安全性中显得至关重要。

常规的疲劳试验机一般只能针对具体气门材料的板状或棒状疲劳试样进行测试，无法再现气门构件在使役行为中的真实工况。为了更加真实地模拟气门构件的服役状态，就需要对气门构件进行疲劳性能测试。气门由于其结构特殊性不能直接对其进行夹持，目前尚未有针对气门疲劳试验的标准化夹具，为了评价气门构件的高温疲劳可靠性，亟待研发一种气门高温疲劳试验夹具，以更加真实地模拟气门在服役过程中的工况，为气门构件的疲劳可靠性设计提供参考依据。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种气门高温疲劳试验夹具，该夹具能够有效地对气门构件进行轴向加载，且在试验过程中可以继续对气门构件进行锁紧，极大地提高了气门高温疲劳试验的测试精度和准确性。该气门高温疲劳试验夹具还具有操作简单、维修方便等特点。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种气门高温疲劳试验夹具，包括外套筒、内顶杆、上夹具螺帽、下夹具螺帽和三瓣夹头；其中：所述试验夹具包括上夹具和下夹具，上夹具和下夹具均包括一个内顶杆和一个外套筒，内顶杆可伸入外套筒内部；所述上夹具和下夹具的外套筒分别与试验机上部和下部基座连接；所述上夹具螺帽与上夹具外套筒拧紧可实现对气门头部的固定；所述三瓣夹头包围在气门杆部上，三瓣夹头内侧设置的环形凸起与气门杆部设置的环槽能够紧密配合，从而实现三瓣夹头对气门杆部的夹持，通过下夹具螺帽使三瓣夹头与下夹具外套筒固定并将气门杆端部顶紧。

所述气门包括头部和杆部。

所述外套筒内部有顶杆通孔，内顶杆可伸入；外套筒近试样端有外螺纹，可旋入夹具螺帽(上夹具螺帽或下夹具螺帽)内。

所述顶杆端部有台肩结构，伸入外套筒内部后台肩可与外套筒端面相贴合，将外套筒固定到试验机基座上可以将内顶杆顶紧。

所述上夹具螺帽内部有台肩，用于与气门头部配合，将上夹具螺帽拧紧至外套筒上可以使内顶杆和气门头部端面相贴合。

所述三瓣夹头由三个花瓣式夹头组成，每个夹头内侧均设有环形凸起，分别与气门杆部设置的环槽相配合，将气门杆部抱住。

所述下夹具螺帽内部有锥形开口，套在三瓣式夹头上与其外表面完全贴合，将其拧紧至外套筒上，可以使内顶杆和气门杆端面相贴合。

将气门试样安装到夹具上并置于高温炉后，在测试过程中通过紧固外套筒和试验机连接部分，可以消除整个加载链的间隙，能够使气门与夹具之间端面完全顶紧。

本实用新型的优点和有益效果如下：

1、本实用新型气门高温疲劳试验夹具可以对气门构件在尽可能减少夹持损伤的情况下进行有效夹持，保证了气门构件加载的同轴度。

2、利用本实用新型气门高温夹具可以在装样过程中对气门构件进行锁紧，同时在试验过程中还可继续对气门构件进行二次锁紧，保证了试验的有效性和准确性。

3、本实用新型还具有很高的通用性，对于不同气门构件的疲劳试验可以通过更换上夹头螺帽和三瓣夹头即可进行试验，提高了测试效率，同时也降低了试验的设备的维护成本。

附图说明:

图1为本实用新型气门高温疲劳试验夹具安装试样后的装配示意图。

图2为本实用新型气门高温疲劳试验夹具各部分结构的爆炸视图。

图3为本使用新型气门高温疲劳试验夹具中上夹具螺帽与气门头部、下夹具螺帽与三瓣夹头和气门杆连接剖面视图。

图4为本使用新型气门高温疲劳试验夹具中的三瓣夹头示意图。

图5为本实用新型气门高温疲劳试验夹具所针对的气门构件示意图。

其中：1-内顶杆；2-外套筒；3-气门；4-上夹具螺帽；5-下夹具螺帽；6-三瓣夹头。

具体实施方式：

以下结合附图详述本实用新型。

本实用新型主要针对图5所示的气门构件，气门3包括头部和杆部。如图1-5所示，该气门高温疲劳试验夹具包括内顶杆1、外套筒2、上夹具螺帽4、下夹具螺帽5和三瓣夹头6；各部分具体结构和连接关系如下：

如图1-2所示，所述气门高温疲劳试验夹具包括上夹具和下夹具，上夹具和下夹具均包括一个外套筒和一个内顶杆，内顶杆可伸入外套筒内部。

所述上夹具和下夹具的外套筒分别与试验机上部和下部基座连接；所述上夹具螺帽与上夹具外套筒拧紧可实现对气门头部的固定；所述三瓣夹头包围在气门杆部上，三瓣夹头内侧设置的环形凸起与气门杆部设置的环槽能够紧密配合，从而实现三瓣夹头对气门杆部的夹持，通过下夹具螺帽使三瓣夹头与下夹具外套筒固定并将气门杆端部顶紧(图3)。

所述外套筒内部有顶杆通孔，内顶杆可伸入；外套筒近试样端有外螺纹，可旋入夹具螺帽(上夹具螺帽或下夹具螺帽)内。所述顶杆端部有台肩结构，伸入外套筒内部后台肩可与外套筒端面相贴合，将外套筒固定到试验机基座上可以将内顶杆顶紧。

所述上夹具螺帽内部有台肩，用于与气门头部配合，将上夹具螺帽拧紧至外套筒上可以使内顶杆和气门头部端面相贴合。

所述三瓣夹头由三个花瓣式夹头组成，每个夹头内侧均设有环形凸起(图4)，分别与气门杆部设置的环槽相配合，将气门杆部抱住。所述下夹具螺帽内部有锥形开口，套在三瓣式夹头上与其外表面完全贴合，将其拧紧至外套筒上，可以使内顶杆和气门杆端面相贴合。将气门试样安装到夹具上并置于高温炉后，在测试过程中通过紧固外套筒和试验机连接部分，可以消除整个加载链的间隙，能够使气门与夹具之间端面完全顶紧。

本实用新型气门高温疲劳试验夹具的使用过程如下：

(1)将气门3杆部从上夹具螺帽穿过，并将上夹具螺帽拧入事先组装好的上夹具外套筒上，直到将气门头部端面与上夹具外套筒内部的内顶杆顶住拧不动为止。

(2)将气门杆部从下夹具螺帽穿过，待三瓣夹头的环形凸起将气门杆部环槽抱住后，再将下夹具螺帽拧入下夹具外套筒上，直到气门杆部端面与下夹具外套筒内部的内顶杆顶住且拧不动为止。

(3)将上夹具和下夹具外套筒分别与试验机基座锁紧，确保内顶杆将气门构件完全顶紧。

(4)按照要求设置疲劳试验参数，开始疲劳试验。

Claims (7)

1.一种气门高温疲劳试验夹具，其特征在于：该试验夹具包括外套筒、内顶杆、上夹具螺帽、下夹具螺帽和三瓣夹头；所述试验夹具包括上夹具和下夹具，上夹具和下夹具均包括一个内顶杆和一个外套筒，内顶杆可伸入外套筒内部；所述上夹具和下夹具的外套筒分别与试验机上部和下部基座连接；所述上夹具螺帽与上夹具外套筒拧紧可实现对气门头部的固定；所述三瓣夹头包围在气门杆部上，并使三瓣夹头内侧设置的环形凸起与气门杆部设置的环槽紧密配合实现三瓣夹头对气门杆部的夹持，通过下夹具螺帽使三瓣夹头与下夹具的外套筒固定并将气门杆端部顶紧。

2.根据权利要求1所述的气门高温疲劳试验夹具，其特征在于：所述外套筒内部有顶杆通孔，内顶杆可伸入；外套筒近气门端有外螺纹，可旋入上夹具螺帽或下夹具螺帽内。

3.根据权利要求1所述的气门高温疲劳试验夹具，其特征在于：所述内顶杆端部有台肩结构，伸入外套筒内部后内顶杆台肩可与外套筒端面紧密贴合，将外套筒固定到试验机基座上并将内顶杆顶紧。

4.根据权利要求1所述的气门高温疲劳试验夹具，其特征在于：所述上夹具螺帽内部有锥面，用于与气门头部配合，将上夹具螺帽拧紧至外套筒上能够使内顶杆和气门头部端面相贴合。

5.根据权利要求1所述的气门高温疲劳试验夹具，其特征在于：所述三瓣夹头由三个花瓣式夹头组成，每个夹头内侧均设有环形凸起，分别与气门杆部上的环槽相配合，将气门杆部完全抱住。

6.根据权利要求1所述的气门高温疲劳试验夹具，其特征在于：所述下夹具螺帽内部有锥形开口，套在三瓣式夹头上与其外表面完全贴合，将其拧紧至外套筒上，可以使内顶杆和气门杆端面相贴合。

7.根据权利要求1所述的气门高温疲劳试验夹具，其特征在于：将气门试样安装到夹具上并置于高温炉后，在测试过程中通过紧固外套筒和试验机基座，可以消除整个加载链的间隙，能够使气门与夹具之间端面完全顶紧。

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