CN218865647U - 一种万能试验机用可控低温拉伸夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及拉伸试验夹具制造技术领域，具体涉及一种万能试验机用可控低温拉伸试验夹具。包括：左筒塞，右筒塞,筒体,前筒盖,后筒盖,上连接头,下连接头,上销孔,下销孔,上夹头,下夹头；上连接头上部有上销孔和下连接头下部有下销孔，分别实现和万能试验机两端的连接；上连接头尾部有限位螺纹，下连接头尾部也有限位螺纹，分别实现和上夹头、下夹头的连接；所述筒体为圆底；所述筒体侧面靠近底部位置左右对称设置有左筒塞，右筒塞；所述筒体上部通过前筒盖、后筒盖密封。克服现有万能试验机低温拉伸试验温度范围窄，且无法在同一试验机上实现液氮温度‑高温的全温度范围拉伸试验的现象。

Description

一种万能试验机用可控低温拉伸夹具

技术领域

本发明涉及拉伸试验夹具制造技术领域，具体涉及一种万能试验机用可控低温拉伸试验夹具。

背景技术

目前，严苛的使用环境要求材料的服役温度范围越来越广，不仅要知悉其在室温、高温下的性能特征，更要求知悉其在低温下的性能，用以扩展材料在低温领域的应用范围，促进材料科技的发展。材料的拉伸性能被认为是材料的基本力学性能，通过拉伸试验可以测得材料的弹性、强度、塑性、应变硬化等重要力学性能指标，同时可以预测材料的其他力学性能参量。

然而对于不同的应用场合，往往拉伸时所需要低温范围不同，如，金属材料深冷拉伸需要低温范围为-120℃至-130℃之间，刹车材料往往考虑最低温度在-50至-55℃之间，科研领域往往探究材料在极限液氮温度(-196℃)的性能如何。

另外，目前对材料进行拉伸试验的大多数万能试验机仅满足了在室温及高温环境下进行一体化拉伸测试的条件，但对于低温下的拉伸实验，由于无法满足特定的制冷温度、无法实现室温和高温实验在同一设备的同一位移传感器下进行，而降低了数据的可获得性与对比性，难以实现材料全温度范围内拉伸数据采集，阻碍了材料在低温领域应用的发展。因此需要提出解决上述问题的具体措施。

发明内容

本发明的目的是：为克服现有万能试验机低温拉伸试验温度范围窄，且无法在同一试验机上实现液氮温度-高温的全温度范围拉伸试验的现象。因此，本发明为材料提供在低温环境下拉伸的夹具，用以采集材料在拉伸过程中的数据，并以此为依据计算材料的弹性、强度、塑性、应变硬化等重要力学性能指标，预测材料的其他力学性能参量。

本发明的技术方案是：

一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，包括：左筒塞1，右筒塞9,筒体2,前筒盖3,后筒盖7,上连接头5,下连接头12,上销孔6,下销孔13,上夹头17,下夹头18；

上连接头上部有上销孔和下连接头下部有下销孔，分别实现和万能试验机两端的连接；上连接头尾部有限位螺纹，下连接头尾部也有限位螺纹，分别实现和上夹头17、下夹头18的连接；

所述筒体为圆底；所述筒体侧面靠近底部位置左右对称设置有左筒塞1，右筒塞9；所述筒体上部通过前筒盖3、后筒盖7密封。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，还包括：对称设置在筒体侧面上部的两个凹槽8，用于移动所述夹具。

(2)一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，还包括：后筒盖定位孔10、前筒盖定位孔11；用于将前筒盖3、后筒盖7定位安装在筒体上。

(3)一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，还包括：设置在前筒盖3或后筒盖7上的盖孔4，用于放置温度监测器。

(4)上夹头17、下夹头18上分别开设有截面与试样夹持部分尺寸相同的凹槽，并通过下塞块14、上塞块16对试样进行横向限位。

(5)该夹具使用时，试样放置在上夹头17、下夹头18凹槽中部，并通过下塞块14、上塞块16与上夹头17、下夹头18实现间隙配合。

(6)拉伸时，所述筒体中充满制冷物质，并用所述筒盖闭合，温度监测器经过所述盖孔与外界连接，进行温度监测；

拉伸过程中，试样标距部分处于筒体内部，温度保持恒定；拉伸结束时，拔出所述筒塞，回收所述筒内制冷物质。

(7)所述筒体内制冷物质为酒精与液氮混合物，可实现室温-液氮温度之间温度的拉伸。

本发明设计提出一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，主要有四个技术特征：1.本夹具结构简单，成本低廉，可重复使用，操作简单。2.本夹具测试温度范围广为室温-液氮温度，温度控制精准误差不超过±5℃。3.本夹具可适应范围广，包括不同万能试验机及不同拉伸尺寸试样。4.本夹具可大幅度提高同一材料低温、室温及高温拉伸试验的性能对比度。

附图说明

图1为本发明的外观结构示意图正视图(左)及俯视图(右)；

图2为本发明的内部结构细节图(左)及部分部件放大图(右)；

1.左筒塞；2.筒体；3.前筒盖；4.盖孔；5.上连接头；6.上销孔；7.后筒盖；8.凹槽；9.右筒塞；10.后筒盖定位孔；11.前筒盖定位孔；12.下连接头；13.下销孔；14.下塞块及放大图；15.拉伸试样及放大图；16.上塞块及放大图；17.上夹头；18.下夹头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明的技术方案是：一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，包括所述连接头由金属材料制成，所述连接头上部有销孔、尾部有限位螺纹分别实现万能试验机和所述夹头的连接；所述夹头、所述塞块与试样之间以间隙配合相固定；所述筒体圆底、所述下夹头与所述下连接头之间以限位螺栓连接固定；拉伸时，所述筒体中充满制冷物质，并用所述筒盖闭合，温度监测器经过所述盖孔与外界连接，进行温度监测；所述筒体内制冷物质为酒精与液氮混合物，可实现室温-液氮温度之间温度的拉伸；拉伸过程中，试样标距部分处于筒体内部，温度保持恒定；拉伸结束时，拔出所述筒塞，回收所述筒内制冷物质；所述筒盖由两部分组合而成；所述筒体外侧有两处凹槽，方便携带移动。

本实施例是一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，各组件制造材料为模具钢。包括所述的上下连接头(5,12)和上下夹头(17,18)，所述夹具通过上下连接头中的销孔(6,13)实现夹具与万能试验机之间的连接，通过螺纹连接实现上下夹头(17,18)与上下连接头(5,12)之间的固定；包括所述上下夹头(17,18)，所述夹头中各有固定深度的单侧凹口，所述夹头(17,18)中的凹口截面由拉伸试样(15)的夹持部分尺寸决定，所述上下夹头(17,18)中的凹口深度分别等于上下塞块(14,16)的厚度与拉伸试样(15)的厚度之和；包括所述的塞块(14,16)，所述夹具拉伸过程中试样(15)上下部分的固定分别是通过试样(15)、塞块(14,16)与夹头(17,18)之间的间隙配合实现，所述拉伸试验中共需2块塞块(上下夹头各一块)，所述塞块(14,16)截面尺寸由拉伸试样(15)的夹持部分尺寸决定；包括所述的筒体(2)，所述筒体(2)中包括上部均匀分布的两个小突起，用以确定所述前筒盖(3)和后筒盖(7)位置，中部均匀分布两个凹槽(8)，方便所述夹具的移动，下部均匀分布左筒塞(1)和右筒塞(2)，用以清除筒体内制冷物质；包括所述夹具中位于所述筒体(2)上的前筒盖(3)、后筒盖(7)、盖孔(4)、后筒盖定位孔(10)以及前筒盖定位孔(11)；所述夹具拉伸过程中将制冷物质(酒精与液氮混合物)放置于筒体(2)中，通过调节制冷物质比例来调控温度，当温度达到指定温度时利用筒盖定位孔(10,11)合上筒盖(3.7)，将温度传感器从盖孔(4)放入进行温度的监测，确保温度浮动范围在±5℃以内，实现精准控温。所述试验结束后，拔出筒塞(1，9)，待筒体(2)内制冷物质流出后，利用万能试验机上升上夹头(17)，取出上下夹头(17,18)中的塞块(14,16)及试样(15)，松开筒体(2)、下连接头(12)以及下夹头(18)之间的螺纹连接，利用凹槽(8)移动所述夹具，清理所述夹具后完成本次试验。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，小巧且操作方便，可重复使用，且制造材料模具钢(85-90元/公斤)与制冷物质(液氮4-6元/升，酒精5-8元/升)价格低廉，相比较测试机构报价(1000-1500元/样)低成本的实现了低温拉伸；本发明装置可大幅度提高同一材料低温、室温及高温拉伸试验的性能对比度，解决了低温试验需在单独的试验机上进行试验的问题，实现了同一位移传感器进行全温度范围内拉伸试验；本发明可匹配适应性广，包括不同万能试验机及不同拉伸尺寸拉伸试验，该夹具与万能试验机之间的连接有专用连接头，若更换不同试验机进行试验时，仅需更换连接头即可，针对不同尺寸的试样，仅需更换夹头及塞块即可进行试验；本发明夹具设计思路具有很强的通用性，根据此思路，可推广拓展到低温压缩、弯曲、剪切等夹具的设计中。

Claims (8)

1.一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，其特征在于，包括：左筒塞(1)，右筒塞(9),筒体(2),前筒盖(3),后筒盖(7),上连接头(5),下连接头(12),上销孔(6),下销孔(13),上夹头(17),下夹头(18)；

上连接头上部有上销孔和下连接头下部有下销孔，分别实现和万能试验机两端的连接；上连接头尾部有限位螺纹，下连接头尾部也有限位螺纹，分别实现和上夹头(17)、下夹头(18)的连接；

所述筒体为圆底；所述筒体侧面靠近底部位置左右对称设置有左筒塞(1)，右筒塞(9)；所述筒体上部通过前筒盖(3)、后筒盖(7)密封。

2.根据权利要求1所述的一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，其特征在于，还包括：对称设置在筒体侧面上部的两个凹槽(8)，用于移动所述夹具。

3.根据权利要求1所述的一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，其特征在于，还包括：后筒盖定位孔(10)、前筒盖定位孔(11)；用于将前筒盖(3)、后筒盖(7)定位安装在筒体上。

4.根据权利要求1所述的一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，其特征在于，还包括：设置在前筒盖(3)或后筒盖(7)上的盖孔(4)，用于放置温度监测器。

5.根据权利要求1所述的一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，其特征在于，上夹头(17)、下夹头(18)上分别开设有截面与试样夹持部分尺寸相同的凹槽，并通过下塞块(14)、上塞块(16)对试样进行横向限位。

6.根据权利要求1所述的一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，其特征在于，该夹具使用时，试样放置在上夹头(17)、下夹头(18)凹槽中部，并通过下塞块(14)、上塞块(16)与上夹头(17)、下夹头(18)实现间隙配合。

7.根据权利要求1所述的一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，其特征在于，拉伸时，所述筒体中充满制冷物质，并用所述筒盖闭合，温度监测器经过所述盖孔与外界连接，进行温度监测；

拉伸过程中，试样标距部分处于筒体内部，温度保持恒定；拉伸结束时，拔出所述筒塞，回收所述筒内制冷物质。

8.根据权利要求7所述的一种万能试验机用可控低温拉伸夹具，其特征在于，所述筒体内制冷物质为酒精与液氮混合物，可实现室温-液氮温度之间温度的拉伸。

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