CN220207278U - 一种对中装夹疲劳试验夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种对中装夹疲劳试验夹具，解决了现有产品L形转接处疲劳试验不易装夹、受力方向不准确的问题。该夹具包括用于安装操纵杆长臂圆柱杆的第一安装夹具和用于安装短臂U形槽的第二安装夹具两套工装。本实用新型具有制造简单、适应性较强、节约试验装夹成本、缩短装夹时间且装夹变形量小等优点。

Description

一种对中装夹疲劳试验夹具

技术领域

本实用新型属于机械工程技术领域，具体涉及一种对中装夹疲劳试验夹具,具体为一种航空发动机装夹点不同轴操纵杆转接处疲劳试验夹具，特别适用于装夹点不同轴、转接处为L形试样的对中装夹定位。

背景技术

航空发动机有多处操纵杆，在发动机工作过程中，操纵杆长期受交变载荷作用，易发生断裂故障，严重降低发动机动力系统的可靠性，影响飞行安全，造成重大的经济损失。为提高操纵杆性能，对其设计及制造予以了改进，并对改进前后的操纵杆性能进行对比分析。一般的力学试验如静力拉伸、硬度和冲击试验都不能提供零件在反复交变载荷作用下的性能参数，因此，进行操纵杆根部疲劳试验是必须的。

疲劳试验机上下装夹点位于同一轴线上，而对装夹点不同轴的操纵杆转接处进行疲劳试验时，无法直接安装在上、下装夹点位于同一轴线的疲劳试验机上。在试验中，装夹点不同轴的情况会导致试样受到扭转、剪切力，在拉伸试验中产生弯曲，会对试样造成“提前破坏”，弹性模量等性能参数也会产生较大的偏差。部分具有L形转接处的操纵杆，长边为长臂圆柱杆，短边为短臂U形槽，短臂U形槽的两个槽壁壁面(若将长臂圆柱杆竖直向上放置，则U形槽此时横向放置，可将两个槽壁壁面分别称之为上端面和下端面)上同轴设置有内孔，若用螺栓直接穿孔装夹，容易使应力集中点迁移至U形槽槽底，而不是试验要求的操纵杆L形转接处，与试验目的相左。操纵杆L形转接处活动区域有限，试验夹具设计不合理会影响试验结果。

目前，尚无针对装夹点不同轴试样进行L形转接处疲劳试验的夹具，鉴于此，有必要针对两端装夹点不同轴操纵杆转接处疲劳试验装夹作业进行相应的改进，来实现疲劳寿命的测定。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有操纵杆在进行L形转接处疲劳试验时不易装夹、受力点分散、受力方向不准确的技术问题，为此，本实用新型提供了一种对中装夹疲劳试验夹具。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术解决方案是：

一种对中装夹疲劳试验夹具，其特殊之处在于：包括第一安装夹具和第二安装夹具；

所述第一安装夹具包括第一支座、第一安装螺钉以及第一限位螺母；

所述第一支座呈L形，其长臂上沿长度方向设置有第一通孔，短臂上设置有第二通孔；第一通孔与第二通孔的轴线相互平行，即位于同一平面；

所述第一安装螺钉用于穿过所述第二通孔将第一安装夹具整体安装在疲劳试验机上夹头上；

所述第一通孔用于安装操作杆的长臂圆柱杆，并通过第一限位螺母与长臂圆柱杆尾部配合，对长臂圆柱杆进行限位；

所述第二安装夹具包括第二支座、第二安装螺钉、第二限位螺母以及第三安装螺钉；

所述第二支座包括本体以及位于本体上端面的n形安装架，整体呈锁形；所述n形安装架与本体上同轴设置有通孔，分别为第三通孔和第四螺纹通孔；

所述本体通过第四螺纹通孔下端安装在疲劳试验机下夹头上；

所述n形安装架用于插装操作杆的短臂U形槽；短臂U形槽的上端面通过第二安装螺钉、第二限位螺母与第三通孔的配合安装在n形安装架上，下端面通过第三安装螺钉与第四螺纹通孔上端的配合安装在所述本体上；

安装后，所述第二通孔与第三通孔同轴，且第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四螺纹通孔共面。

进一步地，所述第一安装螺钉由一端向另一端依次包括螺帽、光杆和螺纹杆，该螺钉的杆部长于第二通孔的深度；其中，螺纹杆伸出第二通孔，与疲劳试验机上夹头相连，光杆则位于第二通孔内。

进一步地，所述第一通孔靠近下孔口处设置有配合内孔，靠近上孔口处为孔径变小的台阶孔。该配合内孔的长度为10mm，与长臂圆柱杆为过渡配合，要求孔、轴间有较好的对中性和同轴度且易于拆卸、装配，保证长臂圆柱杆不在第一通孔内径向晃动；该台阶孔的小孔长度为12mm，长臂圆柱杆上光杆与螺纹之间台阶外圆的长度，配合第一限位螺母，以一平面一外圆定位，共同对长臂圆柱杆进行限位，保证长臂圆柱杆不在第一通孔内轴向窜动，为L形转接处留出足够的活动空间，保证第一支座上端面与操纵杆L形转接处另一端短臂之间的间距满足试验需求。

进一步地，所述第四螺纹通孔为螺纹台阶通孔，自下而上包括孔径依次减小的第一台阶孔和第二台阶孔；

所述第一台阶孔与疲劳试验机下夹头配合安装；

所述第二台阶孔用于安装短臂U形槽的下端面。

进一步地，所述第二安装螺钉由一端向另一端依次包括螺帽、光杆和螺纹杆；其中螺纹杆伸出第三通孔，与第二限位螺母配合。

进一步地，所述第三安装螺钉上设置有退刀槽。

进一步地，所述本体为长方体。

进一步地，所述本体与n形安装架一体成型形成第二安装夹具。

本实用新型的优点是：

1.本实用新型采用两个安装夹具配合使用，夹具结构简单、装夹难度低、可缩短装夹时间、节约试验装夹成本，且零件无装夹变形影响，满足装配使用要求，能够一次性解决L形转接处疲劳试验对中定位夹紧问题，具体体现在：一、将两装夹点不同轴操纵杆装夹在上、下装夹点位于同一轴线的疲劳试验机上；二、使操纵杆两端装夹点对中，保证装夹后的同轴度，确保L形转接处仅受拉、压交变载荷，不受扭转、剪切载荷；三、保证疲劳试验检测点处于L形转接处；四、需对L形转接处留出足够的活动空间，避免夹具影响试验结果。

2.本实用新型采用巧妙的装夹方式，将两装夹点不同轴操纵杆与疲劳试验机上下夹头相连，横向定位、纵向夹紧。通过内、外联合定位，轴向夹紧L形转接处长臂圆柱杆，防止其纵向窜动，减少长臂受力，且为转接处留出足够的空间用于试验；利用内孔，分别固定L形转接处短臂U形槽上下端面，减少短臂额外受力；通过顺序安装，保证零件与疲劳试验机的同轴度，允许零件绕疲劳试验机中心轴周向转动，便于调整对中，确保零件试验时只受纵向拉、压力，不受横向剪切力，有效解决了L形转接处疲劳试验受力点分散、受力方向不准确的问题，保证了产品L形转接处疲劳试验结果的准确性和可靠性。

附图说明

图1为疲劳试验夹具使用状态剖视图一；

图2为疲劳试验夹具使用状态剖视图二；

图3为疲劳试验夹具使用状态图；

图4为疲劳试验夹具使用状态结构示意图(倒置)；

图5为第一支座剖视图；

图6为第一支座结构示意图一；

图7为第一支座结构示意图二；

图8为第二支座结构示意图；

图9为第二支座侧视图；

图10为第二支座俯视图；

图11为第二支座剖视图。

附图标记如下：

1-第一支座；2-第一安装螺钉；3-第三安装螺钉；4-第二支座；5-第二限位螺母；6-第二安装螺钉；7-第一限位螺母；8-长臂圆柱杆；9-短臂U形槽；10-放气活门随动杆；11-本体；12-n形安装架；13-标记面；14-第一通孔；15-第二通孔；16-第三通孔；17-第四螺纹通孔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步的详细描述：

如图1-图4所示，一种对中装夹疲劳试验夹具，包括第一安装夹具和第二安装夹具。

第一安装夹具用于夹紧放气活门操纵杆L形转接处一端的长臂圆柱杆，包括第一支座、第一安装螺钉和第一限位螺母。第二安装夹具用于夹紧放气活门操纵杆L形转接处另一端短臂U形槽，包括第二支座、第二安装螺钉、第二限位螺母和第三安装螺钉。

如图5-图7所示，第一支座呈“L”形，包括长臂和短臂，长臂上沿长度方向设置有第一通孔，短臂上设置有第二通孔；第一通孔与第二通孔的轴线相互平行，即位于同一平面。

长臂圆柱杆安装在第一通孔内，并通过第一限位螺母与其尾部配合，对其进行限位；第一通孔靠近下孔口处设置有配合内孔，该配合内孔的长度为10mm，与长臂圆柱杆为过渡配合，要求孔、轴间有较好的对中性和同轴度且易于拆卸、装配，保证长臂圆柱杆不在第一通孔内径向晃动；第一通孔靠近上孔口处为孔径变小的台阶孔；该台阶孔的小孔长度为12mm，长臂圆柱杆上光杆与螺纹之间台阶外圆的长度，配合第一限位螺母，以一平面一外圆定位，共同对长臂圆柱杆进行限位，保证长臂圆柱杆不在第一通孔内轴向窜动，为L形转接处留出足够的活动空间，保证第一支座上端面与操纵杆L形转接处另一端短臂之间的间距满足试验需求。

第一安装螺钉由一端向另一端依次包括螺帽、光杆和螺纹杆，该螺钉的杆部长于第二通孔的深度；第一安装螺钉穿过第二通孔，螺纹杆伸出第二通孔，与疲劳试验机上夹头相连，光杆则位于第二通孔内。

如图8-图11所示，第二支座包括本体以及位于本体上端面的n形安装架，本体为长方体，与n形安装架一体成型，整体呈锁形；n形安装架与本体同轴设置有通孔，分别为第三通孔和第四螺纹通孔，其中，第四螺纹通孔为螺纹台阶通孔，自下而上包括孔径依次减小的第一台阶孔和第二台阶孔。本体通过第一台阶孔安装在疲劳试验机下夹头上，起固定作用；短臂U形槽插装在n形安装架内，其上端面通过第二安装螺钉、第二限位螺母与第三通孔的配合安装在n形安装架上(第二安装螺钉由一端向另一端依次包括螺帽、光杆和螺纹杆；其中，螺纹杆伸出第三通孔，与第二限位螺母配合)，其下端面通过第三安装螺钉(其上设置有退刀槽)与第二台阶孔的配合安装在本体上。

安装后，第二通孔与第三通孔同轴，且第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四螺纹通孔共面。

使用过程注意事项如下：

1.将应变片贴在L形操纵杆疲劳测试点处，使零件保持自由状态，应变仪示值清零，疲劳试验机静载荷清零；

2.第二支座底部螺纹孔对中试验机下夹头(当第二支座可轻松旋入试验机下夹头时即为对中)，第二支座与试验机下夹头相连，拧紧；

3.将放气活门随动杆短臂U形槽上下端面置于第二支座n形安装架中空处，使第二支座的第三通孔、U形槽上端面内孔、U形槽下端面内孔、第二支座第四螺纹通孔对中、同轴(第三安装螺钉可轻松旋入第四螺纹通孔、第二安装螺钉可穿入第三通孔和U形槽上端面内孔时即为对中)，将第三安装螺钉穿过U形槽下端面内孔装入第四螺纹通孔，拧紧；

4.将第二安装螺钉依次穿过n形安装架下端面、U形槽上端面内孔，装入第二限位螺母内，拧紧；

5.将第一支座的第一通孔套在放气活门随动杆长臂上，旋转第一支座，直至第一支座的第二通孔与疲劳试验机上夹头同轴，将第一限位螺母安装在放气活门随动杆长臂尾部的螺纹上；

6.从第一支座下方将第一安装螺钉装入第一支座的第二通孔内，将第一安装螺钉的外螺纹置于疲劳试验机上夹头中，第一安装螺钉可轻松拧入上夹头时即对中，对中后拧紧螺钉；

7.用扳手拧紧第一限位螺母。

8.整个安装过程中关注应变仪示值，避免由于装配不当导致试验件受力发生形变。

9.安装完成后，即可开始疲劳试验。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种对中装夹疲劳试验夹具，其特征在于：包括第一安装夹具和第二安装夹具；

所述第一安装夹具包括第一支座、第一安装螺钉以及第一限位螺母；

所述第一支座呈L形，其长臂上沿长度方向设置有第一通孔，短臂上设置有第二通孔；第一通孔与第二通孔的轴线相互平行；

所述第一安装螺钉用于穿过所述第二通孔将第一安装夹具整体安装在疲劳试验机上夹头上；

所述第一通孔用于安装操作杆的长臂圆柱杆，并通过第一限位螺母与长臂圆柱杆尾部配合，对长臂圆柱杆进行限位；

所述第二安装夹具包括第二支座、第二安装螺钉、第二限位螺母以及第三安装螺钉；

所述第二支座包括本体以及位于本体上端面的n形安装架；所述n形安装架与本体上同轴设置有通孔，分别为第三通孔和第四螺纹通孔；

所述本体通过第四螺纹通孔下端安装在疲劳试验机下夹头上；

所述n形安装架用于插装操作杆的短臂U形槽；短臂U形槽的上端面通过第二安装螺钉、第二限位螺母与第三通孔的配合安装在n形安装架上，下端面通过第三安装螺钉与第四螺纹通孔上端的配合安装在所述本体上；

安装后，所述第二通孔与第三通孔同轴，且第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四螺纹通孔共面。

2.根据权利要求1所述对中装夹疲劳试验夹具，其特征在于：

所述第一安装螺钉由一端向另一端依次包括螺帽、光杆和螺纹杆；其中螺纹杆伸出第二通孔，与疲劳试验机上夹头相连。

3.根据权利要求1或2所述对中装夹疲劳试验夹具，其特征在于：

所述第一通孔靠近下孔口处设置有配合内孔，靠近上孔口处为孔径变小的台阶孔。

4.根据权利要求3所述对中装夹疲劳试验夹具，其特征在于：

所述第四螺纹通孔为螺纹台阶通孔，自下而上包括孔径依次减小的第一台阶孔和第二台阶孔；

所述第一台阶孔与疲劳试验机下夹头配合安装；

所述第二台阶孔用于安装短臂U形槽的下端面。

5.根据权利要求4所述对中装夹疲劳试验夹具，其特征在于：

所述第二安装螺钉由一端向另一端依次包括螺帽、光杆和螺纹杆；其中螺纹杆伸出第三通孔，与第二限位螺母配合。

6.根据权利要求5所述对中装夹疲劳试验夹具，其特征在于：

所述第三安装螺钉上设置有退刀槽。

7.根据权利要求6所述对中装夹疲劳试验夹具，其特征在于：

所述本体为长方体。

8.根据权利要求7所述对中装夹疲劳试验夹具，其特征在于：

所述本体与n形安装架一体成型形成第二安装夹具。