CN220289218U - 一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，涉及材料力学测量领域，包括高温夹头、液压缸、端面联轴器、挡灰板和附件。所述高温夹头由夹头体、套筒、锁紧螺母、顶杆和夹块组成，其中夹头体、套筒和锁紧螺母组成动夹头，顶杆和夹块组成静夹头；静夹头下端连接在液压缸的活塞上，动夹头下端通过端面联轴器与液压缸的缸体连接，动夹头和静夹头的相对移动实现了夹块的夹紧或松开。本实用新型用于试样在高温环境下的夹持固定，以满足高温疲劳试验要求，其夹紧方式采用了液压夹紧，使夹持力得到提升，夹持可靠，夹持范围增大，而且能够避免实验过程中试样松滑的现象。降低了劳动强度和生产成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及材料力学测量领域，具体涉及一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具。
背景技术
针对材料在高温环境下的力学实验要求，目前，常用夹具是机械夹紧方式的夹具。这类夹具虽然结构简单，但是普遍存在操作不便、试验过程中试样容易松滑的问题，此外针对圆棒试样的夹持操作基本上处于空白状态。
为了解决以上问题，需要开发一种新型的高温液压夹具，既能夹持板材试样，又能夹持圆棒试样，同时，还能够满足目前所有高温试样的尺寸要求，避免实验过程中试样松滑的现象。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具。
为了实现上述目的，本实用新型具体采用以下技术方案：
本实用新型提供一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，包括：
高温夹头，用于在高温环境下的夹持固定试样；所述高温夹头由夹头体、套筒、锁紧螺母、顶杆和夹块组成，其中夹头体、套筒和锁紧螺母组成动夹头，顶杆和夹块组成静夹头；静夹头下端连接在液压缸的活塞上，动夹头下端通过端面联轴器与液压缸的缸体连接，动夹头和静夹头的相对移动实现了夹块的夹紧或松开；所述试样为板材状或圆棒状；
液压缸，用于为高温夹头提供夹持力；
端面联轴器，用于连接高温夹头和液压缸；
挡灰板，安装于高温夹头和端面联轴器之间；
附件，安装于液压缸的一端，用于将高温液压夹具与试验设备连接。
进一步地，所述锁紧螺母旋合在套筒端部，下端压紧夹头体，使之成为一个整体，即夹头体跟随套筒上下移动，实现高温夹头的夹紧或松开动作。
进一步地，所述夹块通过其下端的梯形卡爪定位于顶杆顶端的梯形槽内，夹块在Z轴方向上被顶杆顶端的梯形槽限位，在X轴方向上沿梯形槽自由滑动，通过夹块在X轴方向上的移动实现夹块的夹紧或松开动作。
进一步地，所述夹块采用板材夹块或圆棒夹块，板材夹块夹持范围是0-5mm，圆棒夹块夹持范围是Φ8-Φ16mm。
进一步地，所述夹块采用楔形斜面结构，斜面的角度为°。
进一步地，所述液压缸由缸体、活塞和端盖组成，缸体和端盖通过螺栓连接为一体，缸体和端盖的结合面通过O形密封圈密封，活塞安装于缸体的密封腔内，通过密封件形成上下两个密封油腔，通过控制两个油腔内液压油的压力来控制活塞向上或向下移动，进而产生夹紧或打开高温夹具的压力。
进一步地，所述液压缸采用水冷为主、气冷为辅的方式冷却，在缸体的上部开出冷却水道和冷却气道，并通过快插接头引出缸体外，分别外接冷却水源和冷却气源。
进一步地，所述端面联轴器由联轴器一和联轴器二组成，并通过螺栓把合为一体；所述端面联轴器的内孔采用梯形槽结构，通过梯形槽的两个斜面将端面联轴器的夹紧力作用于高温夹头的套筒和液压缸的缸体上，实现高温夹头的套筒和液压缸的缸体之间的轴向连接及径向定位。
进一步地，所述挡灰板由两个半环形的不锈钢板组成，形成一个完整的环形挡板。
进一步地，所述附件包含连接盘和应力轴，连接盘和应力轴分别用于将高温液压夹具安装于实验设备的工作台面和加载机构上。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型提供的适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，用于试样在高温环境下的夹持固定，以满足高温疲劳试验要求。其夹紧方式采用了液压夹紧，使夹持力得到提升，夹持可靠，夹持范围增大，棒材试样最大可达16mm，而且能够避免实验过程中试样松滑的现象。降低了劳动强度和生产成本，提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实例或现有技术中的技术方案，下面将对实例中所需要使用的附图简单介绍，显而易见，下面描述的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1是本实用新型提供的适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹的主视图；
附图2是本实用新型提供的适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹与试验机设备安装的主视图；
附图3是本实用新型提供的高温夹头的主视图；
附图4是本实用新型提供的高温夹头的侧视图；
附图5是本实用新型提供的动夹头的剖视图；
附图6是本实用新型提供的静夹头的剖视图；
附图7是本实用新型提供的静夹头的俯视图；
附图8是本实用新型提供的液压缸的剖视图；
附图9是本实用新型提供的缸体的剖视图；
附图10是本实用新型提供的端面联轴器的俯视图；
附图11是本实用新型提供的挡灰板的俯视图；
附图12是本实用新型提供的连接盘的结构图。
附图13是本实用新型提供的应力轴的结构图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供的适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，如图1，包括高温夹头1、液压缸2、端面联轴器3、挡灰板4和附件5。高温液压夹具与试验机设备安装图如图2所示。其中：
所述高温夹头1，用于在高温环境下的夹持固定试样8。高温夹头1直接与试样接触，用于夹紧固定试样，工作在高温环境下，要求要有足够的夹持力，以保证试样的有效夹持和定位，同时要求耐高温性能好，在高温环境下要保持足够的机械性能，因此在制造材料选用上采用国内优质的高温合金材料。
关于高温夹头1的具体结构，如图3和图4所示，所述高温夹头1由夹头体11、套筒12、锁紧螺母13、顶杆14和夹块15组成，其中夹头体11、套筒12和锁紧螺母13组成动夹头，顶杆14和夹块15组成静夹头；静夹头下端通过螺纹刚性连接在液压缸2的活塞22上，动夹头下端通过端面联轴器3与液压缸2的缸体21连接，动夹头和静夹头的相对移动实现了夹块15的夹紧或松开。
所述的动夹头的具体结构，如图5所示，由夹头体11、锁紧螺母13和套筒12组成。其中，夹头体安装在套筒12的端部，被锁紧螺母13压紧，与套筒12和锁紧螺母13形成整体，即夹头体11跟随套筒12上下移动，实现高温夹头1的夹紧或松开动作。夹头体11内孔采用相互对称的楔形斜面作为对夹块15施加夹紧力的施力平面，能够保证两个夹块受力的一致性。锁紧螺母13外螺纹旋合在套筒12端部，锁紧螺母13下端压紧夹头体11，使之成为一个整体，锁紧螺母13内孔下锥面与夹头体11配合，起到压紧和径向定位的作用。所述套筒12与夹头体11、锁紧螺母13组合成动夹头，在液压缸2的带动下做上下直线运动，使夹块夹紧或松开试样。
所述的静夹头的具体结构，如图6和图7所示，由夹块15和顶杆14组成。其中，夹块15通过其下端的梯形卡爪定位于顶杆14顶端的梯形槽内，夹块15在Z轴(垂直)方向上被顶杆14顶端的梯形槽限位，不能上下移动，在X轴(水平)方向上沿梯形槽自由滑动，通过夹块15在X轴方向上的移动实现夹块的夹紧或松开动作。
所述试样8可以为板材状或圆棒状。为了适应不同形状的试样，所述夹块15分为板材夹块和圆棒夹块，不同形式及规格的试样，只需更换相应的夹块即可实现装夹。为了适用于不同规格，每种夹块适应一定的夹持范围，板材夹块夹持范围是0-5mm，圆棒夹块夹持范围是Φ8-Φ16mm。可以满足夹持高温试样的要求，特殊情况试样规格尺寸特殊，只需更换夹块即可。
优选的实施方式，如图6和7所示(图示为圆棒夹块)，所述夹块15采用楔形斜面结构，斜面的角度为15°，干涉部分采用圆弧切除。底部设有梯形卡爪，可以放置于顶杆顶端的梯形槽内，在梯形槽内可自由滑动，正面根据试样形式开出沟槽，以增加摩擦力。具体地，两个夹块的外侧是对称分布的两个斜面，与夹头体(如图5)内孔的两个斜面接触配合，跟随动夹头的上下运动而左右移动，实现了对试样的夹紧和松开。
所述顶杆，底部螺纹与液压缸2的活塞22刚性连接，顶端梯形槽安装夹块15，与液压缸2的活塞22杆同步，静止不动。
所述液压缸2，用于为高温夹头1提供夹持力。要求夹持力适当，夹持力过小会使试样不能可靠夹持，夹持力过大会造成夹具损坏。
关于液压缸2的具体结构，如图8所示，由缸体21、活塞22和端盖23组成，缸体21和端盖23通过螺栓连接为一体，缸体21和端盖23的结合面通过O形密封圈密封，活塞22安装于缸体21的密封腔内，通过密封件形成上下两个密封油腔，通过控制两个油腔内液压油的压力来控制活塞22向上或向下移动，进而产生夹紧或打开高温夹具1的压力。
由于缸体直接与高温夹头的下端连接，工作温度较高，材料实验时间又相对较长；受实验设备实验空间的限制，液压缸的位置距高温炉又比较近，热量对液压缸的影响较大，对密封件的影响尤为突出，所以必须降低液压缸的工作温度。因此，本夹具采用水冷为主、气冷为辅的方式对液压缸2进行冷却，使之工作温度不高于70℃。具体方式如下，如图9所示，在缸体21的上部开出冷却水道211和冷却气道212，并通过快插接头引出缸体21外，分别外接冷却水源和冷却气源。实验温度800℃以下时，只需水冷却即可；800℃以上时，需水冷加气冷的方式进行冷却。
所述端面联轴器3，用于连接高温夹头1和液压缸2。要求连接可靠，定位准确，能够提供足够的预紧力。
关于端面联轴器3的具体结构，如图10所示，所述端面联轴器3由联轴器一31和联轴器二32组成，并通过螺栓把合为一体；所述端面联轴器3的内孔采用梯形槽结构，通过梯形槽的两个斜面将端面联轴器3的夹紧力作用于高温夹头1的套筒12和液压缸2的缸体21上，使之可靠连接，由于端面联轴器的夹紧面为两个精密加工的斜面，可以实现高温夹头1的套筒12和液压缸2的缸体21之间的轴向连接及径向定位。通过调整把合螺栓的拧紧力矩，达到预定的预紧力，预紧力的大小为最大实验载荷的1.5倍为宜。
所述挡灰板4，通过螺钉连接安装于高温夹头1和端面联轴器3之间。作用是遮挡高温炉的热辐射对液压缸的影响，同时避免炉口封堵材料进入液压缸2，保护液压缸密封件不被损坏。
关于挡灰板4具体结构，如图11所示，所述挡灰板4由两个半环形的不锈钢板组成，形成一个完整的环形挡板，用来阻隔来自高温炉的热辐射及避免杂物落入液压缸，保护液压缸，降低液压缸的温度。
所述附件5，安装于液压缸2的一端，用于将高温液压夹具与试验设备连接。选用不同的附件5，可实现高温液压夹具与不同试验设备连接。
关于附件5的具体结构，包含连接盘51和应力轴52，如图12和图13所示，连接盘51和应力轴52分别用于将高温液压夹具安装于实验设备的工作台面6和加载机构7上。根据不同试验设备的接口形式，选用不同的附件，来实现高温液压夹具与设备的连接。
以上，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，其特征在于，包括：
高温夹头(1)，用于在高温环境下的夹持固定试样(8)；所述高温夹头(1)由夹头体(11)、套筒(12)、锁紧螺母(13)、顶杆(14)和夹块(15)组成，其中夹头体(11)、套筒(12)和锁紧螺母(13)组成动夹头；顶杆(14)和夹块(15)组成静夹头；静夹头下端连接在液压缸(2)的活塞(22)上，动夹头下端通过端面联轴器(3)与液压缸(2)的缸体(21)连接；动夹头和静夹头的相对移动实现了夹块(15)的夹紧或松开；所述试样(8)为板材状或圆棒状；
液压缸(2)，用于为高温夹头(1)提供夹持力；
端面联轴器(3)，用于连接高温夹头(1)和液压缸(2)；
挡灰板(4)，安装于高温夹头(1)和端面联轴器(3)之间；
附件(5)，安装于液压缸(2)的一端，用于将高温液压夹具与试验设备连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，其特征在于，所述锁紧螺母(13)旋合在套筒(12)端部，下端压紧夹头体(11)，使之成为一个整体，即夹头体(11)跟随套筒(12)上下移动，实现高温夹头(1)的夹紧或松开动作。
3.根据权利要求1所述的一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，其特征在于，所述夹块(15)通过其下端的梯形卡爪定位于顶杆(14)顶端的梯形槽内，夹块(15)在Z轴方向上被顶杆(14)顶端的梯形槽限位，在X轴方向上沿梯形槽自由滑动，通过夹块(15)在X轴方向上的移动实现夹块的夹紧或松开动作。
4.根据权利要求1所述的一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，其特征在于，所述夹块(15)采用板材夹块或圆棒夹块，板材夹块夹持范围是0-5mm，圆棒夹块夹持范围是Φ8-Φ16mm。
5.根据权利要求1所述的一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，其特征在于，所述夹块(15)采用楔形斜面结构，斜面的角度为15°。
6.根据权利要求1所述的一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，其特征在于，所述液压缸(2)由缸体(21)、活塞(22)和端盖(23)组成，缸体(21)和端盖(23)通过螺栓连接为一体，缸体(21)和端盖(23)的结合面通过O形密封圈密封，活塞(22)安装于缸体(21)的密封腔内，通过密封件形成上下两个密封油腔，通过控制两个油腔内液压油的压力来控制活塞(22)向上或向下移动，进而产生夹紧或打开高温夹头(1)的压力。
7.根据权利要求6所述的一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，其特征在于，所述液压缸(2)采用水冷为主、气冷为辅的方式冷却，在缸体(21)的上部开出冷却水道和冷却气道，并通过快插接头引出缸体(21)外，分别外接冷却水源和冷却气源。
8.根据权利要求1所述的一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，其特征在于，所述端面联轴器(3)由联轴器一(31)和联轴器二(32)组成，并通过螺栓把合为一体；所述端面联轴器(3)的内孔采用梯形槽结构，通过梯形槽的两个斜面将端面联轴器(3)的夹紧力作用于高温夹头(1)的套筒(12)和液压缸(2)的缸体(21)上，实现高温夹头(1)的套筒(12)和液压缸(2)的缸体(21)之间的轴向连接及径向定位。
9.根据权利要求1所述的一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，其特征在于，所述挡灰板(4)由两个半环形的不锈钢板组成，形成一个完整的环形挡板。
10.根据权利要求1所述的一种适用多种规格板材及圆棒试样的高温液压夹具，其特征在于，所述附件(5)包含连接盘(51)和应力轴(52)，连接盘(51)和应力轴(52)分别用于将高温液压夹具安装于实验设备的工作台面(6)和加载机构(7)上。
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