CN2083750U - 金属极薄带缠绕式夹具 - Google Patents

Abstract

一种金属极薄带缠绕式夹具，用做金属材料机械 性能拉伸试验。该夹具的主要特征：是由半圆转轴夹 口2和半圆活瓣夹口3合成一个缠绕转轴，利用金属 极薄带这类产品刚度小的特点，对试样采用缠绕式夹 持方式进行拉伸试验。这样克服了现有平夹夹具试 验时出现的偏心拉伸、撕裂、打滑或咬断等问题。试 验值准确，工作效率高，试验强度范围 50Mpa-3000Mpa，可用在多种金属极薄带和细丝。

Description

本实用新型为一种金属极薄带缠绕式夹具，属于机械性能试验辅助设备，适用于金属极薄带和金属细丝拉伸试验。

当前国内外金属极薄带拉伸试验一般都用平夹夹具，平夹夹具夹持极薄带试样时，有很多缺点，可从工作状态受力分析情况看出，如图10、11所示，试样25被夹持在锲型夹块之间，当试验加载力为P时，斜面正压力为P₁在试样头部产生夹持摩擦力，其总合力为F，但因两边夹齿面很难绝对平，使用过程夹齿磨损也不能处处一样，试样头部厚薄也不会均匀一致，故其合力F的作用线与试样几何中心线有一定的偏离e，合力F＝P，同时产生个附加弯矩M＝eF，这时，试样横截面上产生的内应力6，将是平均应力6_平＝P／F＋M和附加弯矩6_弯＝±M／W〔F_o试样横截面，W试样抗弯截面系数〕的叠加，大的一侧为6_大＝P／F＋M／W，小的一侧6_小＝P／F_o－M／W。这样试样内应力大的一侧先达到断裂强度，而撕裂，使其强度降低，试验结果不准确；另有试样加载全靠试样头部的夹持摩擦力F，如果试样材质硬，摩擦系数小，夹不住而打滑；如果试样软就可能被咬坏头部，导致试验失败而需重试，从上述平夹夹具受力分析不难看出，因偏心拉伸、撕裂、打滑、咬断，试验效果不准确，有的需重取重试延长了试验周期影响工作效率。

本实用新型的目的，是针对上述平夹夹具的缺点，设计出一种金属极薄带缠绕式夹具，利用极薄带刚度小，采用又夹又缠的方式夹持试样来解决拉伸试验用平夹夹具所产生的偏心、撕裂、打滑、咬断等问题。

本实用新型是这样实现的：该夹具主要是由支架1、半园转轴夹口2、半园活瓣夹口3、夹口紧圈4、棘轮5、钩头5、钩头键6、手板7、螺钉9、棘爪10、螺栓11、销轴12所构成的一种缠绕式夹具。试样缠绕轴是由两个半园夹口合起来组成，活瓣夹口3在转动时，靠自身重量能打开，对开表面有夹齿，缠绕试样的转轴安装在支架1的框架内，转轴一端伸出支架外侧，安装棘轮5和手炳7起传动作用，用螺钉9，将棘爪10安装在支架上，起止动作用。以同样的结构组成上下两支夹具，下夹具的棘爪是安装在下夹具棘爪定位孔13处，上下夹具分别用螺栓11和拉杆8与万能试验机上下试床连接。

缠绕式夹具工作状态：先将试样的一端插入上夹具的夹口内，一手拉住试样，一手转动手柄，转一圈多些即400°左右停转，用棘爪止动。再将试样的另一端插入下夹具夹口内，按上述过程缠好，即可进行试验。

缠绕式夹具工作状态受力分析如图12、13所示，试样25夹持在夹口2、3之间，产生夹持摩擦力F₁，试样头部在夹口2侧边回弯约60°，产生钩挂力F₂，试样又在两个夹口合成的轴外圈缠绕400°左右，又产生一个握裹摩擦力F₃，合起来F＝F₁＋F₂＋F₃等于试样 加载力P（F＝P）。因此，试验时不会出现咬断和打滑现象。支架1和拉杆8用螺栓11铰链连接，又可进行调位，使试样加载力P和总夹持力F与试样几何中心重合，其横截面上的内应力6＝P／F_o，能均匀分布，不会使试样产生偏心拉伸，完全克服了平夹具的缺点。

本实用新型缠绕式夹具的优点是：

〔1〕结构简单，使用灵活，操作方便；

〔2〕夹持试样稳定，受力均匀，不会出现偏心拉伸、撕裂、咬断、打滑等现象。避免了重取、重试，缩短试验周期，提高工作效力；

〔3〕试验准确，应用广泛，试验强度范围50Mpa——3000Mpa，可用于多种金属极薄带和细丝。

附图说明，结合附图对缠绕式夹具的结构及实施例进行详述：

图1、金属极薄带缠绕式夹具装配主视示意图

图2、金属极薄带缠绕式夹具装配右视示意图

图3、半园转轴夹口主视示意图

图4、半园转轴夹口俯视示意图

图5、半园转轴夹口左视示意图

图6、半园转轴夹口B－B剖意图

图7、半园活瓣夹口主视示意图

图8、半园活瓣夹口俯视示意图

图9、夹齿局部放大示意图

图10、平夹夹具夹持试样示意图

图11、平夹试样受力分析示意图

图12、金属极薄带缠绕式夹具夹持试样示意图

图13、缠绕式夹具夹持试样受力分析图

1－13图图中各代号为：

1、支架；2、半园转轴夹口；3、半园活瓣夹口；4、夹口紧圈；5、棘轮；6、钩头键；7、手柄；8、拉杆；9、螺钉；10、棘爪；11、螺栓；12、销轴；13、下夹具棘爪定位孔；14、转轴；15、定位鼓轮；16、铰链支座孔；17、夹口平面夹齿；18、轮上定位槽；19、夹口紧圈轴；20、棘轮和手柄轴；21、链槽；22、定位铰链头；23、铰链孔；24、压紧定位头；25、试样；26、平口夹块；27、斜面夹口。

见图1、2是本夹具总装配示意图，可以看出它主要是由支架1、半园转轴夹口2、半园活瓣夹口3、夹口紧圈4、棘轮5、钩头键6、手柄7、螺钉9、棘爪10、螺栓11、销轴12所构成缠绕式夹具。

见图3－6是半园转轴夹口2结构示意图，转轴夹口2与转轴14、定位鼓轮15、夹口紧圈轴19、棘轮和手柄轴20为整体结构，半园转轴夹口表面有刻度，为使试样对准位置，夹口侧边有倒角R＝0.5－3mm，为使试样在缠绕时不损坏。

见图7－8是半园活瓣夹口3结构示意图，半园活瓣夹口3一端是用销轴12通过铰链孔23，支座铰链孔16，固定在鼓轮支座15上，铰链孔23比销轴12直径大0.1－1.5mm，另一端是用压紧定位头24，定位在定位槽18内，二者之间留有间隙0.1－2mm，使活瓣夹口能在转动时靠自身重量打开一个缝隙以备夹持试样，同时又保持夹口2、3的同心性，定位头高出定位槽4－10mm是为了便于操作。

半园转轴夹口2与半园活瓣夹口3合成一个直径为10－30mm，长10－40mm的转轴，用于缠绕试样，两个夹口对面有夹齿17、齿型见图9，齿高0.4－0.6mm，夹持角70－85°、齿距斜向1mm、夹角45°、横向齿距0.71mm便于咬合试样。夹口紧圈4先套在夹口紧圈轴19上，再装在支架1上，起定位和作为两个半园夹口转动时的滑动轴承作用。

伸出支架1外边轴20上装有棘轮5和手柄7，用键槽21和钩头键6固定构成该夹具的传动机构，棘爪10用螺订9安装在支架上，起止动作用。下夹具棘爪按在棘爪定位孔13位置。

由上述各部组成完整的缠绕式夹具，同样结构分上、下两支夹具，分别用拉杆8与万能试验机上下试床连接，拉杆下端用螺栓11与夹具支架1连接，有调心作用。本夹具各部的具体尺寸是根据材料和试样尺寸，在所给尺寸范围内确定。

夹具工作状态：当手柄顺时针转动时，带动转轴一起转动，活瓣夹口3朝下时，因自重能自动打开一个缝隙，试样25头部正好插入，用刻度对正，用母指按定位压头压紧试样并拉紧，另一手转动手柄7，将试样缠起，一般转一圈多即400°左右停转，用棘爪10止动，试样继续往下拉，将试样的另一端按上述方式装入下夹具缠起，可加载进行拉伸试验。

本实用新型夹具投入使用后，曾作几个钢种的极薄带及金属细丝试样的试验，效果均好，下面举三例说明：

〔1〕60Si₂Mn，厚0.15mm以下规格极薄带进行拉伸试验方法的测试研究工作，先后作了2176支试验最高强度达1600Mpa，未出现打滑，优于国外平夹夹具。

〔2〕0.8Al，厚0.08mm冷轧状态的极薄带进行对比试验，各作50支试样，缠绕式夹具试验所得到的平均强度6＝667Mpa，德国制的平夹夹具平均强度6＝654Mpa，比本夹具低了13Mpa，而且还撕断了3支试样。

〔3〕还作了直径为φ0.28mm细钢丝的位伸试验，其拉伸强度高达3000Mpa，也未出现打滑；还作直径为φ0.4mm的铜质漆包线其强度为50Mpa也未咬断；也曾作过不锈钢、铜、铝等金属极薄带拉伸试验效果均好。

通过上述试验，充分证明本实用新型缠绕式夹具，不论强度高或低都能适用，对极薄金属带、细金属丝试验效果更为显著。可广泛用于冶金、机械企业和高等院校及科研单位的机械性能试验室中。

Claims (5)

1、一种金属极薄带拉伸试验夹具，本实用新型其特征在于，该夹具是由支架1、半园转轴夹口2、半园活瓣夹口3、夹口紧圈4、棘轮5、钩头键6、手柄7、螺钉9、棘爪10、螺栓11、销轴12所构成一种缠绕式夹具。

2、根据权利要求1所述缠绕式夹具，其特征是半园转轴夹口2和半园活瓣夹口3合起来的转轴直径为10－－30mm，长为10——40mm。

3、根据权利要求2所述缠绕式夹具，其特征是半园转轴夹口2侧边有倒角R＝0.5－3mm，夹口半园表面代有刻度。

4、根据权利要求1、2所述缠绕式夹具，其特征是半园活瓣夹口3是用销轴12通过铰链孔23，铰链支座孔16，固定在定位鼓轮15上，铰链孔23比销轴12直径大0.1－1.5mm；另一端是用压紧定位头24，定位在定位槽18内，定位头比定位槽高出4－10mm，二者之间留有间隙0.1－2mm。

5、根据权利要求1、2所述夹具，其特征是半园转轴夹口2和半园活瓣夹口3，夹口相对平面上都有夹齿17，齿型是9图，齿高0.4－0.6mm，夹持角70－85°齿距斜向1mm、夹角45°、横向齿距0.71mm。

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