专利名称：拉伸试件夹持装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械技术领域，主要涉及用于测试材料性能用的试验设备中的试 件夹持装置，具体就是一种拉伸试验机上所用的拉伸试件夹持装置。
背景技术：
对材料进行力学性能测试时有一种常规试验即拉伸试验。在做拉伸试验时，一般 用的试样或称试件，有板状试样和圆形标准试样，板状试样一般用板状带倒刺的夹板夹持 试样，而圆形标准试样一般用V形夹板夹持试样，也有像长春试验机厂生产的DLY-10型万 能材料试验机用两半圆夹持套(夹头)及圆环夹持试样。以上几种夹持方法存在有弊端， 如试样在拉伸过程容易打滑，影响正常实验和实验结果。又如DYL-10型万能材料试验机的 夹持装置在装夹试样过程中特别麻烦，而且容易伤人和损坏试验机。DLY-10型万能材料试验机是先将一个带有台阶的连接板固定在试验机的上下带 有倒刺板状夹头中，然后将一个半圆夹持套的一端卡在连接板的圆形槽上，再将试样的一 端放入夹持套的半圆形槽内，在试样放入后，还要再将另一半半圆夹持套卡在连接板的圆 形槽上，并用其下端半圆形槽卡住试样，最后还要穿过试样向上套一圆形环，将两个半圆夹 持套套入其中，还要调节其上的小螺钉，使圆形环处于两个半圆形夹持套外的圆形槽中，使 得两半圆形夹持套成为一体，不致分开。这只是完成了试样一端的夹持工作。而试样另一 端的固定更麻烦。它是先将圆形环套入试样的下端并向上移动，还要一个人用手将其托起。 然后将下夹头夹持装置中的半圆形夹持套的一端卡在下夹头连接板的圆形槽上，并将试样 的下端放入半圆形夹持套的上端圆形槽内，再将另一半半圆形夹持套卡在连接板的圆形槽 上，并用其上端的圆形槽卡住试样，最后，将圆形环放下，套住两半圆形夹持套，并调节圆形 环上的小螺钉，使得圆形环卡在两半圆夹持套的圆周槽内，将两个半圆夹持套的位置固定， 不致脱开，这样才算将试样安装好。如此复杂的结构和繁琐的夹持过程，直接影响实验的正 常进行和实验效率。目前，采用这种夹持装置在试验机上进行实验，一个人根本无法独立完成试样的 夹持工作。最少需要两个人。另外在试样的夹持过程中经常发生这样的现象试样的下端 装好了，上端也用两半圆夹持套将试样夹入其中，但没有将固定圆形环套入，两半圆夹持套 会在拉伸过程中分离，试样脱落，使试验无法正常进行。因而还得将两半圆夹持套从连接板 的圆形槽上取下来，先将圆形环经试件的一端套入，再重新装两半圆夹持套。在试样被夹入 其中后，再套上圆形环，并调节圆形环上的锁紧螺钉将圆形环锁定在两半圆夹持套的圆周 槽内，如此繁杂的装夹过程至少需要近十分钟的时间。另外，在拉伸过程中，经常会出现两夹头不在同一轴线上，这是因为上下夹头上的 连接板位置放的不对，也就是上下夹头连接板的轴线不重合，可能一个偏左、一个偏右。实 质上就是连接板放进夹头的位置不一样，因而造成上、下夹持套不在一条轴线上，即不能保 证拉伸试验的垂直度。上述机构在夹住试样进行拉伸试验过程中经常会出现打滑的现象，以致影响到实验的正常进行，这是因为在进行实验的过程中，上、下连接板会在试验机的夹头中滑动。造 成这种现象的原因是，在拉断试样后，连接板的位置会因试件的断裂而上下移动。在接下来 的试验中又没注意到这一点，在没有将已错位的连接板和试验机夹头重新调整好的情况下 就装夹试件进行试验，这样就会导致试验机夹头和连接板之间打滑。在试样拉断后要取下断后的试件时，经常又会出现这样的情况在松开并取下固 定在两半圆形夹持套上的圆形环时，两半圆夹持套连同断后的试样会随之掉下来，砸伤人 或砸坏试验机的底座表面。综上，上述夹持方式和夹持机构环节多，每个环节均存在有必然误差，使得整体的 测量误差增大；在连接处无限位，不仅会造成拉伸试验中出现打滑现象；在装卸过程中容 易发生夹持套零件或试件脱落，不仅影响试验进度，还可能砸伤人或损坏设备，存在不安全 因素。
发明内容本实用新型的目的是克服上述技术和设备存在的不足，对已有技术中的试样夹持 装置进行改进，提供一种整体结构稳固，轻巧简单，有限位、从结构上保证同心和定位，装夹 方便简捷、一次安装到位，夹持牢固可靠，实验精度高，实验效率高的试验机上使用的拉伸 试件夹持装置。本实用新型是在对已有各种拉伸试件夹持装置的使用中倍感不方便而萌发改进 的想法，其构思是增加连接的限位，增加夹持螺塞与夹头体的螺纹连接及锁紧装置等。下面对实用新型进行详细说明本实验新型是一种拉伸试件夹持装置，由上下两组件构成，上下两组件的构成与 安装顺序完全相同，上下对称而置，上下两组件均通过夹持螺塞与试验机夹头连接固定，拉 伸试件的两个端头分别安装于上下两组件中，其特征在于上组件或下组件的构成及连接 安装是，在倒置桶状的夹头体大端部侧壁上开有缺口，夹头体内外均设有适应性的台阶，在 缺口处沿适应性的台阶依次装入推进式内半卡环、试件和推进式外半卡环，只要两个半卡 环位置正确，就能将试件方便地安装到位，不会产生打滑现象。在夹头体的外侧正对缺口的 背面设有定位螺钉，缺口圆周上安装带有开口的卡环止脱环，止脱环上设有滑动槽，定位螺 钉处于滑动槽中，利用止脱环上设有滑动槽与定位螺钉实现了定位锁定，确保位置稳固。卡 环止脱环，用于挡脱，保证在拉伸试验过程中推进式内半卡环、试件和推进式外半卡环，位 置稳固，不致脱落。在夹头体小端部设有中心内螺纹孔，通过该内中心螺纹孔与带有外螺纹 的夹持螺塞连接安装，在夹持螺塞与夹头体的连接部上方的外螺纹上设有两个圆螺母。其 中上边的一个圆螺母是用于锁紧夹持螺塞的，使夹持螺塞在试验机上的位置固定，不上下 移动，也不打滑，起到限位的作用，下边的一个圆螺母是锁紧夹头体的，使夹头体与夹持螺 塞保持位置固定，进一步增强限位保障。本实用新型是一种试验机拉伸试件夹持装置，是对材料试验机上原有的试件夹持 套进行改进，解决了整体的测量误差大；在连接处无限位，垂直度不能严格保证以及在装卸 过程易发生夹持套零件或试件脱落的技术问题和设计问题。结构合理，设计精确，装夹试件 方便简捷、夹持牢固可靠、实验精度高。本实用新型的实现还在于推进式内半卡环和推进式外半卡环的内侧均为台阶状半圆，两个推进式半卡环合拢后近似上大下小的圆台状，内侧的台阶圆空腔，其形状与试件 的夹持段相适应，推进式内半卡环和推进式外半卡环外侧也为上大下小的似圆台状，小圆 外侧边均为圆形，推进式内半卡环的大圆外侧为同心半圆形，推进式外半卡环的大圆呈矩 形，其两侧边为平行直边，端侧为弧形，该弧形与其所在夹头体位置的外圆周同圆。即当推 进式内半卡环、试件和推进式外半卡环依次装入夹头体缺口后，推进式外半卡环的大圆端 侧的弧形与夹头体的周边重合。这样使得试件夹持方便，一次到位，经带有开口的卡环止脱 环遮挡后，位置稳固。因此本实用新型结构紧凑而简单，保证定位，夹持牢固可靠。本实用新型的实现还在于夹头体内腔中心与置入夹头体内腔的推进式内半卡环 和推进式外半卡环形成的台阶圆均是同一圆心。本实用新型正是通过精确设计，从结构上 保证同心夹持。由于本实用新型设计了带有缺口、滑槽可安装夹持试件的夹头体，设计了一对内 外为圆台状的半圆形的推进式半卡环，精确卡紧试件；设计了一个带有开口的卡环止脱环， 利用止脱环上设有滑动槽与定位螺钉实现了定位锁定，确保位置稳固，止脱环在装好后封 闭缺口，在结构上保证同心稳固；在连接处设定了两个圆螺母用于上下连接处的限位与锁 紧。实现了装夹试件方便简捷，安装同心，夹持牢固可靠，实验精度高。解决了在拉伸试验 中一人无法独立完成装夹的问题，解决了在试验中容易打滑的问题，解决了在夹持拉伸试 件过程中不同心的问题，解决了在装入，取下试样时容易砸伤人及试验机的问题。解决了夹 持试样过程中过于复杂繁琐的问题。
图1是本实用新型拉伸试件夹持装置一个组件的结构示意图；图2是本实用新型推进式外半卡环尚未装入状态的结构示意图；图3是本实用新型一个组件的各部件拆分状态示意图；图4是本实用新型两个组件及一个试样尚未装入的状态示意图；图5是本实用新型试件装入后，推进式外半卡环待装入的示意图；图6是本实用新型的卡环止脱环旋转和锁紧状态示意图图7是本实用新型试件装入就绪的整体示意图；图8是本实用新型的夹头体的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细说明。实施例1 本实用新型是一种拉伸试件夹持装置，是对材料试验机上原有的试件 夹持套进行的改进。参见图7，拉伸试件夹持装置由上下两组件构成，上下两组件的构成与 安装顺序完全相同，上下对称而置，上下两组件均通过夹持螺塞1与试验机夹头连接固定， 夹持螺塞1与现有技术中的连接板结构不同，都具有与试验机夹头连接固定的作用。拉伸 试件7的两个端头分别安装于上下两组件中。参见图3，上组件或下组件的构成及连接安 装是，在倒置桶状的夹头体5大端部侧壁上开有缺口，夹头体5内外均设有适应性的台阶， 见图8，在缺口处沿适应性的台阶依次装入推进式内半卡环6、试件7和推进式外半卡环8， 只要位置正确，试件就自动卡紧，方便快捷，完全可以一人完成操作。在夹头体5的外侧正
5对缺口的背面设有定位螺钉9，缺口圆周上安装带有开口的卡环止脱环4，止脱环4上设有 滑动槽，定位螺钉9处于滑动槽中，参见图6，拉动止脱环4上的小手柄使之沿夹头体5转 动，直至卡在定位螺钉9处，一方面自动定位锁定，确保位置稳固，同时遮挡缺口处，使装入 其中的推进式内半卡环6、试件7和推进式外半卡环8位置固定。试件7的两端分别装入 拉伸试件夹持装置的上下组件中，参见图5，不需再调整试验机，在拉伸试验中也不致打滑。 本实用新型的夹持螺塞1还能与夹头体5固定连接，在夹头体5小端部设有中心内螺纹孔， 通过该中心内螺纹孔与带有外螺纹的夹持螺塞1连接安装，保证同心，且不打滑，在夹持螺 塞1与夹头体5的连接部上方的外螺纹上设有两个圆螺母，其中上边的一个圆螺母2是用 于锁紧夹持螺塞1的，使夹持螺塞1在试验机夹头上的位置固定，不致上下移动，起到限位 的作用；下边的一个圆螺母3是锁紧夹头体5，使夹头体5与夹持螺塞1保持位置固定，进 一步增强了限位保障。实施例2 整体构成同实施例1，拉伸试件夹持装置的推进式内半卡环6和推进式 外半卡环8的内侧为台阶状半圆，两个推进式半卡环合拢后近似上大下小的圆台状，内侧 的台阶圆空腔，其形状与试件7的夹持段相适应，推进式内半卡环6的和推进式外半卡环8 外侧也为上大下小的似圆台状，小圆外侧边均为圆形，推进式内半卡环6的大圆外侧为同 心半圆形，推进式外半卡环8的大圆呈矩形，即近似于矩形，其两侧边为平行直边，端侧为 弧形，见图2，该弧形与其所在夹头体5位置的外圆周同圆。即当推进式内半卡环6、试件7 和推进式外半卡环8依次装入夹头体5缺口后，推进式外半卡环8的大圆端侧的弧形与夹 头体5的周边重合。实施例3 整体构成同实施例1，拉伸试件夹持装置的夹头体5内腔圆心与置入其 内的推进式内半卡环6和推进式外半卡环8形成的台阶圆均为同心圆。本实用新型从结构 上保证了同心性，解决了在夹持拉伸试件过程中不同心的问题，提高了测定精度。实施例4 整体构成同实施例1，作为一种拉伸试件夹持装置，夹持螺塞1用来和试 验机的夹头连接，夹持螺塞1中间为矩形，上端设有台阶，中间的矩形有一定的厚度，是和 试验机夹头中带倒刺的板状夹持板连接。下端设有外螺纹，并具有一定的长度，用来连接夹 头体5。在夹持螺塞1的螺纹部位设有两个可转动的圆螺母，上面的圆螺母2用来锁定夹持 螺塞1和试验机夹头的位置。下面的圆螺母3用来锁定夹头体5，使夹头体5和夹持螺塞1 位置固定，不致松动。实施例5 整体构成同实施例1，夹头体5上端与夹持螺塞1连接，夹头体5下端的 缺口内为半圆，外口呈矩形，内腔有一定深度的半圆形槽和矩形槽，用来放置推进式内半卡 环6和推进式外半卡环8，外半卡环8装入后与周边重合。实施例6 整体构成同实施例1，推进式半卡环内均为台阶状的半圆形。大圆略大 于试样的头部尺寸，小圆略大于试样的直径尺寸，以确保试样的头部和直径能顺利装入。推 进式半卡环外侧也均为台阶状，推进式内半卡环6外侧大外圆的直径尺寸和夹头体5圆槽 内圆的直径尺寸一致。两个推进式半卡环的外侧小圆以夹头体5所铣内圆尺寸一致。推进 式外半卡环8其外侧小圆为半圆，外侧大圆呈矩形，端部为圆弧状。矩形的宽度以夹头体5 所铣大内圆形槽的直径为依据，矩形的长度以夹头体5外圆的尺寸为依据，其端部为圆弧。 推进式内半卡环6和推进式外半卡环8都具有一定的厚度和足够的强度，以保证稳固连接。实施例7 整体构成同实施例1，带有开口的卡环止脱环4具有一定宽度和一定厚
6度，并设有滑动槽，通过卡在滑动槽中的定位螺钉9限位，止脱环4可在圆柱形夹头体5圆 周上沿其周线移动，以封闭夹头体5的缺口和打开夹头体5的缺口，保证试样在装夹、拉伸 过程中顺利装入、取出，试样在试验过程中不致脱落，确保试验正常进行。实施例8 本实用新型的安装操作是(一 )调整试验机、安装夹持螺塞1及夹头体5。先启动拉伸试验机，将试验机上下夹头调到适当位置，并将测力度盘指针调整到 零位，然后根据试验机夹头的中心位置调整好两夹持螺塞1侧面的定位螺钉，以确保两夹 持螺塞1夹入试验机夹头后两夹持螺塞1的中心在一条轴线上，接着依次安装上下夹持螺 塞1，并转动夹持螺塞1上的圆螺母2将上、下夹持螺塞1和试验机的上下夹头紧固为一体， 再通过夹持螺塞1的螺纹与夹头体5连接，用圆螺母3锁紧，使夹头体5和夹持螺塞1成为 一体。( 二)安装试样先将夹头体5上的止脱环4打开，露出缺口，参见图4，放入推进式内半卡环6，接 着将试件7放入，再将推进式外半卡环8推入，见图5，并拉动止脱环4上的手柄，见图6，使 止脱环4沿夹头体5圆柱形外圆旋转，直至定位螺钉9处于止脱环4滑动槽中的限位位置， 止脱环4同时封闭缺口，挡住推进式外半卡环8，使试样7的一端装好，或者说拉伸试件夹持 装置的上组件安装完毕，下组件的安装同上。(三)转动试验机下夹头手柄，使下夹头位置移动或开机使试验机上夹头上升，消 除间隙，将试样7真正夹紧。(四)进行实验，测取数据至试样断裂，试验结束。(五)打开上、下止脱环4，取出上、下夹头体5中的推进式外半卡环8，取下试样7 拉断后的两段。(六)继续实验，以后再做实验就方便快捷多了。只需将试验机调试好，打开上下 夹头体5上的止脱环4，并取出推进式外半卡环8，放入试样7，再将推进式外半卡环8放入， 见图1。接着拉动止脱环4上的手柄至定位螺钉9处于止脱环4滑动槽顶端，此时止脱环4 挡住缺口，再调整试验机，消除间隙，就可以顺利的进行实验。实施例9 本实用新型的加工。夹持螺塞1 下料、调质、一端打中心孔、车外圆、车丝、切断、铣床铣筋、立铣清角、 钳工打孔、攻丝。推进式内半卡环6和推进式外半卡环8 下料、调质、车大圆、小圆、钻小孔、大孔， 并倒内角、铣外形、淬头、切割。卡环止脱环4 车外圆、内孔、切断、铣腰形槽、铣缺口、打孔、攻丝。夹头体5:下料、粗车、调质、精车外形到尺寸，钻孔、车丝、调头车内孔，铣槽、铣梯 形槽、打孔、攻丝。
权利要求一种拉伸试件夹持装置，由上下两组件构成，上下两组件的构成与安装顺序完全相同，上下对称而置，上下两组件均通过夹持螺塞与试验机夹头连接固定，拉伸试件的两个端头分别安装于上下两组件中，其特征在于上组件或下组件的构成及连接安装是，在倒置桶状的夹头体(5)大端部侧壁上开有缺口，夹头体(5)内外均设有适应性的台阶，在缺口处沿适应性的台阶依次装入推进式内半卡环(6)、试件(7)和推进式外半卡环(8)，在夹头体(5)的外侧正对缺口的背面设有定位螺钉(9)，缺口圆周上安装带有开口的卡环止脱环(4)，止脱环(4)上设有滑动槽，定位螺钉(9)处于滑动槽中，在夹头体(5)小端部设有中心内螺纹孔，通过该中心内螺纹孔与带有外螺纹的夹持螺塞(1)连接安装，在夹持螺塞(1)与夹头体(5)的连接部上方的外螺纹上设有两个圆螺母。
2.根据权利要求1所述的拉伸试件夹持装置，其特征在于所述推进式内半卡环(6) 和推进式外半卡环(8)的内侧均为台阶状半圆，两个推进式半卡环合拢后近似上大下小的 圆台状，内侧的台阶圆空腔，其形状与试件(7)的夹持段相适应，推进式内半卡环(6)和推 进式外半卡环(8)外侧也为上大下小的似圆台状，小圆外侧边均为圆形，推进式内半卡环(6)的大圆外侧为同心半圆形，推进式外半卡环(8)的大圆呈矩形，其两侧边为平行直边， 端侧为弧形，该弧形与其所在夹头体(5)位置的外圆周同圆。
3.根据权利要求1所述的拉伸试件夹持装置，其特征在于夹头体(5)内腔中心与置 入其内的推进式内半卡环(6)和推进式外半卡环(8)形成的台阶圆均为同心圆。
专利摘要本实用新型是拉伸试验机上所用的拉伸试件夹持装置，设计了一对内外为圆台状的半圆形的推进式半卡环，精确卡紧试件，一个带有开口的卡环止脱环，封闭缺口，利用止脱环上设有滑动槽与定位螺钉实现了定位锁定，确保位置稳固。从结构上保证同心精确，连接处设定两个圆螺母用于上下连接处的限位与锁紧。实现了装夹试件方便简捷，安装同心，夹持牢固可靠，实验精度高。解决了在装入，取下试样时容易砸伤人及试验机的问题，以及在试验中易打滑的问题，使装夹试样一人可独立完成。简化了复杂繁琐夹持过程。可广泛用于金属材料、非金属材料、机械、建筑材料等的材料生产厂家、新材料研究的试验，鉴定、技术鉴定部门及大专院校的材料力学实验等场合。
文档编号G01N3/04GK201740696SQ20102023357
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者李志军, 许吉信 申请人:西安工业大学