一种轴用钢丝挡圈弹性试验装置的制作方法

本发明涉及标准紧固件力学性能测试领域，是一种轴用钢丝挡圈弹性试验装置。

背景技术：

标准紧固件是应用及其广泛的一类机械零件，它品种规格繁多，通常包括螺栓、螺柱、螺钉、螺母、垫圈、铆钉、销、挡圈、钢丝螺套等等。挡圈的作用是在轴上或孔中将零件进行轴向定位、锁紧或止动。挡圈按照其功能机理和结构特点，可分为两大类：一类是切制挡圈；另一类是弹性挡圈。切制挡圈有锥销锁紧挡圈、螺钉锁紧挡圈、螺钉(或螺栓)紧固轴端挡圈、轴肩挡圈等；弹性挡圈有孔用弹性挡圈、轴用弹性挡圈、孔用钢丝挡圈、轴用钢丝挡圈、开口挡圈等。按照中华人民共和国国家标准GB/T959.2-1986的规定，要对挡圈进行弹性试验，以确保其弹性满足要求。由于挡圈种类、规格繁多，各类挡圈的结构特征各异，其弹性试验的原理和装置也各不相同。

现有技术中，发明人钟运道在公开号为CN103528774A的发明创造中公开了《一种弹性挡圈试验机》。该发明主要是针对弹性挡圈中的孔用弹性挡圈、轴用弹性挡圈而设计的一种试验机，由于轴用钢丝挡圈的结构与孔用弹性挡圈、轴用弹性挡圈差异较大，因此，该发明无法满足轴用钢丝挡圈的弹性试验。

发明人刘卫华在公告号为CN205861314U的发明创造中公开了《一种开口挡圈弹性试验装置》。该发明主要是针对弹性挡圈中的开口挡圈而设计的一种弹性试验装置，由于开口挡圈的结构与轴用钢丝挡圈的结构不同，因此，也无法适用于轴用钢丝挡圈的弹性试验。

发明人刘卫华、靳京、沈枫在公告号为CN207423474U的发明创造中公开了《一种孔用钢丝挡圈弹性试验装置》。该发明主要用于孔用钢丝挡圈的弹性试验，由于孔用钢丝挡圈的试验原理与轴用钢丝挡圈的试验原理刚好相反，因此，也无法用于轴用钢丝挡圈的弹性试验。公开发表的论文和国外专利文献都未检索到与轴用钢丝挡圈弹性试验装置相关的内容。

目前，仅能查到的与轴用钢丝挡圈弹性试验相关的资料是中华人民共和国国家标准GB/T959.2-1986《挡圈技术条件钢丝挡圈》，该标准规定了轴用钢丝挡圈的弹性试验方法，即将轴用钢丝挡圈装在试验芯轴上，用套筒压出，连续进行三次弹性试验，测量其内径D及开口尺寸B。基于这种试验方法给出的装置具有以下几点不足：(1)试验芯轴无法固定，试验过程中很容易晃动，影响试验过程和结果；(2)每做一次弹性试验，都要将套筒和试验件拆下，重新套装到试验芯轴上方可进行第二次弹性试验，这种结构对于大批量轴用钢丝挡圈的弹性试验而言，效率很低。

综上，有必要在钢丝挡圈弹性试验原理的基础上设计一种简单、可靠、易操作、高效率的弹性试验装置。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的试验芯轴无法固定、测试效率低下的不足，本发明提出了一种轴用钢丝挡圈弹性试验装置。

本发明包含套筒、芯轴和底座；所述芯轴位于底座上表面中心，并将该芯轴的连接段插接在该底座中心的插接孔内。所述套筒套装在该芯轴的外表面，并使二者之间间隙配合。

所述芯轴自上至下依次是三个试验段、一个集件段和一个连接段；所述连接段位于该芯轴的下端，该连接段的外径与底座上的插接孔的内径相同，并使二者之间间隙配合。

所述芯轴自顶端至下依次为所述第一试验段、第二试验段和第三试验段。各所述试验段均由锥面的导引段和等径的工作段组成。在各所述试验段衔接处有等径的过渡段，其外径小于轴用钢丝挡圈的内径。

各所述工作段的外径为1.01do，所述do为使用该轴用钢丝挡圈的轴的轴径。各所述工作段的长度均大于等于10mm。所述集件段的外径与各过渡段的外径相等。

本发明的目的在于设计一种轴用钢丝挡圈弹性试验装置，其结构简单、可靠、易操作，能有效提高测试效率。

本发明中，套筒的内径与芯轴的工作段的外径相等。所述芯轴为三段式结构，所述芯轴自顶端向下依次为所述第一试验段、第二试验段和第三试验段，并且各试验段的结构相同。各所述试验段均由锥面的导引段和等径的工作段组成，各所述工作段的外径为1.01do，所述do为使用该轴用钢丝挡圈的轴的轴径，各规格的轴用钢丝挡圈相匹配的do见GB895.2-1986《轴用钢丝挡圈》。各所述工作段的长度大于等于10mm。在各所述试验段衔接处有等径的过渡段，其外径小于轴用钢丝挡圈的内径。所述芯轴第二试验段的工作段下端设计有集件段，主要用于当试验件数量较多时收集已完成弹性试验的轴用钢丝挡圈，以减少反复拆卸芯轴的次数。所述芯轴为圆形柱状，下端面中心有轴向凸出的连接段，该连接段的外径与底座上的插接孔的内径相同，并使二者之间间隙配合。

本发明提出的一种轴用钢丝挡圈弹性试验装置，主要是用来测试轴用钢丝挡圈的弹性性能，其原理为将轴用钢丝挡圈装在试验芯轴上，用套筒压出，连续进行三次弹性试验，测量其内径D及开口尺寸B。本发明中芯轴的三个试验段均包含导引段、工作段和过渡段，依次将轴用钢丝挡圈和套筒从第一试验段的导引段上端套入试验轴上，并使该套筒的下端面与该轴用钢丝挡圈的上端面贴合，向该套筒施加向下的压力，使该轴用钢丝挡圈依次通过该芯轴的第一试验段、第二试验段和第三试验段，最后，轴用钢丝挡圈进入集件段，实现套筒从上向下运动一次而完成轴用钢丝挡圈三次弹性试验，减少了反复拆装套筒和轴用钢丝挡圈的次数，提高了试验效率；所述芯轴的集件段，能够收集一定数量的试验件，可满足连续测试多件轴用钢丝挡圈而中途不用从底座上拆下芯轴，省去了反复拆装芯轴的时间，待所有试验件测试完成后，即可将芯轴拆下，从芯轴的下端沿轴向取出已完成弹性试验的钢丝挡圈，再逐件测量开口尺寸B和钢丝挡圈的内径D。芯轴下端的连接段与底座的中心孔通过间隙配合相连接，保证了试验过程中心轴的轴向和横向稳定。这种芯轴的结构设计，最大的优点在于能显著提高试验效率，经在实际生产中检验，本发明提出的一种轴用钢丝挡圈弹性试验装置比标准中给出的试验装置的试验效率高至少2倍，特别适用于大批量轴用钢丝挡圈的弹性试验。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为轴用钢丝挡圈结构示意图；

图3为芯轴的结构示意图；

图4为第一试验段的结构示意图；

图5为试验过程示意图，其中图5a是轴用钢丝挡圈经过第一试验段，图5b是轴用钢丝挡圈经过第二试验段，图5c是轴用钢丝挡圈经过第三试验段。

图中：1.套筒；2.芯轴；3底座；4.轴用钢丝挡圈；5.导引段；6.工作段；7.过渡段；8.集件段；9.第一试验段；10.第二试验段；11.第三试验段。

具体实施方式

本实施例是一种轴用钢丝挡圈弹性试验装置，包含套筒1、芯轴2和底座3。所述芯轴2包括三个试验段、一个集件段8和一个连接段，所述三个试验段分别是第一试验段9、第二试验段10和第三试验段11。

所述芯轴2位于底座3上表面中心，并将该芯轴2的连接段插接在该底座3中心的插接孔内。所述套筒1套装在该芯轴2的外表面，并使二者之间间隙配合。使用时，将待测试的轴用钢丝挡圈4和所述套筒1分别套装在该芯轴2的第一试验段上，并使该套筒的下端面与该轴用钢丝挡圈的上端面贴合，向该套筒施加向下的压力，使该轴用钢丝挡圈4依次通过该芯轴的第一试验段、第二试验段和第三试验段，进入芯轴下端的集件段8，完成对该轴用钢丝挡圈的弹性试验。待所有试验件完成测试后，将芯轴2拆下，从芯轴2的下端沿轴向取出已完成弹性试验的试验件，再逐件测量开后尺寸B和内径D。在试验过程中，套筒1、芯轴2和底座3同轴。

所述芯轴为圆形柱状，下端面中心有轴向凸出的连接段，该连接段的外径与底座3上的插接孔的内径相同，并使二者之间间隙配合。所述芯轴2自顶端至下依次为所述第一试验段9、第二试验段10和第三试验段11、集件段和连接段，并且各试验段的结构相同。各所述试验段均由锥面的导引段5和等径的工作段6组成。在各所述试验段衔接处有等径的过渡段7，其外径小于轴用钢丝挡圈的内径。各所述工作段6的外径为1.01do，所述do为使用该轴用钢丝挡圈的轴的轴径。各所述工作段6的长度大于等于10mm。所述集件段8的外径与各过渡段7的外径相等。

本实施例中，所述套筒1为两端开放式通孔套筒，套筒1的内径与芯轴的各工作段6的直径相等，长度为60mm，壁厚为5mm。

所述底座3用于连接、固定芯轴2，以保证试验过程中所述芯轴2的轴向和横向稳定。底座3为圆饼装结构，该底座3上表面中心的插接孔的直径与芯轴2连接段的直径相等，两者之间间隙配合连接。

本实施例具有结构简单、可靠、操作方便、测试效率高等特点。本实施例主要欲保护的是：芯轴2的三段式结构设计，能够实现套筒1从上向下运动一次而完成轴用钢丝挡圈4三次弹性试验，减少了反复拆装套筒1和轴用钢丝挡圈4的次数，提高了试验效率；所述芯轴2的集件段8，能够收集一定数量的试验件，可满足连续测试多件轴用钢丝挡圈而中途不用从底座3上拆下芯轴2，省去了反复拆装芯轴2的时间，待所有试验件测试完成后，即可将芯轴2拆下，从芯轴2的下端沿轴向取出已完成弹性试验的试验件，再逐件测量开后尺寸B和内径D。上述举措均有效提高了试验效率。