专利名称：幅面平直试件夹头的制作方法
技术领域：
本发明涉及材料试验机，特别是涉及试件幅面要求在平直状态下进行拉伸试验所选用的专用夹头。
目前，公知的试件幅面要求在平直状态下进行拉伸试验所选用的夹头一般是虎钳式夹头。这种夹头的夹持原理是靠转动顶丝推动卡口来实现夹持与松卸的，由于该夹头不具备自锁原理，常常因夹持力不足而出现打滑现象，更不能满足高强力试件的试验要求，同时，夹持时费时，费力。
本发明的目的是提供具有自锁原理的幅面平直试件专用夹头，以规范试验要求，并消除打滑现象。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的在试件能通过夹体与卡口互相穿越(夹体与卡口相互连通)的夹头内，设计了活动卡口，该活动卡口能上下移动。
在进行拉伸试验时，为保证试件幅面的平直性和夹持过程中防止试件单边受力或受力不均现象，卡口一个为基准卡口，一个为辅助卡口。辅助卡口可以扭动调整，以保证对试件夹持力的均匀性；上、下夹头的基准卡口的工作面都在同一个平面内，则又保证在拉伸过程中试件幅面的平直性。由于活动卡口具有自锁原理，卡口容易沿自锁方向位移，夹持得较紧，不容易出现打滑现象。
根据实践经验，当两个卡口都能上下活动时(双活动卡口)，则卡口为楔形卡口，其楔形夹角为2°～14°；当只有一个卡口能上下活动时(单活动卡口)，卡口的工作面为波形，其波峰与波谷的差值不大于3mm，将是本发明的最佳技术方案。
本发明的优点由于采用上述技术方案，本发明规范了试验要求，不仅能保证试件幅面的平直性，又能保证对试件夹持力的均匀性，同时有效地解决了打滑问题。
本发明的具体构造由附图及其实施例给出。
图1是根据本发明给出的第一个实施例——钳式夹体组成的双活动卡口幅面平直试件夹头的主视图。
图2是图1的俯视图。
图3是图2的C-C剖面图。
图4是图1中零件[2]、[12]的主视图。
图5是图4的左视图。
图6是图4的俯视图。
图7是图1中零件[9]的主视图。
图8是图7的左视图。
图9是图7的俯视图。
图10是本发明给出的第二个实施例——窗式夹体组成的幅面平直试件夹头的主视图。
图11是图10的俯视图(示意)。
图12是图11的A-A剖面图。
图13是图12的B-B剖视图(示意)。
图14是图13中零件[22]的主视图。
图15是图14的左视图。
图16是图14的E-E剖视图。
图17是图13中零件[23]的主视图。
图18是图17的左视图。
图19是图17的俯视图。
图20是图13中零件[28]的主视图。
图21是图20的左视图。
图22是图21的D-D剖视图。
图23是图13中零件[29]的主视图。
图24是图23的左视图。
图25是图23的俯视图。
图26是本发明给出的第三个实施例——钳式夹体组成的单活动卡口幅面平直试件夹头的示意图。
图27是图26中零件[36]的主视图。
图28是图27的左视图。
图29是图26中零件[35]的主视图。
图30是图29的左视图。
图中1.钳式夹体(简称夹体) 2基准卡口(简称卡口)3.垫圈4.压缩弹簧5.辅助夹体(简称夹体) 6.螺母7.顶丝8.手把9.调整夹块(简称夹块) 10.联接螺杆11.挂簧板 12.辅助卡口(简称卡口)13.挂簧螺钉 14拉簧15.中心丝(对称线) 16.导向定位长孔17.导向定位园孔 18.窗式夹体(简称夹体)19.夹持杠杆 20.杠杆轴21.导向螺杆 23.基准卡口(简称卡口)24.盖板 25.丝孔26.窗口(缺口) 27.试件导向器
28.楔形调整夹块(简称夹块) 29.辅助卡口(简称卡口)30.挂钩 31.杠杆拉簧32.夹块导向孔 33.卡口导向孔34.钳式联体夹体(简称夹体) 35.非楔形调整夹块(简称夹块)36.波形卡口(简称卡口)实现本发明的最好方式在试件能通过夹体与卡口互相穿越的夹头内，设计了活动卡口，该活动卡口能上下移动；双活动卡口为楔形卡口，其楔形夹角α＝2°～14°；单活动卡口[36]为非楔形卡口，卡口[36]的工作面为波形，其波峰与波谷的差值(H-h≯3mm)不大于3mm。
为了使用方便起见，本发明在其实施例中采用了以下技术措施当选用钳式夹体组成的双活动卡口幅面平直试件夹头时——夹体[1]与卡口[2]、[12]相互连通，卡口[2]、[12]同为楔形，并且卡口能沿着楔形夹角上下移动；——卡口[2]在压缩弹簧[4]的作用下贴合在夹体[1]上，卡口[2]两旁开有导向定位长孔[16]，两个联接螺杆[10]分别从导向定位长孔[16]中装入后，卡口[2]只能在导向定位长孔[16]的长度S范围内沿α角上下移动，卡口[2]两端分别按有挂簧螺钉[13]，挂簧螺钉[13]上按有拉簧[14]，卡口[2]在拉簧[14]的作用下被拉至足够高度；——卡口[12]在压缩弹簧[4]的作用下贴合在调整夹块[9]上，并且能随调整夹块[9]同步扭动和前后移动，卡口[12]两旁开有导向定位长孔[16]，两个联接螺杆[10]分别从导向定位长孔[16]中装入后，卡口[12]能在导向定位长孔[16]的长度S范围内沿α角上下移动，卡口[12]两端分别按有挂簧螺钉[13]，挂簧螺钉[13]上按有拉簧[14]，卡口[12]在拉簧[14]的作用下被位至足够高度；——顶丝[7]的前端为锥形或园弧形，并顶在调整夹块[9]的对称线[15]上，以便于调整夹块[9]能在一定角度内扭动，调整夹块[9]两旁有导向定位园孔[17]，两个联接螺杆[10]分别从导向定位园孔[17]中装入后，使调整夹块[9]只能沿着顶丝[7]的进、退方向位移；——在卡口[2]、[12]的中间，位于两个联接螺杆[10]的轴上分别装有压缩弹簧[4]，在压缩弹簧[4]的作用下，松开顶丝[7]，卡口[12]即可张开，顶丝[7]顶紧，则调整夹块[9]便推动卡口[12]向卡口[2]方向合拢，压缩弹簧[4]收缩。
当选用窗式夹体组成幅面平直试件夹头时——夹体[18]与卡口[23]、[29]相互连通，卡口[23]、[29]同为楔形，并且卡口能沿着楔形夹角上下移动；——夹体[18]内装有同为楔形的夹块[22]、[28]，在夹块[22]与[28]中间安装一对楔形卡口[23]、[29]，并且夹块[22]与[28]的楔形夹角β大于卡口[23]、[29]的楔形夹角α；——卡口[23]、[29]的外侧面与夹块[22]、[28]的内侧面凸凹相嵌，并且前者凸部尺寸i小于后者凹部尺寸L，卡口[23]、[29]能在凹部尺寸L范围内沿α角上下移动；——夹块[22]与卡口[23]为平面接触，夹块[22]下部，卡口[23]上部各有2个对称的通孔，并从通孔穿过2个导向螺杆[21]，导向螺杆[21]的一端因有螺纹，可联结在盖板[24]的丝孔[25]上，此时，夹块[22]下部的两个园孔[32]与卡口[23]上部的两个园孔[33]、盖板上的丝孔[25]及导向螺杆[21]。它们的轴线均与楔形的斜面方向一致，以保证卡口[23]能沿楔形的斜面上下移动；——夹块[28]与卡口[29]为非平面接触，即一个为平面，一个为弧面，以便于卡口[29]能在一定角度内灵活扭动(本图中卡口为平面，夹块为弧面)；夹块[28]下部、卡口[29]上部各有一个园孔，并从园孔穿过一个导向螺杆[21]，导向螺杆[21]的一端因有螺纹，可联结在试件导向器[27]的丝孔[25]上，此时，夹块[28]下部的园孔[32]、卡口[29]上部的园孔[33]、试件导向器[27]上的丝孔[25]及导向螺杆[21]，它们的轴线均与楔形的斜面方向一致，以保证卡口[29]能沿楔形的斜面上下移动；——卡口[23]、[29]两端分别按有挂簧螺钉[13]，挂簧螺钉[13]上按有拉簧[14]，卡口[23]、[29]在拉簧[14]的作用下被拉至足够高度。
当选用钳式夹体组成的单活动卡口幅面平直试件夹头时——夹体[34]为钳式联体夹体，夹体[34]与卡口[36]相互连通，卡口[36]为非楔形卡口，并且能上下移动；——卡口[36]的工作面为波形，其波峰与波谷的差值(H-h≯3mm)不大于3mm；——卡口[36]在压缩弹簧[4]的作用下贴合在非楔形调整夹块[35]上，并且能随非楔形调整夹块[35]同步扭动和前后移动，卡口[36]两旁开有导向定位长孔[16]，两个联接螺杆[10]分别从导向定位长孔[16]中装入后，卡口[36]能在导向定位长孔[16]的长度S范围内上下移动，卡口[36]两端分别按有挂簧螺钉[13]，挂簧螺钉[13]上按有拉簧[14]，卡口[36]在拉簧[14]的作用下被拉至足够高度；——顶丝[7]的前端为锥形或园弧形，并顶在非楔形调整夹块[35]的对称线[15]上，以便于非楔形调整夹块[35]能在一定角度内扭动，非楔形调整夹块[35]两旁有导向定位园孔[17]，两个联接螺杆[10]分别从导向定位园孔[17]中装入后，使非楔形调整夹块[35]只能沿着顶丝[7]的进、退方向位移；——在夹体[34]与卡口[36]中间，位于两个联接螺杆[10]的轴上分别装有压缩弹簧[4]，在压缩弹簧[4]的作用下，松开顶丝[7]，卡口[36]即可张开，顶丝[7]顶紧，则非楔形调整夹块[35]便推动卡口[36]向夹体[34]方向合拢，压缩弹簧[4]收缩。
下面就以上叁个实施例来分别说明本发明的工作过程第一个实施例——钳式夹体组成的双活动卡口幅面平直试件夹头的工作过程转动手把[8]，松开顶丝[7]，卡口[12]在压缩弹簧[4]的作用下推开调整夹块[9]并张开到位，用同样的方法打开另一夹头的卡口，此时，卡口[2]、[12]在夹体中已被拉簧[14]拉至足够高度，因此，卡口也处于张开状态。试验时，先将试件一端在上夹头的卡口中夹正，另一端从下夹头的卡口中穿入，经过卡口从夹体[1]的缺口[26]处穿出，并用规定重量的宽嘴夹子夹住另一端头，在夹子重力的作用下，将试件幅面拉平直，然后转动手把将顶丝顶紧。此时调整夹块[9]推动卡口[12]将试件夹紧，压缩弹簧[4]收缩。在拉伸的过程中，由于在先试件已被夹紧，所以试件与卡口已有了一定的摩擦力，也就是说卡口[2]、[12]在拉伸的过程中已处于不断沿楔形夹角α两边位移的趋势，在试件拉力不断加大的情况下，卡口的夹紧力不断得到补充，逐步将试件锁死直至拉断。
当试验结束折卸被拉断试件残体时，转动手把将顶丝[7]松开，卡口[12]在压缩弹簧[4]的作用下推开调整夹块[9]并张开到位，同时，卡口[2]、[12]在拉簧[14]的作用下沿楔形夹角α两边上移并且自动复位。
第二个实施例——窗式夹体组成的幅面平直试件夹头的工作过程向上搬动夹持扛杆[19]，夹持杠杆中的传递机构(图中未标出)把夹块[22]、[28]向上拉起，使之沿楔形夹角β两边张开。此时，卡口[23]、[29]在夹块中间已被拉簧[14]拉至足够高度，因此，卡口也处于张开状态，将挂钩[30]钩在夹体[18]窗口[26]边上，防止卡口合拢，并用同样的方法打开下夹头的卡口。试验时，先将试件一端在上夹头的卡口中夹正，另一端从下夹头的卡口中穿入，经过试件导向器[27]从夹体[18]的窗口[26]中穿出，再用规定重量的宽嘴夹子夹住另一端头，在夹子重力的作用下，将试件幅面拉平直，然后松开挂钩[30]，夹持杠杆[19]在拉簧[31]的作用下，带动传递机构把夹块[22]、[28]拉向沿着楔形夹角β两边合拢，带动卡口将试件夹住。在拉伸的过程中，由于拉簧[31]的作用，使试件在先已被夹紧，所以试件与卡口已有了一定的摩擦力，也就是说卡口在拉伸的过程中已处于不断沿楔形夹角α两边位移的趋势，在拉力不断加大的情况下，卡口的夹紧力不断得到补充，直到将试件彻底夹紧。如卡口沿楔形夹角α位移到达限定位置后，而试件仍未拉断，那么卡口[23]、[29]就会带动夹块[22]、[28]沿楔形夹角β两边继续夹紧，与卡口的夹紧过程相同(此时可将夹块与卡口看作一个整体)，试件将被进一步夹紧直至拉断为止。
当试验结束折卸被拉断试件残体时，向上搬动夹持扛杆[19]，夹持杠杆的传递机构把夹块[22]、[28]拉向沿楔形夹角β两边张开，此时，卡口[23]、[29]在导向螺杆[21]和拉簧[14]的共同作用下，即可沿楔形夹角α两边上移并自动复位。
第三个实施例——钳式夹体组成的单活动卡口幅面平直试件夹头的工作过程(见图1、图2、图26-图30)转动手把[8]，松开顶丝[7]，卡口[36]在压缩弹簧[4]的作用下推开非楔形调整夹块[35]并张开到位，用同样的方法打开另一夹头的卡口。此时，卡口[36]在夹体中已被拉簧[4]拉至足够高度，因此，卡口也处于张开状态。试验时，先将试件一端在上夹头的卡口中夹正，另一端从下夹头的卡口中穿入，经过卡口在夹体的缺口[26]处穿出，并用规定重量的宽嘴夹子夹住另一端头，在夹子重力的作用下，将试件幅面拉平直，然后转动手把将顶丝顶紧。此时，调整夹块[35]推动卡口[36]将试件夹紧，压缩弹簧[4]收缩。在拉伸的过程中，由于在先试件已被夹紧，所以试件与卡口已有了一定的摩擦力，也就是说卡口[36]在拉伸的过程中已处于不断位移的趋势。由于卡口的工作面和夹体的结合面为具有自锁原理的波形组合而成，所以，活动卡口的位移使夹紧力不断能得到补充直至试件拉断。
当试验经束折卸被拉断试件残体时，转动手把将顶丝[7]松开，卡口[36]在压缩弹簧[4]的作用下推开调整夹头[35]并张开到位，同时，卡口[36]在拉簧[14]的作用下自动复位。
权利要求
1.幅面平直试件平头，其中包括夹体和夹口，其特征是——在试件能通过夹体与卡口互相穿越的夹头内，设计了活动卡口，该活动卡口能上下移动；
2.如权利要求1所述的幅面平直试件夹头，其特征是——夹体[1]为钳式夹体，卡口[2]在压缩弹簧[4]的作用下贴合在夹体[1]上，卡口[2]两旁开有导向定位长孔[16]，两个联接螺杆[10]分别从导向定位长孔[16]中装入后，卡口[2]只能在导向定位长孔[16]的长度S范围内沿α角上下移动，卡口[2]两端分别按有挂簧螺钉[13]，挂簧螺钉[13]上按有拉簧[14]，卡口[2]在拉簧[14]的作用下被拉至足够高度；——卡口[12]在压缩弹簧[4]的作用下贴合在调整夹块[9]上，并且能随调整夹块[9]同步扭动和前后移动，卡口[12]两旁开有导向定位长孔[16]，两个联接螺杆[10]分别从导向定位长孔[16]中装入后，卡口[12]能在导向定位长孔[16]的长度S范围内沿α角上下移动，卡口[12]两端分别按有挂簧螺钉[13]，挂簧螺钉[13]上按有拉簧[14]，卡口[12]在拉簧[14]的作用下被拉至足够高度；——顶丝[7]的前端为锥形或园弧形，并顶在调整夹块[9]的对称线[15]上，以便于调整夹块[9]能在一定角度内扭动，调整夹块[9]两旁有导向定位园孔[17]，两个联接螺杆[10]分别从导向定位园孔[17]中装入后，使调整夹块[9]只能沿着顶丝[7]的进，退方向位移。
3.如权利要求1所述的幅面平直试件夹头，其特征是——夹体[18]为窗式夹体，夹体[18]内装有同为楔形的夹块[22]、[28]，在夹块[22]与[28]中间安装一对楔形卡口[23]、[29]，并且夹块[22]与[28]的楔形夹角β大于卡口的楔形夹角α；——卡口[23]、[29]的外侧面与夹块[22]、[28]的内侧面凸凹相嵌，并且前者凸部尺寸i小于后者凹部尺寸L，卡口[23]、[29]能在凹部尺寸L范围内沿α角上下移动；——夹块[22]与卡口[23]为平面接触，夹块[22]下部，卡口[23]上部各有2个对称的通孔，并从通孔穿过2个导向螺杆[21]，导向螺杆[21]的一端有螺纹，可联结在盖板[24]的丝孔[25]上，此时，夹块[22]下部的两个园孔[32]与卡口[23]上部的两个园孔[33]、盖板上的丝孔[25]及导向杆[21]它们的轴线均与楔形的斜面方向一致，以保证卡口[23]能沿楔形的斜面上下移动；——夹块[28]与卡口[29]为非平面接触，即一个为平面，一个为弧面，以便于卡口[29]能在一定角度内灵活扭动，夹块[28]下部，卡口[29]上部各有一个园孔，并从园孔穿过一个导向螺杆[21]，导向螺杆[21]的一端因有螺纹，可联结在试件导向器[27]的丝孔[25]上，此时，夹块[28]下部的园孔[32]卡口[29]上部的园孔[33]、试件导向器[27]上的丝孔[25]及导向螺杆[21]，它们的轴线均与楔形的斜面方向一致，以保证卡口[29]能沿楔形的斜面上下移动；——卡口[23]、[29]两端分别按有挂簧螺钉[13]，挂簧螺钉[13]上按有拉簧[14]，卡口[23]、[29]在拉簧[14]的作用下被拉至足够高度。
4.如权利要求1-3之一所述的幅面平直试件夹头，其特征是卡口的楔形夹角α为2°～14°。
5.如权力要求1所述的幅面平直试件夹头，其特征是——夹体[34]为钳式联体夹体，卡口[36]在压缩弹簧[4]的作用下，贴合在非楔形调整夹块[35]上，并且能随非楔形调整夹块[35]同步扭动和前后移动，卡口[36]两旁开有导向定位长孔[16]，两个联接螺杆[10]分别从导向定位长孔[16]中装入后，卡口[36]能在导向定位长孔[16]的长度S范围内上下移动，卡口[36]两端分别按有挂簧螺钉[13]，挂簧螺钉[13]上按有拉簧[14]，卡口[36]在拉簧[14]的作用下被拉至足够高度；——顶丝[7]的前端为锥形或园弧形，并顶在非楔形调整夹块[35]的对称线[15]上，以便于非楔形调整夹块[35]能在一定角度内扭动，非楔形调整夹块[35]两旁有导向定位园孔[17]，两个联接螺杆[10]分别从导向定位园孔[17]中装入后，使非楔形调整夹块[35]只能沿着顶丝[7]的进、退方向位移；——卡口[36]的工作面为波形，其波峰与波谷的差值不大于3mm。
全文摘要
幅面平直试件夹头,涉及试件幅面要求在平直状态下进行拉伸试验所用的夹头,其形状是在夹体与卡口相互连通的夹头内设计了活动卡口,其中有基准卡口,有辅助卡口。该辅助卡口会扭动,以保证夹持力的均匀性;上下夹头的基准卡口的工作面都在同一个平面内,则又保证了拉伸过程中试件幅面的平直性。由于活动卡口具有自锁原理,锁紧性能强,夹持得紧,不容易出现打滑现象。为试件幅面要求在平直状态下进行拉伸试验提供了专用试件夹头。
文档编号G01N3/04GK1261155SQ9910118
公开日2000年7月26日 申请日期1999年1月18日 优先权日1999年1月18日
发明者李长忍, 曹振峰, 李步青 申请人:李步青