拉力试验夹具及拉力试验方法
【专利摘要】本发明揭示了拉力试验夹具和拉力试验方法。拉力试验夹具包括：夹具座、旋转保护套和测试配件。夹具座包括夹柄和容纳腔，夹柄位于容纳腔的顶部并垂直于容纳腔的顶壁，容纳腔为半开放结构，容纳腔的侧壁上具有开口，容纳腔的底壁上具有缺口，缺口朝向侧壁上的开口的方向。旋转保护套旋转安装在夹具座上，旋转保护套能旋转以封闭容纳腔侧壁上的开口。测试配件放置在容纳腔内，测试配件固定待测试的零件。本发明简化了试验流程，针对不同规格的待测试零件，可以预先将零件和测试配件装配好，在试验时夹具座不需要拆卸，只要更换测试配件和零件即可。试验过程中旋转保护套可以将零件封闭起来，避免出现意外伤害事故。
【专利说明】
拉力试验夹具及拉力试验方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及机械制造领域，更具体地说，涉及机械强度测试领域。
【背景技术】
[0002]螺栓、螺母广泛应用于机械制造领域。例如在汽车制造行业中，每辆车约有1000多个螺栓、螺母，螺栓和螺母承担着小到支架的固定，大到车轮的连接等多种重要作用。根据国际标准(IS0898-1/898-2)的规定，螺栓、螺母的保证载荷试验(即拉伸试验)为必做试验，另外根据部分厂商要求，螺栓、螺母的焊接强度主要检测方法为拉脱力试验(也属于拉伸试验)。由于这些都属于螺栓、螺母零件的必做试验，在零件数量巨大的情况下，拉伸试验的工作十分繁重。
[0003]由于螺栓、螺母的规格众多(螺纹公称直径、长度等规格众多)，所以目前用于拉伸试验的相应夹具也种类繁多，存在着种类繁杂、适用性差等问题。并且在试验过程中，需要根据螺栓、螺母的规格更换夹具，工作效率低。
[0004]此外，现有的夹具对于螺栓、螺母的固定均采用开放式结构。如果在试验过程中出现螺栓或螺母松脱的现象，在拉力作用下会导致零件飞出引发伤害事故，因此现有的夹具在安全性方面也存在隐患。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提出一种拉力试验夹具，包括:夹具座、旋转保护套和测试配件。夹具座包括夹柄和容纳腔，夹柄位于容纳腔的顶部并垂直于容纳腔的顶壁，容纳腔为半开放结构，容纳腔的侧壁上具有开口，容纳腔的底壁上具有缺口，缺口朝向侧壁上的开口的方向。旋转保护套旋转安装在夹具座上，旋转保护套能旋转以封闭容纳腔侧壁上的开口。测试配件放置在容纳腔内，测试配件固定待测试的零件。
[0006]在一个实施例中，测试配件包括:数组垫片与芯棒，每一组中的垫片与芯棒与待测试的零件匹配，其中，垫片放置在容纳腔内并紧贴容纳腔的底壁，垫片上具有芯棒安装孔。芯棒安装在垫片上的芯棒安装孔内使得芯棒垂直于垫片。
[0007]在一个实施例中，容纳腔为圆柱形，圆柱形侧壁上具有开口，容纳腔底面上的缺口由开口一侧的圆周延伸至越过圆心的区域。
[0008]在一个实施例中，夹柄与夹具是一体的。
[0009]在一个实施例中，旋转保护套为圆环形，套在容纳腔外侧，旋转保护套上的侧壁上具有窗口区，旋转保护套旋转使得窗口区对准所述开口，开口开放，旋转保护套旋转使得窗口区与开口错开，所述开口封闭。
[0010]在一个实施例中，旋转保护套与夹具座之间具有卡簧。
[0011]根据本发明的一实施例，提出一种拉力试验方法，使用前述的拉力试验夹具，该方法包括:
[0012]两个所述拉力试验夹具成对使用，上方的拉力试验夹具的夹柄朝上，夹柄由拉力机的上方夹头夹持，下方的拉力试验夹具的夹柄朝下，夹柄由拉力机的下方夹头夹持；
[0013]将待测试的零件与测试配件进行装配；
[0014]将装配好的待测试零件与测试配件放入上方和下方的拉力试验夹具的容纳腔中；
[0015]拉力机的上方夹头和下方夹头施加拉力，所述拉力通过上方和下方的拉力试验夹具施加至待测试的零件，其中零件受到的拉力是沿着上方和下方的拉力试验夹具的夹柄的方向。
[0016]在一个实施例中，将待测试的零件与测试配件进行装配包括:将芯棒的两端分别安装到两个垫片上的芯棒安装孔内，待测试的零件由垫片和芯棒固定，其中芯棒与上方和下方的拉力试验夹具的夹柄平行。
[0017]在一个实施例中，将装配好的待测试零件与测试配件放入上方和下方的拉力试验夹具的容纳腔中包括:上方的垫片向下紧贴上方的容纳腔的底壁，下方的垫片向上紧贴下方容纳腔的底壁。
[0018]在一个实施例中，固定待测试的零件或取下测试完毕的零件时，旋转保护套旋转使得开口开放;拉力机施加拉力时，旋转保护套旋转使得开口封闭。
[0019]本发明的拉力试验夹具及拉力试验方法简化了试验流程，针对不同规格的待测试零件，可以预先将零件和测试配件装配好，在试验时夹具座不需要拆卸，只要更换测试配件和零件即可。可以大幅度提升试验效率，降低试验时间和试验工作量。此外，试验过程中旋转保护套可以将零件封闭起来，避免出现意外伤害事故。
【附图说明】
[0020]本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中:
[0021]图1揭示了根据本发明的一实施例的拉力试验夹具的结构图。
[0022]图2揭示了根据本发明的一实施例的拉力试验夹具的侧面结构图。
[0023]图3揭示了根据本发明的一实施例的拉力试验方法进行试验的示意图，待测试的零件是普通螺母。
[0024]图4揭示了根据本发明的一实施例的拉力试验方法进行试验的示意图，待测试的零件是焊接螺母。
[0025]图5揭示了根据本发明的一实施例的拉力试验方法进行试验的示意图，待测试的零件是焊接螺栓。
【具体实施方式】
[0026]参考图1和图2所示，图1揭示了根据本发明的一实施例的拉力试验夹具的结构图。图2揭示了根据本发明的一实施例的拉力试验夹具的侧面结构图。该拉力试验夹具包括:夹具座102、旋转保护套104和测试配件。夹具座102包括夹柄121和容纳腔122。夹柄121位于容纳腔122的顶部并垂直于容纳腔122的顶壁。在一个实施例中，夹柄121和容纳腔122是一体的。为了确保夹具座102的强度，通常夹柄121和容纳腔122是由金属一体铸造成型。容纳腔122可以为半开放结构，容纳腔的侧壁上具有开口 123，容纳腔的底壁上具有缺口 124，缺口124朝向侧壁上的开口 123的方向。在一个实施例中，容纳腔122为空心的圆柱形，圆柱形侧壁上具有开口 123，开口 123是圆周的一部分因此是一个弧形开口。容纳腔底面上的缺口 124由开口一侧的圆周延伸至越过圆心的区域。缺口 124需要包括圆心的区域，因此可以将待测试的零件放置在圆心的位置，这样可以确保零件受到的拉力是沿着轴向的方向。在一个实施例中，为了与拉力机的夹头配合，夹柄121可以是圆柱体结构，当然也可以是长方体结构或者棱形结构，只要与拉力机的夹头可以紧固夹持即可。旋转保护套104旋转安装在夹具座102上，旋转保护套104能旋转以封闭容纳腔侧壁上的开口。在一个实施例中，旋转保护套104为圆环形，套在容纳腔122外侧，旋转保护套上的侧壁上具有窗口区141。旋转保护套旋转使得窗口区对准开口，开口开放。旋转保护套旋转使得窗口区与开口错开，使得开口封闭。在一个实施例中，旋转保护套104与夹具座102之间具有卡簧106。卡簧106能够使得旋转保护套104与夹具座102相对固定。在无外力作用下，卡簧106使得旋转保护套104能够固定在将开口封闭或者打开的位置。在需要转动旋转保护套104时，需要施加外力克服卡簧106的弹簧力，松开卡簧106，使得旋转保护套104转动，以改变开口的状态。在旋转保护套104转动到位后，外力撤消，卡簧106使得旋转保护套104重新相对于夹具座102固定其位置。该拉力试验夹具还包括测试配件，测试配件放置在容纳腔内，测试配件固定待测试的零件。虽然在图1和图2中未示出测试配件，下面会结合图3?图5介绍测试配件。在一个实施例中，测试配件包括:数组垫片与芯棒。每一组中的垫片与芯棒与待测试的零件匹配，不同组的垫片与芯棒适用于不同的待测试的零件。在使用的过程中，垫片放置在容纳腔内并紧贴容纳腔的底壁，垫片上具有芯棒安装孔。芯棒安装在垫片上的芯棒安装孔内使得芯棒垂直于垫片。垫片的两个表面(底面和顶面)要求平整，因此使得垫片能够紧贴容纳腔的底壁，并且使得垫片与容纳腔的底壁保持平行。芯棒安装在芯棒安装孔内使得芯棒垂直于垫片，因此芯棒能够垂直于容纳腔的底壁。于是，芯棒被位置在与夹柄平行的方向，即芯棒垂直于拉力机施加拉力的方向。这样，拉力机施加的拉力能够被不改变方向地施加到芯棒和待测试的零件上，确保测试的效果。
[0027]本发明还揭示了一种拉力试验方法，使用前述的拉力试验夹具，该方法包括:
[0028]两个拉力试验夹具成对使用，上方的拉力试验夹具的夹柄朝上，夹柄由拉力机的上方夹头夹持，下方的拉力试验夹具的夹柄朝下，夹柄由拉力机的下方夹头夹持。
[0029]将待测试的零件与测试配件进行装配。
[0030]将装配好的待测试零件与测试配件放入上方和下方的拉力试验夹具的容纳腔中。[0031 ]拉力机的上方夹头和下方夹头施加拉力，拉力通过上方和下方的拉力试验夹具施加至待测试的零件，其中零件受到的拉力是沿着上方和下方的拉力试验夹具的夹柄的方向。
[0032]该拉力试验方法中，待测试的零件是预先与相应的测试配件(垫片和芯棒)进行组装。在进行试验时，只需要将装配好的测试配件和待测试的零件一起放入上下两个拉力试验夹具的容纳腔中即可进行测试，不需要其它的装配步骤。并且，垫片和芯棒能够确保芯棒的方向与拉力方向平行，这样待测试的零件受到的拉力的方向与拉力机的施力方向一致。
[0033]在将待测试的零件放入容纳腔中进行固定或从容纳腔中取下测试完毕的零件时，转动旋转保护套旋转使得开口开放，以便于操作。在拉力机施加拉力时，转动旋转保护套旋转使得开口封闭。这样待测试的零件是在封闭的容纳腔中进行拉力试验，一旦出现意外导致零件松脱，零件会被限制在封闭的容纳腔中不会飞出，可以避免出现意外的伤害事故。
[0034]图3揭示了根据本发明的一实施例的拉力试验方法进行试验的示意图，待测试的零件是普通螺母。如图3所示，芯棒302分别穿过上方垫片341和下方垫片342的芯棒安装孔。芯棒302的端部螺帽321紧贴下方垫片342的表面，芯棒302的上端超出上方垫片341。芯棒302上具有螺纹。待测试的普通螺母306拧在芯棒302的上端，并且螺母306紧贴上方垫片341的表面。需要说明的是，虽然在图3所示的实施例中芯棒是由下向上穿过两个垫片，芯棒302的端部螺帽321是紧贴下方垫片且螺母是安装在芯棒的上端，在其它的实施例中，也可以采用反向的安装方式:芯棒的端部螺帽紧贴上方垫片而螺母安装在芯棒的下端。将芯棒、垫片和螺母放入上方和下方的拉力试验夹具中。上方垫片341向下紧贴上方的容纳腔的底壁，下方的垫片342向上紧贴下方容纳腔的底壁。螺母由垫片和芯棒固定。芯棒302从两个容纳腔的底壁的缺口中穿过。如前面所述的，由于缺口包含了圆心的位置，因此芯棒302被放置在圆心的位置，这样，芯棒302正好与上方和下方的拉力试验夹具的夹柄处于一直线上。或者，即使芯棒302与上方和下方的拉力试验夹具的夹柄不处于一直线上，但至少来说它们也是互相平行的。并且，拉力机施加的拉力(图中箭头所示的为拉力方向)与芯棒平行。拉力机向上方和下方的拉力试验夹具施加拉力，拉力通过容纳腔的底壁传导给上方垫片和下方垫片，再通过垫片和芯棒传导给螺母，对螺母进行拉力试验。
[0035]图4揭示了根据本发明的一实施例的拉力试验方法进行试验的示意图，待测试的零件是焊接螺母。如图4所示，芯棒402穿过上方垫片441的芯棒安装孔。芯棒402的端部螺帽421紧贴上方垫片441的表面。芯棒402上具有螺纹。待测试的焊接螺母焊接在下垫片442中，焊接螺母(图中未示出)焊接在下垫片442中并且使得焊接螺母的方向与芯棒402的方向平行。芯棒402的下端拧入到焊接螺母中。由于焊接螺母是焊接在下垫片442上，因此上垫片、下垫片、芯棒和焊接螺母互相固定。需要说明的是，虽然在图4所示的实施例中芯棒是由上向下穿过垫片，芯棒402的端部螺帽421是紧贴上方垫片且焊接螺母是焊接在下方垫片中，在其它的实施例中，也可以采用反向的安装方式:芯棒的端部螺帽紧贴下方垫片而焊接螺母焊接在上方垫片中。将芯棒、垫片和螺母放入上方和下方的拉力试验夹具中。上方垫片441向下紧贴上方的容纳腔的底壁，下方的垫片442向上紧贴下方容纳腔的底壁。焊接螺母由垫片和芯棒固定。芯棒402从两个容纳腔的底壁的缺口中穿过。如前面所述的，由于缺口包含了圆心的位置，因此芯棒402被放置在圆心的位置，这样，芯棒402正好与上方和下方的拉力试验夹具的夹柄处于一直线上。或者，即使芯棒402与上方和下方的拉力试验夹具的夹柄不处于一直线上，它们也是互相平行的。并且，拉力机施加的拉力(图中箭头所示的为拉力方向)与芯棒平行。拉力机向上方和下方的拉力试验夹具施加拉力，拉力通过容纳腔的底壁传导给上方垫片和下方垫片，再通过垫片和芯棒传导给焊接螺母，对焊接螺母进行拉力试验。
[0036]图5揭示了根据本发明的一实施例的拉力试验方法进行试验的示意图，待测试的零件是焊接螺栓。如图5所示，在对焊接螺栓进行试验时，不使用芯棒，而是使用具有特殊结构的垫片。如图5所示，上垫片541带有衬套502，衬套502与上垫片541—体成型。衬套502具有内螺纹。待测试的焊接螺栓506具有外螺纹，焊接螺栓506焊接在下垫片542上。焊接螺栓506拧入衬套502中。由于焊接螺栓506是焊接在下垫片542上，因此上垫片、下垫片和焊接螺栓互相固定。需要说明的是，虽然在图5所示的实施例中焊接螺栓是焊接在下垫片上而上垫片具有衬套，在其它的实施例中，也可以采用反向的安装方式:焊接螺栓焊接在上垫片上而下垫片具有衬套。将垫片和焊接螺栓放入上方和下方的拉力试验夹具中。上方垫片541向下紧贴上方的容纳腔的底壁，下方的垫片542向上紧贴下方容纳腔的底壁。焊接螺栓由垫片固定。衬套502和焊接螺栓506从两个容纳腔的底壁的缺口中穿过。如前面所述的，由于缺口包含了圆心的位置，因此衬套502和焊接螺栓506被放置在圆心的位置，这样，衬套502和焊接螺栓506正好与上方和下方的拉力试验夹具的夹柄处于一直线上。或者，即使衬套502和焊接螺栓506与上方和下方的拉力试验夹具的夹柄不处于一直线上，它们也是互相平行的。并且，拉力机施加的拉力(图中箭头所示的为拉力方向)与衬套和焊接螺栓平行。拉力机向上方和下方的拉力试验夹具施加拉力，拉力通过容纳腔的底壁传导给上方垫片和下方垫片，再通过垫片和衬套传导给焊接螺栓，对焊接螺栓进行拉力试验。
[0037]本发明的拉力试验夹具及拉力试验方法简化了试验流程，针对不同规格的待测试零件，可以预先将零件和测试配件装配好，在试验时夹具座不需要拆卸，只要更换测试配件和零件即可。可以大幅度提升试验效率，降低试验时间和试验工作量。此外，试验过程中旋转保护套可以将零件封闭起来，避免出现意外伤害事故。试验过程中无需更换上下夹具，不同规格待测零件仅需装配相匹配的垫片与芯棒即可，可以在试验前或试验中进行，更换速度快，试验效率高。
[0038]上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
【主权项】
1.一种拉力试验夹具，其特征在于，包括: 夹具座，夹具座包括夹柄和容纳腔，夹柄位于容纳腔的顶部并垂直于容纳腔的顶壁，容纳腔为半开放结构，容纳腔的侧壁上具有开口，容纳腔的底壁上具有缺口，所述缺口朝向侧壁上的开口的方向； 旋转保护套，旋转安装在夹具座上，旋转保护套能旋转以封闭容纳腔侧壁上的开口； 测试配件，测试配件放置在容纳腔内，测试配件固定待测试的零件。2.如权利要求1所述的拉力试验夹具，其特征在于，所述测试配件包括:数组垫片与芯棒，每一组中的垫片与芯棒与待测试的零件匹配，其中， 垫片放置在容纳腔内并紧贴容纳腔的底壁，垫片上具有芯棒安装孔； 芯棒安装在垫片上的芯棒安装孔内使得芯棒垂直于垫片。3.如权利要求1所述的拉力试验夹具，其特征在于，所述容纳腔为圆柱形，圆柱形侧壁上具有开口，所述容纳腔底面上的缺口由开口一侧的圆周延伸至越过圆心的区域。4.如权利要求3所述的拉力试验夹具，其特征在于，所述夹柄与夹具是一体的。5.如权利要求3所述的拉力试验夹具，其特征在于，所述旋转保护套为圆环形，套在容纳腔外侧，旋转保护套上的侧壁上具有窗口区，旋转保护套旋转使得窗口区对准所述开口，所述开口开放，旋转保护套旋转使得窗口区与所述开口错开，所述开口封闭。6.如权利要求5所述的拉力试验夹具，其特征在于，所述旋转保护套与夹具座之间具有卡簧。7.—种拉力试验方法，其特征在于，使用如权利要求1-6中任一项所述的拉力试验夹具，该方法包括: 两个所述拉力试验夹具成对使用，上方的拉力试验夹具的夹柄朝上，夹柄由拉力机的上方夹头夹持，下方的拉力试验夹具的夹柄朝下，夹柄由拉力机的下方夹头夹持； 将待测试的零件与测试配件进行装配； 将装配好的待测试零件与测试配件放入上方和下方的拉力试验夹具的容纳腔中； 拉力机的上方夹头和下方夹头施加拉力，所述拉力通过上方和下方的拉力试验夹具施加至待测试的零件，其中所述零件受到的拉力是沿着上方和下方的拉力试验夹具的夹柄的方向。8.如权利要求7所述的拉力试验方法，其特征在于，将待测试的零件与测试配件进行装配包括: 将芯棒的两端分别安装到两个垫片上的芯棒安装孔内，待测试的零件由垫片和芯棒固定，其中芯棒与上方和下方的拉力试验夹具的夹柄平行。9.如权利要求8所述的拉力试验方法，其特征在于，将装配好的待测试零件与测试配件放入上方和下方的拉力试验夹具的容纳腔中包括: 上方的垫片向下紧贴上方的容纳腔的底壁，下方的垫片向上紧贴下方容纳腔的底壁。10.如权利要求7所述的拉力试验方法，其特征在于， 固定待测试的零件或取下测试完毕的零件时，旋转保护套旋转使得开口开放； 拉力机施加拉力时，旋转保护套旋转使得开口封闭。
【文档编号】G01N3/08GK105890980SQ201610268614
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】胡永庆, 孙海梦, 吕亚帆
【申请人】上汽大众汽车有限公司