专利名称：初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置的制作方法
技术领域：
本发明属于夹具技术领域，具体涉及到材料试验机拉伸试验时使用的一种楔形夹紧装置。
背景技术：
在工程设计和各种机械工业部门中，为了保证产品的经济性、实用性、安全性和可靠性，必须根据材料的机械性能选取合适的材料。因此需要对材料的力学性能进行测试，在材料的拉伸试验中，通过夹具夹持试样对试样施加夹紧力，夹具的夹紧方式直接影响到测定实验数据的准确性。常用的楔形夹紧装置中，大致有夹头体移动和夹头体固定两种方式。其中夹头体固定的楔形夹紧装置一般采用液压或者气动的方式驱动，这种方法可以使被夹紧试样夹紧牢靠，但在夹块上下运动夹紧试样的过程中，会不可避免地对试样施加一个轴 向力，不利于实验数据的准确性。夹头体移动的夹紧装置，大多数为手动实现试样的夹紧，劳动强度大，以人力将工件定位和夹紧，夹紧力不确定，大小相差较大，所以导致夹紧力离散性大难以实现较大规格夹紧力，工作效率低。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提出一种初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置。为实现上述目的，本发明的初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置包括夹头体、夹块、偏心轴、动力传递机构及减速电动马达，所述夹头体内部锥形面与所述夹块配合，所述动力传递机构安装在所述偏心轴的上段，所述夹头体安装在所述偏心轴的下段，所述偏心轴的上段及下段具有一定的偏心距；所述夹头体与动力传递机构之间设有相互配合的螺纹，减速电动马达可通过带动动力传递机构转动，使夹头体相对动力传递机构移动，实现对试样的夹紧及松开。所述夹头体下部与夹块配合，上部为带有外螺纹的筒状，所述偏心轴上段及下段之间有台阶A，最下端通过螺钉固定有压板，所述夹块内侧开有槽，所述压板深入夹块的槽中。所述动力传递机构包括小链轮、链条及大链轮，所述大链轮内侧上部与所述偏心轴上段配合，所述大链轮内侧下部设有内螺纹，与所述夹头体上的外螺纹配合，所述减速电动马达通过小链轮及链条将动力传递给大链轮。所述大链轮内部的水平面B与偏心轴上的台阶A接触。所述动力传递机构为螺母，所述螺母的内螺纹与所述夹头体的外螺纹配合，所述螺母内孔上部通过一组滚动轴承与所述偏心轴连接，所述减速马达直接安装在夹头体上，具体为所述螺母与所述减速电动马达的转子通过螺钉固定在一起，保证转子与螺母同轴；电动马达的定子通过销与偏心轴固接，保证定子与转子同轴，且保证正确的气隙δ。
所述螺母内部的圆环平面C与所述偏心轴上的台阶A接触。本发明的有益效果为本发明的电动楔形夹紧装置采用减速电动马达驱动夹头体上下滑移进而实现对试验的夹紧，夹紧过程自动化，且初始夹紧时试样无移动，夹紧过程平稳，易于控制，相比液压、气动的驱动方式，无需外接油管、气路，无污染、无噪声；夹紧力可调可控，可以根据试验和试样要求不同，自动或者人工调节夹紧力的大小。
图I为本发明的初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置采用链轮连接的结构示意图；图2为本发明的电动楔形夹紧装置中偏心轴的结构示意图； 图3为本发明的电动楔形夹紧装置中大链轮的结构示意图；图4为本发明的电动楔形夹紧装置中夹头体的结构示意图；图5为本发明的电动楔形夹紧装置采用螺母连接的结构示意图；图6为本发明的电动楔形夹紧装置安装示意图；其中1、夹头体，2、夹块，3、偏心轴，301、上段，302、台阶A，303、下段，4、动力传递机构，401、小链轮，402、链条，403、大链轮，404、螺母，5、减速电动马达，501、定子，502、转子，6、连接件，7、压板，8、试样。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步描述。实施例一参见附图1，本发明的初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置包括夹头体I、夹块2、偏心轴3、动力传递机构4及减速电动马达5 ;所述夹头体I内部锥形面与所述夹块2配合，所述动力传递机构4安装在所述偏心轴3的上段301，所述夹头体I安装在所述偏心轴3的下段303，所述偏心轴3的上段301及下段303偏心距为e ;所述夹头体I与动力传递机构4之间采用螺纹连接，减速电动马达5驱动动力传递机构4旋转，带动夹头体I上下移动；进而实现对试样8的夹紧及松开。所述动力传递机构4包括小链轮401、链条402及大链轮403，减速电动马达5固定在连接件6上，连接件6通过销与偏心轴3固接，减速电动马达5通过小链轮401、链条402将动力传递给大链轮403，参见附图3，具有内螺纹的大链轮403绕偏心轴3上段301中心转动，大链轮403与夹头体I安装在一根偏心轴3上，参见附图4，所述夹头体I上部有外螺纹，与大链轮403之间采用螺纹连接，大链轮403的旋转运动带动具有外螺纹的夹头体I沿偏心轴3下段303做上下移动。参见附图2，由于偏心轴3的下段303与上段301存在偏心距e，因此夹头体I只能沿偏心轴3做直线运动，而不能旋转运动。偏心轴3上段301有台阶A302，与大链轮403的一个水平面B接触，承受夹紧过程和试验过程中的轴向作用力。偏心轴3下段303通过螺钉连接一压板7，压板7伸入夹块的槽中。当夹头体I沿偏心轴3向上运动时，夹块所处的楔形空间变窄，夹头体I与夹块的配合斜面相互作用，使得两个夹块向中心收缩,对试样8施加作用力。同样，当夹头体I向下运动时,夹块所处的楔形空间变宽，试样8被放松。夹紧或放松的过程中，压板7阻止两个夹块2沿偏心轴3作轴向运动。夹块处在夹头体I内部的楔形空间里，当夹头体I上下移动时，夹块所处的楔形空间宽窄有变化，实现对试样8的夹紧和放松。实施例二 参见附图5，本实施例与实施例一的区别在于驱动装置采用电动马达直接安装到夹头体I上的方式，所述动力传递机构4为螺母404，所述减速电动马达5通过螺母404将动力传递给夹头体1，实现夹头体I上下移动，进而实现对试样8的夹紧或松开；螺母404的内孔有内螺纹，与夹头体I的外螺纹配合；螺母404的上部中心通过一组滚动轴承与偏心轴3连接，使螺母404与偏心轴3径向定位，其内部的圆环平面与偏心轴3的台阶A302接触，承受夹紧过程和试验过程中的轴向载荷。螺母404与电动马达的转子502通过螺钉固定在一起，保证转子502与螺母404同轴。减速电动马达5的定子501通过销与偏心轴3固接，保证定子501与转子502同轴，且保证正确的气隙δ。当减速电动马达5通以电流时，气隙δ中的旋转磁场带动转子502连同螺母404一起，绕偏心轴3上段301中心线旋转，使得夹头体I沿着偏心轴3做直线运动，夹紧试样8。实施例三参见附图6，本发明在试验机上安装使用时，上下两个夹紧装置成对使用，保证上下两个夹头体I同轴安装。夹紧过程中试样8无移动，即在夹紧过程中，链轮旋转带动夹头体I上下移动时，夹块与试样8固定，不会随之移动，上、下两对夹块的间距h在整个夹紧过程中始终保持不变。因此，夹紧时试样8无轴向形变，不受轴向力，保证了试验过程中试样8只承受试验力的作用，试验结果更精确。
权利要求
1.初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置，包括夹头体(I)、夹块(2)，所述夹头体(I)内部锥形面与所述夹块(2)配合，其特征在于，还包括偏心轴(3)、动力传递机构(4)及减速电动马达(5);所述动力传递机构(4)安装在所述偏心轴(3)的上段(301)，所述夹头体(I)安装在所述偏心轴(3)的下段(303)，所述偏心轴(3)的上段(301)及下段(303)具有一定的偏心距；所述夹头体(I)与动力传递机构(4)之间设有相互配合的螺纹，减速电动马达(5)可通过带动动力传递机构(4)转动,使夹头体(I)相对动力传递机构(4)移动,实现对试样(8)的夹紧及松开。
2.根据权利要求I所述的初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置，其特征在于，所述夹头体(I)下部与夹块(2)配合，上部为带有外螺纹的筒状，所述偏心轴(3)上段(301)及下段(303)之间有台阶A (302)，最下端通过螺钉固定有压板(7)，所述夹块(2)内侧开有槽，所述压板(7 )深入夹块(2 )的槽中。
3.根据权利要求2所述的初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置，其特征在于，所述动力传递机构(4)包括小链轮(401)、链条(402 )及大链轮(403 )，所述大链轮(403 )内侧上部与所述偏心轴(3)上段(301)配合，所述大链轮(403)内侧下部设有内螺纹，与所述夹头体(I)上的外螺纹配合，所述减速电动马达(5)通过小链轮(401)及链条(402)将动力传递给大链轮(403)。
4.根据权利要求I所述的初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置，其特征在于，所述大链轮(403)内部的水平面B与偏心轴(3)上的台阶A接触。
5.根据权利要求2所述的初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置，其特征在于，所述动力传递机构(4)为螺母(404)，所述螺母(404)的内螺纹与所述夹头体(I)的外螺纹配合，所述螺母(404)内孔上部通过一组滚动轴承与所述偏心轴(3)连接，所述减速马达直接安装在夹头体(I)上，具体为所述螺母(404)与所述减速电动马达(5)的转子(502)通过螺钉固定在一起，保证转子(502)与螺母(404)同轴；电动马达的定子(501)通过销与偏心轴(3)固接，保证定子(501)与转子(502)同轴，且保证正确的气隙。
6.根据权利要求5所述的初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置，其特征在于，所述螺母(404)内部的圆环平面C与所述偏心轴(3)上的台阶A接触。
全文摘要
初始夹紧时试样无移动的电动楔形夹紧装置，属夹具技术领域，具体涉及材料试验机拉伸试验时使用的一种楔形夹紧装置，目的在于解决现有技术中采用夹块移动的方式来夹紧试样，导致试验数据的准确性降低及手动夹紧导致夹紧力离散性大的问题。本发明包括夹头体、夹块、偏心轴、动力传递机构及减速电动马达，动力传递机构安装在所述偏心轴的上段，夹头体安装在所述偏心轴的下段；减速电动马达通过动力传递机构带动夹头体上下移动；实现对试样的夹紧及松开。本发明采用减速电动马达驱动夹头体上下滑移进而实现对试样的夹紧及松开，保证试样在初始夹紧过程中无移动，使得到的试验数据更精确；相比液压气动的夹紧，无需外接油管、气路，无污染、无噪声。
文档编号G01N3/04GK102937548SQ201210428630
公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者张学成, 卢春妍 申请人:吉林大学