用于多功能摩擦磨损试验机的钢丝和钢丝绳对磨夹具的制作方法

本发明属于夹具领域，具体涉及一种用于高集成多功能摩擦磨损试验机的钢丝和钢丝绳对磨夹具。

背景技术：

钢丝和钢丝绳的摩擦磨损常见于矿井提升、港口运输以及工程建设等领域。据统计，全球每年约有1/3～1/2的钢材消耗于各种形式的摩擦磨损中。随着钢丝/钢丝绳摩擦学研究的逐渐深入，国内外市场对于多功能摩擦学试验系统的需求日趋显著。

美国RTEC公司生产的MFT-5000型多功能摩擦磨损试验机即为一种能够进行多种摩擦学性能试验的集成系统，该试验机主要用于对薄膜/涂层/改性层/块体材料、固态或液态的润滑层、润滑油和润滑剂等多种材料的力学、摩擦学特性和实际工况的研究和评价。测试标准模块采用模块化设计，可实现多种摩擦磨损测试模块的互换，如旋转球盘/销盘、高速往复和Timken环块等。同时，可实现多种信号的原位检测：如摩擦力、载荷力、在线磨损深度以及在线三维形貌(磨损深度、宽度、体积、粗糙度等)，其集成的拉曼光谱模块还可对化学成分进行检测。传感器采用模块式互换设计结构，可实现从低载荷到高载(最大2000牛顿)的大跨度检测。该试验机下试样平台可同时沿X和Y方向移动、绕Z轴旋转，实现XYZ三轴的复合运动，并实现复合运动下的摩擦磨损运动轨迹检测。此外，试验机还可进行高温环境下的测试，并能保持内部温度的恒定及均匀性，高温可达1000摄氏度。

虽然该试验机系统功能多样，可测数据种类繁多，但是其夹具功能单一，夹持范围窄，而且作为一种进口设备，该试验机所提供的夹具价格高昂，不适用于钢丝或钢丝绳等线材的夹持。鉴于该试验机夹具存在的功能单一、夹持范围窄、价格高昂，不适用于钢丝或钢丝绳等线材夹持的缺点，有必要设计一种功能多样、夹持范围广、价格低廉的钢丝或钢丝绳对磨夹具。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种功能多样、夹持范围广、价格低廉的钢丝或钢丝绳对磨夹具。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于多功能摩擦磨损试验机的钢丝和钢丝绳对磨夹具，包括夹具本体、筒夹、中心处设有通孔的光杆延长杆及预紧延长杆；所述光杆延长杆与预紧延长杆尾端内部处设有与通孔相连通的锥孔，外部处配合有紧固螺帽，所述筒夹设置在锥孔内并由紧固螺帽锁定在锥孔内；所述夹具本体上对应设有两个支撑柱与两个夹持柄，两夹持柄分别位于两支撑柱外侧，一个夹持柄上设有光孔，另一个夹持柄上设有螺纹孔，所述光杆延长杆及预紧延长杆对应设置在两夹持柄的光孔与螺纹孔中；所述夹具本体有两组，一组上设有夹持杆，另一组上设有固定板。

进一步，所述支撑柱端面上设有定位槽。

进一步，所述夹具本体上位于两支撑柱之间处设有可升降的支撑台。

进一步，所述支撑台与夹具本体间螺纹配合。

进一步，两个支撑柱与两个夹持柄均对称设置在夹具本体的竖直中心线两侧。

进一步，所述光孔与螺纹孔的轴线与夹具本体的竖直中心线间的夹角均为45°。

进一步，所述光杆延长杆及预紧延长杆中部处设有凸台。

进一步，所述光孔为沉头孔，螺纹孔为通孔。

进一步，所述光杆延长杆与预紧延长杆尾端内部处的锥孔锥度为8°。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的对磨夹具采用模块化设计，可用于多种规格的钢丝或钢丝绳的摩擦磨损性能测试，可用于研究摩擦系数、磨损深度、磨损量以及摩擦功耗等参数对钢丝或钢丝绳摩擦磨损性能的影响，适用范围广，功能多样。

2、夹具整体由几种简单的零件组装而成，结构简单，易于制造且造价低廉，具有良好的经济效益；各零部件间均可拆卸，可通过更换延长杆内筒夹的型号夹持不同规格的钢丝或钢丝绳，当钢丝或钢丝绳发生松动时，还可通过调节带螺纹的预紧延长杆进行夹紧；完成摩擦磨损试验后，还可方便对钢丝或钢丝绳进行更换，调节灵活，使用方便。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为上夹头的结构示意图；

图2为下夹头的结构示意图；

图3为光杆延长杆的结构示意图；

图4为预紧延长杆的结构示意图；

图5为筒夹的结构示意图；

图6为紧固螺帽的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图所示，本发明中的用于多功能摩擦磨损试验机的钢丝和钢丝绳对磨夹具，包括夹具本体1、筒夹2、中心处设有通孔的光杆延长杆3及预紧延长杆4；所述光杆延长杆3与预紧延长杆4尾端内部处设有与通孔相连通的锥孔，外部处配合有紧固螺帽5，所述筒夹2设置在锥孔内并由紧固螺帽5锁定在锥孔内；所述夹具本体1上对应设有两个支撑柱11与两个夹持柄12，两夹持柄12分别位于两支撑柱11外侧，一个夹持柄12上设有光孔，另一个夹持柄12上设有螺纹孔，所述光杆延长杆3及预紧延长杆4对应设置在两夹持柄12的光孔与螺纹孔中；所述夹具本体1有两组，一组上设有夹持杆6，另一组上设有固定板7。

本实施例中，一组夹具本体1与夹持杆6组成上夹头，一组夹具本体1与固定板7组成下夹头，上夹头与下夹头通过夹持杆6与固定板7对应安装在摩擦磨损试验机上，通过夹具本体1对两根钢丝、钢丝绳等线材进行夹持，以实现线材的摩擦磨损测试。

具体的，光杆延长杆3的上端为光杆31，与夹持柄12中的光孔配合，其中，光孔为沉头孔；预紧延长杆4的上端为螺杆41，与夹持柄12中的螺纹孔配合；光杆延长杆3与预紧延长杆4的中心处设有通孔32、42，用于穿过钢丝8或钢丝绳，中心处下端设有锥孔33、43，用于嵌入夹持钢丝8或钢丝绳的筒夹2，紧固螺帽5通过螺纹套装在光杆延长杆3与预紧延长杆4的下端处并对筒夹2进行锁紧。光杆延长杆3与预紧延长杆4的中部处对应设有凸台34、44，通过凸台34、44对光杆延长杆3与预紧延长杆4的位置进行限位；在钢丝或钢丝绳的装夹过程中，光杆延长杆3通过凸台34与沉头孔的阶梯面进行配合，另一侧则通过旋转预紧延长杆4对钢丝或钢丝绳进行张紧。光杆31在光孔中可转动，防止了所夹试件在实验过程中预先受扭转载荷的作用。

本实施例中，光杆延长杆3与预紧延长杆4上靠近凸台34、44一侧处设有夹持平面35、45，便于转动光杆延长杆3与预紧延长杆4；当然，也可直接将夹持平面设置在凸台34、44上。

在本实例中，光杆延长杆3与预紧延长杆4内的锥孔33、43锥度为8°，此处锥孔33、43的直径小于筒夹2的最大直径，与筒夹2的左端锥面21为相配合。

本实施例中，紧固螺帽5采用的是部分圆柱、部分棱柱结构，当然，也可以采用整体均为棱柱的结构。本实施例的紧固螺帽5中部设有一个与筒夹2凹槽22相配合的凸台51，便于筒夹2的装夹；在紧固螺帽5下端，设有锥度为30°锥孔52，用于与筒夹2的右端锥面23进行配合。

作为上述方案的进一步改进，所述支撑柱11端面上设有定位槽13，便于对钢丝或钢丝绳进行约束。

作为上述方案的进一步改进，所述夹具本体1上位于两支撑柱11之间处设有可升降的支撑台14，可为试件提供一个支撑力，防止因压力过大造成试件凹陷变形。本实施例中的支撑台14与夹具本体1间螺纹配合，配合简单，易于调节支撑台14高度。

作为上述方案的进一步改进，两个支撑柱11与两个夹持柄12均对称设置在夹具本体1的竖直中心线两侧，所述光孔与螺纹孔的轴线与夹具本体1的竖直中心线间的夹角均为45°。

装配时，首先将光杆延长杆3、紧固螺帽5以及筒夹2组装成光杆延长杆装配体，再将预紧延长杆4、紧固螺帽5以及筒夹2组装成预紧延长杆装配体；然后将预紧延长杆装配体拧入夹具本体1的右端夹持柄12中，将光杆延长杆装配体装入夹具本体1的左端夹持柄12中；最后将支撑台14、夹持杆6或固定板7装在夹具本体1上，即可完成上夹头或下夹头的装配。

在装夹钢丝或钢丝绳的时候，依次将钢丝或钢丝绳装进夹持柄及预紧延长杆4或光杆延长杆3中，同时使被装夹对象穿过筒夹2和紧固螺帽5；上述过程完成后，将两边的筒夹2连同钢丝或钢丝绳装入紧固螺帽5中，先拧紧预紧延长杆4上的紧固螺帽5，再将预紧延长杆4装进夹持柄12中，完成后，再拧紧光杆延长杆3上的紧固螺帽5，最后将光杆延长杆3和预紧延长杆4同时往预紧延长杆4退出方向拧，以实现对钢丝或钢丝绳的夹紧。此外，借助扭矩扳手，还可对钢丝或钢丝绳的夹紧程度进行控制。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。