一种药型罩罩壁剪切强度测试装置的制作方法

本实用新型属于石油射孔器材生产领域，特别涉及一种石油射孔弹用药型罩罩壁剪切强度测试的装置。

背景技术：

目前在石油射孔弹用药型罩的生产过程质量检验过程中，通常使用抗压强度测试仪对药型罩进行直接压垮，并使用压垮试验所得到的数据直接来反映石油射孔弹用药型罩的强度，并使用该数值评判药型罩制造过程的优劣。

使用这种方式评判药型罩制造过程的优劣有着明显的不足。采用直接压垮的方式得到的直接数据是药型罩整体抗压能力即药型罩保持其结构不被破坏而能承受的最大力。这种方法不能测出药型罩的罩壁强度。药型罩整体抗压能力会随着药型罩的结构变化而变化，即用同一种原材料和工艺方法生产出的不同结构的药型罩，其整体抗压强度会因结构变化而有所变化。而企业在生产过程中则更加关注药型罩的均匀性和一致性，即药型罩罩壁各个点的强度是否一致。所以测量出药型罩罩壁强度更加具有指导意义。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是：为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种准确测试药型罩罩壁强度的测试装置。

本实用新型的技术方案是：一种药型罩罩壁剪切强度测试装置，包括抗压强度测试仪1、药型罩上剪切块2、扶正套3、药型罩4和药型罩下剪切块5；所述扶正套3位于抗压强度测试仪1的底座上，整体为两端开口的柱状体，内部为二级阶梯状空腔体；药型罩下剪切块5整体为柱状实心体，其中一端为圆锥体，且圆锥段的轴线高度小于柱状段的轴线高度；药型罩上剪切块2为两端开口的空腔柱状体；药型罩上剪切块2一端位于扶正套3小径腔内，且二者为间隙配合；药型罩下剪切块5位于扶正套3大径腔内，药型罩4内壁置于药型罩下剪切块5的圆锥面上，且内壁与圆锥面完全贴合，同时药型罩4 外壁通过药型罩上剪切块2内壁棱角处卡紧；所述抗压强度测试仪1轴线、药型罩上剪切块2轴线、扶正套3轴线、药型罩4轴线和药型罩下剪切块5轴线均相互重合；药型罩上剪切块2的高度大于药型罩下剪切块5的高度。

本实用新型的技术方案是：药型罩上剪切块2为带有通孔的圆柱体，所用材料为 Cr12MoV，下端内孔加工需保留棱角。药型罩上剪切块2总高度需要高于药型罩下剪切块5，药型罩上剪切块2的高度尺寸范围为40～80mm，药型罩上剪切块2的通孔加工内径根据试验需求进行设计加工，范围为8mm～40mm。药型罩上剪切块2需以保留棱角一端为基准面，内外圆柱面与基准面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩4 成型模具的垂直度。

本实用新型的技术方案是：药型罩下剪切块5为圆锥圆柱实心组合体，所用材料为 Cr12MoV，圆锥底面与圆柱等径。圆锥部分的锥面及锥体几何尺寸与药型罩4内部尺寸完全吻合。药型罩下剪切块5圆柱外径与药型罩上剪切块2通孔直径尺寸需相同，两者配合尺寸需按照H8/f7加工。药型罩下剪切块5总高度需要高于药型罩4锥体高度，药型罩下剪切块5的高度尺寸范围为35～75mm。药型罩下剪切块5需以圆柱端面为基准面，圆柱面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩4成型模具的垂直度。药型罩下剪切块5需以圆柱面为基准面，药型罩下剪切块5锥体部分锥面需保证同轴度，同轴度要求高于被测药型罩4成型模具的同轴度。

本实用新型的技术方案是：扶正套3为二级阶梯状空腔体，所用材料为45#钢。扶正套3较小直径的通孔部分，通孔内径与药型罩上剪切块2外径相同，两者配合尺寸需按照H8/f7加工，扶正套3较小直径部分高度范围为10mm～15mm。扶正套3较大直径的通孔部分，通孔内径需大于药型罩4圆锥底面外径尺寸，扶正套3较大直径的通孔部分的内径范围为30mm～50mm，扶正套3较大直径部分高度需高出药型罩下剪切块5圆柱部分高度5mm～8mm。扶正套3需以较大直径的通孔一端为基准面，内外圆柱面与基准面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩4成型模具的垂直度。扶正套3需以小孔内圆柱面为基准面，较大通孔的内圆柱面需保证同轴度，同轴度要求高于被测药型罩4成型模具的同轴度。

发明效果

本实用新型的技术效果在于：本实用新型采用的试验装置能够较为真实地评价射孔弹用药型罩罩壁强度，解决了目前药型罩强度试验数据意义不大的问题；其次，采用装置药型罩破坏形式统一，测得数据过程的稳定性得到保证，数据结果稳定性得到相应保证；最终通过评价药型罩罩壁剪切强度，可以较好的反映出药型罩制造过程的稳定性、从而客观评价药型罩质量优劣。该试验装置结构简单、易于操作，效果良好。

附图说明

图1为本发明药型罩罩壁剪切强度测试装置示意图。

图2药型罩上剪切块主俯两视图。

图3药型罩下剪切块主俯两视图。

图4扶正套主俯两视图。

图5药型罩剪切放大示意图

附图1标记说明：1—抗压强度测试仪；2—药型罩上剪切块；3—扶正套；4—药型罩；5—药型罩下剪切块；

附图2标记说明：6—药型罩上剪切块基准面1；7—药型罩上剪切块基准面2；8 —药型罩上剪切块内圆柱面，此面需与药型罩上剪切块基准面1保持垂直；9—药型罩上剪切块外圆柱面，此面需与药型罩上剪切块基准面2保持同轴；10—药型罩上剪切块剪切刃，此处保持棱角。

附图3标记说明：11—药型罩下剪切块基准面1；12—药型罩下剪切块基准面2； 13—药型罩下剪切块圆锥面部分，此面需与药型罩下剪切块基准面2保持同轴；14—药型罩下剪切块圆柱面部分，此面需与药型罩下剪切块基准面1保持垂直；

附图4标记说明：15—扶正套基准面1；16—扶正套小通孔内圆柱面，此面需与扶正套基准面1保持垂直；

附图5标记说明：17—药型罩上剪切块；18—药型罩；19—药型罩下剪切块；

20—药型罩内表面下剪切缘；21—药型罩外表面上剪切缘至药型罩内表面下剪切缘距离H，此距离可以通过可由产品尺寸及药型罩上剪切块内径计算得出；22—药型罩外表面上剪切缘；23—药型罩上剪切块内径r；

附图5中药型罩剪切面积为：S＝π2rH；若在试验过程中，药型罩破坏瞬间抗压强度测试仪最终读数为F，则药型罩该点处剪切强度为

具体实施方式

参见图1-图5，本实用新型提供的药型罩罩壁强度测试装置包括抗压强度测试仪、药型罩上剪切块、扶正套、药型罩、药型罩下剪切块。

该装置能准确测试平行于药型罩4圆锥底面的各处水平横截面位置上罩壁的剪切强度，避免了目前药型罩强度试验中采用直接压垮方法而导致强度测试结果未得出前，药型罩顶部先行损坏的情况，避免了直接压垮过程中药型罩几何形状对药型罩罩壁材料强度测试结果的影响。通过剪切块加工尺寸不同，就能够测出药型罩罩壁不同位置处的材料剪切强度。

药型罩上剪切块2为带有通孔的圆柱体，所用材料为Cr12MoV，下端内孔加工需保留棱角。药型罩上剪切块2总高度需要高于药型罩下剪切块5，药型罩上剪切块2 的高度尺寸范围为40～80mm，药型罩上剪切块2的通孔加工内径根据试验需求进行设计加工，范围为8mm～40mm。药型罩上剪切块2需以保留棱角一端为基准面，内外圆柱面与基准面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩4成型模具的垂直度。

药型罩下剪切块5为圆锥圆柱实心组合体，所用材料为Cr12MoV，圆锥底面与圆柱等径。圆锥部分的锥面及锥体几何尺寸与药型罩4内部尺寸完全吻合，执行药型罩成型模具的公差要求。药型罩下剪切块5圆柱外径与药型罩上剪切块2通孔直径尺寸需相同，两者配合尺寸需按照H8/f7加工。药型罩下剪切块5总高度需要高于药型罩 4锥体高度，药型罩下剪切块5的高度尺寸范围为35～75mm。药型罩下剪切块5需以圆柱端面为基准面，圆柱面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩4成型模具的垂直度。药型罩下剪切块5需以圆柱面为基准面，药型罩下剪切块5锥体部分锥面需保证同轴度，同轴度要求高于被测药型罩4成型模具的同轴度。

扶正套3为具有变径通孔的空心圆柱体，所用材料为45#钢。扶正套3较小直径的通孔部分，通孔内径与药型罩上剪切块2外径相同，两者配合尺寸需按照H8/f7加工，扶正套3较小直径部分高度范围为10mm～15mm。扶正套3较大直径的通孔部分，通孔内径需大于药型罩4圆锥底面外径尺寸，扶正套3较大直径的通孔部分的内径范围为30mm～50mm，扶正套3较大直径部分高度需高出药型罩下剪切块5圆柱部分高度5mm～8mm。扶正套3需以较大直径的通孔一端为基准面，内外圆柱面与基准面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩4成型模具的垂直度。扶正套3需以小孔内圆柱面为基准面，较大通孔的内圆柱面需保证同轴度，同轴度要求高于被测药型罩 4成型模具的同轴度。

装配完成的工装包括药型罩上剪切块2、药型罩4、药型罩下剪切块5、扶正套3 保持同轴。抗压强度测试仪1开始工作时，扶正套3保证药型罩上剪切块2在药型罩 4上不发生晃动。药型罩上剪切块2和药型罩下剪切块5在受到抗压强度测试仪1外力作用时，在垂直方向对药型罩4罩壁进行剪切作用。

下面结合附图进行详细说明

所述药块药型罩上剪切块为带有通孔的圆柱体，下端内孔保留棱角。(见图2)，为防止人员操作失误而造成药型罩下剪切块损伤，药块药型罩上剪切块总高度应高于药型罩下剪切块。药型罩上剪切块的高度尺寸范围为40～80mm。药型罩上剪切块的通孔加工内径根据试验需求进行设计加工，范围为8mm～40mm。在加工时，为了保证在将来的试验过程中，药块药型罩上剪切块与药型罩保持同轴，剪切过程中没有横向的作用力，需以保留棱角一端为基准面，内外圆柱面与基准面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩成型模具的垂直度要求。

药型罩下剪切块为圆锥和圆柱的组合实体(见图3)。其圆锥部分的底面与圆柱需等径。圆锥部分的锥面及锥体几何尺寸与药型罩内部尺寸完全吻合，执行药型罩成型模具的公差要求。药型罩下剪切块圆柱外径与药型罩下剪切块通孔直径尺寸需相同，两者配合尺寸需按照H8/f7加工。药型罩下剪切块总高度高于药型罩锥体高度，一般范围为35～75mm。药型罩下剪切块以圆柱端面为基准面，圆柱面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩成型模具的垂直度。药型罩下剪切块以圆柱面为基准面，锥体部分锥面保证同轴度，同轴度要求高于被测药型罩成型模具的同轴度。

扶正套为具有变径通孔的空心圆柱体(见图4)，其较小直径的通孔部分，通孔内径与药型罩上剪切块外径相同，两者配合尺寸按照H8/f7加工，扶正套较小直径部分高度范围为10mm～15mm。扶正套较大直径的通孔部分，通孔内径需大于药型罩圆锥底面外径尺寸，扶正套较大直径的通孔部分的内径范围为30mm～50mm，扶正套较大直径部分高度需高出药型罩下剪切块圆柱部分高度5mm～8mm。扶正套以较大直径的通孔一端为基准面，内外圆柱面与基准面需保证垂直度，垂直度要求高于被测药型罩成型模具的垂直度度。扶正套以小孔内圆柱面为基准面，较大通孔的内圆柱面需保证同轴度，同轴度要求高于被测药型罩成型模具的同轴度。

使用本测试装置时，在抗压强度测试仪上依次放置药型罩下剪切块、药型罩、扶正套、药型罩上剪切块。装配完成的装置包括药型罩上剪切块、药型罩、药型罩下剪切块、扶正套保持同轴。确保装置同轴、平稳后，开启抗压强度测试仪开始工作，由于扶正套的限制，药型罩上剪切块和药型罩不会发生水平方向上的相对位移。药型罩上剪切块和药型罩下剪切块则在受到抗压强度测试仪外力作用时，在垂直方向对药型罩罩壁进行剪切作用，最终破坏药型罩，得到药型罩罩壁破坏时剪切力。通过上下剪切块的尺寸，可算出剪切面积，最后间接得出所测位置的药型罩罩壁剪切强度(见图5)。

在该试验装置中，依据剪切力和剪切强度的定义，充分考虑到药型罩现有的检测手段，设计的上下剪切块避免了药型罩结构强度对剪切力测试结果的干扰。从而得到准确的剪切力，并可推算出药型罩罩壁的剪切强度。

药型罩上剪切块为带有通孔的圆柱体，下端内孔加工需保留棱角。药型罩上剪切块总高度需要高于药型罩下剪切块，药型罩上剪切块的高度尺寸范围为40～80mm，药型罩上剪切块的通孔加工内径根据试验需求进行设计加工，范围为8mm～40mm。药型罩上剪切块需以保留棱角一端为基准面，内外圆柱面与基准面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩成型模具的垂直度。

药型罩下剪切块为圆锥圆柱实心组合体，所用材料为Cr12MoV，圆锥底面与圆柱需等径。圆锥部分的锥面及锥体几何尺寸与药型罩内部尺寸完全吻合，执行药型罩成型模具的公差要求。药型罩下剪切块圆柱外径与药型罩下剪切块通孔直径尺寸需相同，两者配合尺寸需按照H8/f7加工。药型罩下剪切块总高度需要高于药型罩锥体高度，药型罩下剪切块的高度尺寸范围为35～75mm。药型罩下剪切块需以圆柱端面为基准面，圆柱面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩成型模具的垂直度。药型罩下剪切块需以圆柱面为基准面，药型罩下剪切块锥体部分锥面需保证同轴度，同轴度要求高于被测药型罩成型模具的同轴度。

扶正套为具有变径通孔的空心圆柱体，所用材料为45#钢。扶正套较小直径的通孔部分，通孔内径与药型罩上剪切块外径相同，两者配合尺寸需按照H8/f7加工，扶正套较小直径部分高度范围为10mm～15mm。扶正套较大直径的通孔部分，通孔内径需大于药型罩圆锥底面外径尺寸，扶正套较大直径的通孔部分的内径范围为30mm～ 50mm，扶正套较大直径部分高度需高出药型罩下剪切块圆柱部分高度5mm～8mm。扶正套需以较大直径的通孔一端为基准面，内外圆柱面与基准面需保证垂直度，垂直度要求需高于被测药型罩成型模具的垂直度度。扶正套需以小孔内圆柱面为基准面，较大通孔的内圆柱面需保证同轴度，同轴度要求高于被测药型罩成型模具的同轴度。

使用本测试装置时，在抗压强度测试仪上依次放置药型罩下剪切块、药型罩、药型罩上剪切块、扶正套。装配完成的装置包括药型罩上剪切块、药型罩、药型罩下剪切块、扶正套保持同轴。确保装置同轴、平稳后，开启抗压强度测试仪开始工作，扶正套此时保证药型罩上剪切块在药型罩上不发生晃动。药型罩上剪切块和药型罩下剪切块则在受到抗压强度测试仪外力作用时，在垂直方向对药型罩罩壁进行剪切作用，最终破坏药型罩，得到药型罩罩壁破坏时剪切力。通过上下剪切块的尺寸及药型罩尺寸，可算出剪切面积，最后间接得出药型罩罩壁剪切强度。如需测试药型罩不同位置的剪切强度，则按照药型罩测试点的尺寸重新加工一套测试装置即可。