一种钢丝绳钢丝拉伸试验垫片及应用其的试验夹具的制作方法

1.本发明涉及试验夹具技术领域，尤其涉及一种钢丝绳钢丝拉伸试验垫片及应用其的试验夹具。


背景技术：

2.钢丝绳是一种重要的机械设备元件，其强度高，柔软性好，能够承受拉伸以及交变载荷，具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度以及抗冲击韧性，且载荷传递距离长，广泛应用于各行业中。
3.钢丝绳由钢丝、股绳和绳芯3部分构成，一定数量和尺寸的钢丝以绳芯为对称中心被捻制成规定直径的绳股，各股中的钢丝具有相同的几何排列。钢丝是钢丝绳最基本的结构单元。诸多钢丝绳的应用场景对钢丝的力学性能有着严格的要求，这些力学性能通过钢丝的拉伸试验得到。
4.拉伸试验的研究对象是固定标距在载荷作用下的变形行为，利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。相关试验标准可参考gb/t228.1-2010《金属材料拉伸试验方法》。拉伸试验过程中，载荷传递的平稳性，加载轴线的对中性以及标距变形的单向性是获得精确材料拉伸性能指标的前提与保证。其中，夹具与试样的可靠夹持是有效传递与测量载荷的关键。
5.试验机拉伸夹具按结构划分可分为楔形类夹具、对夹类夹具、缠绕类夹具、偏心类夹具、杠杆类夹具、螺栓类夹具等。常见的拉伸试验机拉伸夹具的锁紧滑块钳口直接与试样接触，这些夹具对于钢丝试样的夹持效果不理想，试验过程中试样夹持容易出现脱落、打滑的现象，导致试验精度较差。并且，滑块的钳口很容易磨损，需要经常检查更换，导致试验成本较高。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术中的钢丝绳夹持试验中试样容易脱落、打滑，导致试验精度较差的问题，本发明实施例提供了一种钢丝绳钢丝拉伸试验垫片及应用其的试验夹具。
7.一种钢丝绳钢丝拉伸试验垫片，包括：互为对称结构的左垫片本体和右垫片本体，所述左垫片本体或右垫片本体均包括：相对设置的导轨面和试样平面，所述导轨面上设有条状导轨，所述条状导轨的横截面为梯形；所述试样平面上设有用于夹持试样的圆弧形钳口，所述圆弧形钳口的表面设有点状平齿；所述条状导轨的中心轴与所述圆弧形凹槽的中心轴垂直；所述左垫片本体与钢丝绳钢丝拉伸试验夹具的夹具体的左面连接；所述右垫片本体与所述夹具体的右面连接。
8.其中，所述的钢丝绳钢丝拉伸试验垫片，还包括互为对称结构的楔形的左锁紧滑块和右锁紧滑块；所述左锁紧滑块的连接面设有导轨槽，所述导轨槽与所述条状导轨配合；所述左锁紧滑块的、与所述连接面相对为贴合面，所述贴合面与所述夹具体的左面贴合；所
述右锁紧滑块与所述夹具体的右面贴合。
9.优选地，所述左锁紧滑块和所述右锁紧滑块的背面均设有限位凸起，所述限位凸起能够与所述夹具体背面上的限位孔配合。
10.其中，所述左锁紧滑块和所述右锁紧滑块的前面均设有挡片，所述挡片与所述夹具体的前面可拆卸连接。
11.一种钢丝绳钢丝拉伸试验夹具，包括所述的钢丝绳钢丝拉伸试验垫片，所述试验夹具还包括夹具体和连杆，所述连杆一端能够与拉伸机连接，另一端与所述夹具体螺纹连接，所述钢丝绳钢丝拉伸试验垫片设置在所述夹具体内，所述限位凸起为销轴，所述限位孔为长圆孔，所述销轴能够在所述长圆孔内在竖直方向活动；所述连杆的另一端设有推板；所述左锁紧滑块和所述右锁紧滑块的所述连接面具有推板槽；所述推板能够在所述推板槽内上下移动一定高度。
12.所述的钢丝绳钢丝拉伸试验夹具，还包括限位板，所述限位板固设在所述连杆上，所述限位板位于所述推板的上方，用于限制所述左锁紧滑块和所述右锁紧滑块在竖直方向的位移。
13.所述的钢丝绳钢丝拉伸试验夹具，还包括夹具轴套和手柄，所述夹具轴套与所述连杆螺纹连接，所述夹具轴套位于所述夹具体的上方；所述手柄设置在所述夹具轴套的外表面，所述手柄的一端与所述夹具轴套固定连接。
14.所述的钢丝绳钢丝拉伸试验夹具，还包括连接头，所述连接头设置在所述连杆的一端，所述连杆通过所述连接头与所述拉伸机连接。
15.所述连接头上设有通孔，用于连接所述拉伸机。
16.所述连接头与所述连杆焊接；所述手柄包括两个，相对设置在所述夹具轴套的两侧；所述夹具轴套通过连接螺栓紧固在所述连杆上；所述挡片与所述夹具体通过连接螺钉连接。
17.采用本发明实施例提供的钢丝绳钢丝拉伸试验垫片进行钢丝绳钢丝拉伸试验时，将左垫片本体的条状导轨与钢丝绳试验夹具的夹具体的左面连接，可以在夹具体的左面加工与条状导轨配合的导轨槽，或者采用其他的连接方式将左垫片本体与夹具体的左面连接，将右垫片本体与夹具体的右面连接。将钢丝绳试样夹持在左垫片本体和右垫片本体之间，圆弧形钳口与钢丝绳试样充分接触，当左垫片本体和右垫片本体夹持钢丝绳试样时，点状平齿能够与钢丝绳表面充分接触，且增大表面摩擦力，能够防止钢丝绳试样打滑或脱落。采用拉伸机对夹具体进行拉伸进行钢丝绳钢丝拉伸试验，由于圆弧形钳口与钢丝绳试样接触处设有点状平齿，从而避免了钢丝绳试样发生脱落或打滑，并且，采用左垫片本体和右垫片本体夹持钢丝绳试样，能够对较小直径的钢丝绳试样进行拉伸试验；当圆弧形钳口发生磨损时，仅需更换左垫片本体和右垫片本体即可，无需对夹具体或拉伸试验设备，极大降低了试验成本。
附图说明
18.图1为本发明实施提供的一种钢丝绳钢丝拉伸试验夹具的第一视角的结构示意图；
19.图2为本发明实施提供的一种钢丝绳钢丝拉伸试验夹具的第二视角的结构示意
图；
20.图3为本发明实施提供的一种左垫片本体的结构示意图；
21.图4为本发明实施提供的左垫片本体的夹持部位的齿形剖视图。
22.图中：1-连接头；2-连接螺栓；3-夹具轴套；4-手柄；5-夹具体；6-连杆；7-限位板；8-推板；9-左锁紧滑块；10-连接螺钉；11-挡片；12-左垫片本体；13-连接螺母；14-限位孔。
具体实施方式
23.以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。
24.参见图3和图4，本发明实施例提供的一种钢丝绳钢丝拉伸试验垫片，包括：互为对称结构的左垫片本体12和右垫片本体，所述左垫片本体12或右垫片本体均包括：相对设置的导轨面和试样平面，所述导轨面上设有条状导轨，所述条状导轨的横截面为梯形；所述试样平面上设有用于夹持试样的圆弧形钳口，所述圆弧形钳口的表面设有点状平齿；所述条状导轨的中心轴与所述圆弧形凹槽的中心轴垂直；所述左垫片本体12与钢丝绳钢丝拉伸试验夹具的夹具体的左面连接；所述右垫片本体与所述夹具体的右面连接。
25.采用本发明实施例提供的钢丝绳钢丝拉伸试验垫片进行钢丝绳钢丝拉伸试验时，将左垫片本体的条状导轨与钢丝绳试验夹具的夹具体的左面连接，可以在夹具体的左面加工与条状导轨配合的导轨槽，或者采用其他的连接方式将左垫片本体与夹具体的左面连接，将右垫片本体与夹具体的右面连接。将钢丝绳试样夹持在左垫片本体和右垫片本体之间，圆弧形钳口与钢丝绳试样充分接触，当左垫片本体和右垫片本体夹持钢丝绳试样时，点状平齿能够与钢丝绳表面充分接触，且增大表面摩擦力，能够防止钢丝绳试样打滑或脱落。采用拉伸机对夹具体进行拉伸进行钢丝绳钢丝拉伸试验，由于圆弧形钳口与钢丝绳试样接触处设有点状平齿，从而避免了钢丝绳试样发生脱落或打滑，并且，采用左垫片本体和右垫片本体夹持钢丝绳试样，能够对较小直径的钢丝绳试样进行拉伸试验；当圆弧形钳口发生磨损时，仅需更换左垫片本体和右垫片本体即可，无需对夹具体或拉伸试验设备，极大降低了试验成本。
26.所述的左垫片本体12和所述右垫片本体可以采用铝合金材料制作，铝合金-钢的摩擦系数(0.30)比钢-钢的摩擦系数(0.15)更大，能够更加有效防止试验过程中钢丝绳试样打滑或脱落。
27.参见图1，上述实施例中，所述的钢丝绳钢丝拉伸试验垫片，还可以包括互为对称结构的楔形的左锁紧滑块9和右锁紧滑块；所述左锁紧滑块9的连接面设有导轨槽，所述导轨槽与所述条状导轨配合；所述左锁紧滑块9的、与所述连接面相对为贴合面，所述贴合面与所述夹具体5的左面贴合；所述右锁紧滑块与所述夹具体5的右面贴合。
28.进行钢丝绳钢丝拉伸试验时，可以将左垫片本体12的条状导轨安装到左锁紧滑块9的导轨槽内，实现左垫片本体12与左锁紧滑块9的连接，同样地，将右垫片本体与右锁紧滑块连接。之后，将左锁紧滑块9和右锁紧滑块均与夹具体5固定连接。这样可以将左垫片本体12、右垫片本体制作做得小一些，将左锁紧滑块9和右锁紧滑块制作得大一些，使得左垫片本体12、右垫片本体的制作成本降低、更换成本也大幅降低。左锁紧滑块9和右锁紧滑块的楔形斜角比夹具体的楔形斜面大1
°
～2
°
，左、右锁紧滑块沿夹具体的楔形斜面向下移动时，左、右锁紧滑块的楔形面与楔形斜面堑型受力自锁紧。
29.参见图2，上述实施例中，所述左锁紧滑块9和所述右锁紧滑块的背面均可以设有限位凸起，所述限位凸起能够与所述夹具体5背面上的限位孔14配合。限位凸起与限位孔14配合，使得左锁紧滑块9和右锁紧滑块与夹具体5固定连接。承载能力大，精度较高且间隙可调。
30.参见图1，上述实施例中，所述左锁紧滑块9和所述右锁紧滑块的前面均可以设有挡片11，所述挡片11与所述夹具体5的前面可拆卸连接。挡片11能够对左锁紧滑块9和所述右锁紧滑块起到限位作用，避免左锁紧滑块9和右锁紧滑块从夹具体5的前面脱出。可拆卸连接便于挡片11与夹具体5的拆装。
31.参见图1，本发明实施例还提供了一种钢丝绳钢丝拉伸试验夹具，包括上述实施例中的的钢丝绳钢丝拉伸试验垫片，所述试验夹具还包括夹具体5和连杆6，所述连杆6一端能够与拉伸机连接，另一端与所述夹具体5螺纹连接，所述钢丝绳钢丝拉伸试验垫片设置在所述夹具体5内，所述限位凸起为销轴，所述限位孔14为长圆孔，所述销轴能够在所述长圆孔内在竖直方向活动；所述连杆6的另一端设有推板8；所述左锁紧滑块9和所述右锁紧滑块的所述连接面具有推板槽；所述推板8能够在所述推板槽内上下移动一定高度。
32.夹具体5和连杆6构成滚珠丝杠结构，通过连杆6的正转或反转使夹具体5产生向上或向下的位移。左锁紧滑块9和右锁紧滑块均为为楔形滑块，安装时需确保推板8位于左锁紧滑块9的和右锁紧滑块的推板槽内。
33.该钢丝绳钢丝拉伸试验夹具还包括限位板7，所述限位板7固设在所述连杆6上，所述限位板7位于所述推板8的上方，用于限制所述左锁紧滑块9和所述右锁紧滑块在竖直方向的位移。
34.该钢丝绳钢丝拉伸试验夹具还包括夹具轴套3和手柄4，所述夹具轴套3与所述连杆6螺纹连接，所述夹具轴套3位于所述夹具体5的上方；所述手柄4设置在所述夹具轴套3的外表面，所述手柄4的一端与所述夹具轴套3固定连接。还包括连接头1，所述连接头1设置在所述连杆6的一端，所述连杆6通过所述连接头1与所述拉伸机连接。所述连接头1上设有通孔，用于连接所述拉伸机。
35.上述实施例中，所述连接头1与所述连杆6焊接；所述手柄4包括两个，相对设置在所述夹具轴套3的两侧；所述夹具轴套3通过连接螺栓2紧固在所述连杆6上；所述挡片11与所述夹具体5通过连接螺钉连接。
36.连接头1设有销孔，通过销与拉伸机配合连接。连接头1下端设有通孔，连杆6上端设有孔径相同的通孔，连接螺栓2穿过连接头1和连杆6的通孔和连接螺母14紧固配合，使连接头1与连杆6连接固定。
37.其中，夹具轴套3固定在连杆6上，两侧设有深度为20mm的螺纹孔。手柄4由末端的外螺纹与夹具轴套3连接在一起。通过转动手柄4带动连杆6转动，夹具体5产生向上或向下的位移，行程为26mm。连杆6的下端与限位板7连接，限位板7和推板8固定连接。推板8位于锁紧滑块9的推板槽内。推板槽与推板8之间预留有2mm的移位间隙。
38.挡片11通过连接螺钉10与夹具体5连接。通过拧紧、拧松连接螺钉10，可实现拨动挡片11的固定、转动。挡片用于限制锁紧滑块以及垫片的位置。
39.其中，锁紧滑块9的楔形斜面与夹具体5的内表面接触。夹具体5上的限位孔14可用于包括锁紧滑块5在内的多种锁紧滑块，用于限制两个锁紧滑块的位置，使其位于同一水平
面。
40.参见图3和图4，垫片12与锁紧滑块9的接触面设有水平的梯形导轨。垫片12与试样接触的夹持面设有弧形的钳口，钳口表面的齿形为点状平齿。该齿形只用于增加钳口表面的摩擦力，可以用于解决一些光面无法夹紧，尖齿容易断钳口的钢丝。
41.上述拉伸夹具对测试试样的夹持可靠性高，拉伸测试过程中试样不会发生打滑、产生相对位移等情况，垫片的存在解决了常见的拉伸试验机夹具钳口难以夹紧小直径钢丝且容易磨损失效的问题。因此采用本发明的拉伸夹具进行钢丝拉伸测试具有数据准确，重复性高，数据离散型小，试样断点好优点。
42.采用本发明实施例提供的钢丝绳钢丝拉伸试验夹具的工作流程包括：
43.1.安装待测试样
44.(1)将2个本发明的拉伸夹具分别安装于拉伸试验机的上夹具和下夹具安装处。
45.(2)将左、右锁紧滑块放入夹具体内，使推板卡在2个锁紧滑块的推板槽中，拨动挡片，使其挡住锁紧滑块，拧紧连接螺钉，固定挡片。
46.(3)将待测样件的一端安放于第一拉伸夹具的开口处，操作拉伸试验机下方的第一拉伸夹具的手柄使连杆转动，带动夹具体向下移动，同时推板推动左右锁紧滑块相对夹具体上移，夹具体楔形斜面挤压锁紧滑块的楔形面使其向中间移动，试样与垫片的夹持钳口接触并被夹紧。
47.(4)对拉伸试验机上方的第二拉伸夹具重复步骤(2)。
48.(5)将待测样件的一端安放于第一拉伸夹具的开口处，重复步骤(3)，夹具体向上移动，同时推板推动锁紧滑块相对夹具体下移。锁紧待测试样，完成待测试样的安装。
49.2.取下待测试样
50.分别操作第一拉伸夹具和第二拉伸夹具的手柄，第一拉伸夹具的夹具体向下移动，第二拉伸夹具的夹具体向上移动，在推板的作用下，夹具体的楔形面不再挤压锁紧滑块，锁紧滑块张开，将待测试样取下。
51.本发明的钢丝拉伸试验中用于固定钢丝的拉伸夹具，能够满足不同直径钢丝的拉伸试验需求。不同于以往的拉伸夹具，该夹具除基本夹持元件外，增设了通过左垫片本体和右垫片本体与左右锁紧滑块连接，垫片本体能够与试样稳定相互作用并传递载荷，有效地改善了钢丝在拉伸试验中无法夹紧以及打滑的现象。该夹具的左垫片本体和右垫片本体的夹持即弧形钳口部分与试样充分接触，避免了试验过程中的打滑等现象，此外由于铝合金本身的硬度较低，可以有效避免夹断试样，还能保护夹具的夹头。垫片装夹、拆卸方便，夹持效果好，垫片易于更换，有效减少了夹具的磨损，提高了夹具的使用寿命，降低了成本。
52.以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。