一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置及使用方法与流程

本发明涉及轴类零件的疲劳试验用装置领域，具体涉及一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置及使用方法。

背景技术：

1、疲劳试验是指试件在一定循环载荷作用下经若干循环周次后是否发生失效的强度检测方法。试验时需要固定试件并给试件施加一定的载荷。曲轴等轴类零件的疲劳试验均采用特殊夹具将试样夹持住，然后通过激振器或偏心轮对夹具某一点反复施加载荷，检验零件的疲劳强度。

2、国内轴类零件的疲劳试验夹紧方式大多采用胀紧套连接，即内外锥套胀紧的方式夹紧试样。胀紧套是一种无键联结装置，它靠拧紧螺栓使胀紧套与轴或套包容面间产生正压力，相伴产生摩擦力，实现负荷传递的一种无键联结。而采用胀紧套联结的夹紧方式存在以下缺点：第一，对振动载荷较大的试验试样不易夹紧，尤其对于中大型轴类零件更是如此；第二，试验试样拆卸不方便，拆卸时需要将螺栓一一拧松来使内锥套松开试样，拆卸操作费时费力；第三，试样的安装和拆卸过程完全依靠螺栓来拉紧或顶出内锥套实现，螺栓损耗大，同时外锥套上的螺栓孔螺纹频繁受到螺栓的拉力作用而容易损坏，胀紧套利用率低。

3、目前国内疲劳试验设备自身的试验能力非常富余，但因工装夹具不易夹紧振动载荷较大的试样，无法进行大载荷试验，导致整体试验能力不足，国内大型船机和发电机组曲轴因夹紧问题无法进行疲劳试验。因此，急需一种夹紧力大、操作简单、方便拆卸、可靠性高、能重复使用的轴类零件疲劳试验夹持装置及其使用方法。

技术实现思路

1、为满足振动载荷较大的轴类零件的夹紧要求、提高夹具的操作便捷性以及夹具的使用寿命，本发明提出了一种夹紧力大、可靠性高、使用方便且耐用的轴类零件疲劳试验液压夹持装置及其使用方法，以解决背景技术中存在的问题，技术方案如下：

2、一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置，包括摆臂、外套和内锥套，所述外套为异径圆柱型结构，外套大径端与摆臂固定连接，外套小径端置于摆臂的通孔内，外套小径端外径与摆臂通孔内径匹配；

3、所述外套小径端上设有活塞室，环形活塞一端为与活塞室匹配的突肩，环形活塞突肩端滑动设置在活塞室内，所述外套小径端端面安装有油腔压盖，活塞室通过油腔压盖和环形活塞突肩端形成两个密闭腔室，两个腔室分别位于突肩的两侧，通过分别向两个腔室内注入液压油来驱动环形活塞做往复活塞移动，外套上设有与两个腔室分别连通的两个油道口；

4、所述内锥套设置在环形活塞内侧，环形活塞通过往复活塞移动来挤压/松开内锥套。

5、优选的，所述环形活塞远离突肩一端的内侧壁为内锥面，内锥套外壁为与环形活塞内锥面匹配的外锥面。

6、优选的，所述内锥套上设有四个槽口，槽口由内锥套外壁向内锥套轴心方向延伸，相邻两个槽口之间夹角为90°，所述四个槽口包括一个通槽和三个半通槽，通槽延伸端贯穿内锥套内壁，半通槽延伸端位于内锥套外壁和内锥套内壁之间，半通槽延伸端呈圆形，半通槽延伸端直径大于槽口宽度。

7、优选的，所述外套大径端上设有一圈第一螺栓孔，述摆臂上设有一圈与第一螺栓孔位置、尺寸、数量对应的第二螺栓孔，外套通过第一螺栓、第一螺栓孔以及第二螺栓孔的配合固定在摆臂上。

8、优选的，所述油腔压盖上设有一圈第三螺栓孔，外套小径端上设有一圈与第三螺栓孔位置、尺寸、数量对应的第四螺栓孔，油腔压盖通过第二螺栓、第三螺栓孔以及第四螺栓孔的配合固定在外套上。

9、优选的，所述内锥套上设有一圈第五螺栓孔，外套小径端上设有一圈与第五螺栓孔位置、数量对应的第六螺栓孔，第五螺栓孔孔径大于第六螺栓孔孔径，内锥套通过第三螺栓与外套连接，第三螺栓与第六螺栓孔匹配，第三螺栓螺纹端穿过第五螺栓孔延伸至第六螺栓孔内，第三螺栓螺纹端与第六螺栓孔螺纹连接。

10、优选的，所述环形活塞远离突肩的一端连接有锁紧环，环形活塞远离突肩的一端外壁上设有外螺纹，锁紧环内壁上设有与外螺纹匹配的内螺纹，锁紧环通过外螺纹与内螺纹的配合与环形活塞螺纹连接。

11、一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置的使用方法，包括以下步骤：

12、s1:将轴类试样放入内锥套的内孔中，向一个腔室内注入液压油，驱动环形活塞移动挤压内锥套，使内锥套内孔收缩，夹紧试样；

13、s2：内锥套夹紧试样时，环形活塞远离突肩的一端伸出外套的端面，伸出部分即设有外螺纹的部分，将锁紧环通过外螺纹和内螺纹的配合螺纹连接在环形活塞上，锁紧环形活塞，并卸掉腔室内的液压油；

14、s3：锁紧环锁紧环形活塞后，试样、内锥套、环形活塞、外套、锁紧环、油腔压盖以及摆臂组成一个固定的整体，试样完成装夹，此时可通过试验系统对试样进行疲劳试验；

15、s4：完成疲劳试验后，拆卸锁紧环；

16、s5：向另一个腔室内注入液压油，驱动环形活塞移动松开内锥套，内锥套凭借自身张力松开恢复到原来的状态，内锥套内孔变大，取出试样即可；

17、s6；重复上述步骤s1-s5，对不同的试样进行疲劳试验。

18、本发明具有的有益效果为：本发明与传统内外锥套通过螺栓拉力进行胀紧的结构相比，能够对液压油进行储存，实现液压驱动，本发明采用液压夹紧方式，液压油推动环形活塞左右移动能产生更大的径向压力，传递更大的载荷，能够保证试样的紧固度，并且避免了大量螺栓的反复拆装，试样易于装卸，夹具可靠性和利用率高，使用也更为方便简单。

技术特征：

1.一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置，包括摆臂（1）、外套（2）和内锥套（6），其特征在于：所述外套（2）为异径圆柱型结构，外套（2）大径端与摆臂（1）固定连接，外套（2）小径端置于摆臂（1）的通孔内，外套（2）小径端外径与摆臂（1）通孔内径匹配；

2.根据权利要求1所述的一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置，其特征在于：所述环形活塞（3）远离突肩（32）一端的内侧壁为内锥面，内锥套（6）外壁为与环形活塞（3）内锥面匹配的外锥面。

3.根据权利要求1所述的一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置，其特征在于：所述内锥套（6）上设有四个槽口，槽口由内锥套（6）外壁向内锥套（6）轴心方向延伸，相邻两个槽口之间夹角为90°，所述四个槽口包括一个通槽（19）和三个半通槽（20），通槽（19）延伸端贯穿内锥套（6）内壁，半通槽（20）延伸端位于内锥套（6）外壁和内锥套（6）内壁之间，半通槽（20）延伸端呈圆形，半通槽（20）延伸端直径大于槽口宽度。

4.根据权利要求1所述的一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置，其特征在于：所述外套（2）大径端上设有一圈第一螺栓孔（7），述摆臂（1）上设有一圈与第一螺栓孔（7）位置、尺寸、数量对应的第二螺栓孔，外套（2）通过第一螺栓、第一螺栓孔（7）以及第二螺栓孔的配合固定在摆臂（1）上。

5.根据权利要求1所述的一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置，其特征在于：所述油腔压盖（4）上设有一圈第三螺栓孔（8），外套（2）小径端上设有一圈与第三螺栓孔（8）位置、尺寸、数量对应的第四螺栓孔（9），油腔压盖（4）通过第二螺栓、第三螺栓孔（8）以及第四螺栓孔（9）的配合固定在外套（2）上。

6.根据权利要求1所述的一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置，其特征在于：所述内锥套（6）上设有一圈第五螺栓孔（10），外套（2）小径端上设有一圈与第五螺栓孔（10）位置、数量对应的第六螺栓孔（11），第五螺栓孔（10）孔径大于第六螺栓孔（11）孔径，内锥套（6）通过第三螺栓与外套（2）连接，第三螺栓与第六螺栓孔（11）匹配，第三螺栓螺纹端穿过第五螺栓孔（10）延伸至第六螺栓孔（11）内，第三螺栓螺纹端与第六螺栓孔（11）螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置，其特征在于：所述环形活塞（3）远离突肩（32）的一端连接有锁紧环（5），环形活塞（3）远离突肩的一端外壁上设有外螺纹（31），锁紧环（5）内壁上设有与外螺纹（31）匹配的内螺纹（51），锁紧环（5）通过外螺纹（31）与内螺纹（51）的配合与环形活塞（3）螺纹连接。

8.一种根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的轴类零件疲劳试验液压夹持装置的夹持方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提出了一种轴类零件疲劳试验液压夹持装置及使用方法，装置包括摆臂、外套和内锥套，外套为异径圆柱型结构，外套大径端与摆臂固定连接，外套小径端置于摆臂的通孔内且其外径与摆臂通孔内径匹配；外套小径端上设有活塞室，环形活塞一端为与活塞室匹配的突肩，突肩端滑动设置在活塞室内，外套小径端端面安装有油腔压盖，活塞室通过油腔压盖和环形活塞突肩端形成两个密闭腔室，外套上设有与两个腔室分别连通的两个油道口；内锥套设置在环形活塞内侧，环形活塞做活塞移动时挤压/松开内锥套。本发明实现了液压驱动夹紧轴类零件进行疲劳试验，夹紧效果更好，解决了传统胀紧结构夹紧力小、不易拆装等问题，本发明可靠性、利用率和试验效率更高。

技术研发人员：孙军,倪培相,周扬帆,邵诗波,周祥云
受保护的技术使用者：天润工业技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14