CN104567635B - 一种快速检测试验机夹具同轴度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种快速检测试验机夹具同轴度的装置，该装置包括试验杆(1)、球形端头(2)和球面夹具，试验杆(1)的两端通过螺纹与球形端头(2)连接，球形端头(2)夹装在球面夹具中空的球形空腔内，球面夹具是由上腔夹具(4)和下腔夹具(3)两部分对接组合而成，下腔夹具(3)的底部加工有用于穿过试验杆(1)的圆孔，上腔夹具(4)的底部设置有与试验机上夹具(5)、下夹具(6)连接的连接杆；球形端头(2)的直径为试验杆(1)直径的1.5～2.5倍，球形端头(2)的球心位于试验杆(1)的中心线上。该装置只需要测试试验杆(1)在不同方向的铅垂度即可判断出试验机上下夹具的同轴度。具有结构简单、使用方便、检测快速等特点。

Description

一种快速检测试验机夹具同轴度的装置

技术领域:

本发明是一种快速检验试验机夹具同轴度的装置，属于产品的结构技术领域。

背景技术：

同轴度在轴向疲劳试验中非常重要。轴向拉-压或拉-拉疲劳试验机安装、调试完成后就可以保证试验机的上、下夹具中心轴线具有良好的垂直度，但却无法保证上、夹具的中心轴线在同一条直线上。因此试验机需要定期对上、下夹具的同轴度进行检查，也就是检查上、下夹具的中心轴线是否在一条直线上。当上、下夹具的中心轴线偏离较大时，必须对试验机的夹具进行调整，使上、下夹具基本在一条直线上，以保证试验时，试样只承受轴向力的作用，不会受到其它方向力的影响。

疲劳试验时先分别将试样的上、下两端与试验机上下夹具固定连接，然后启动试验机的动力***对试样加载。试验机夹具可以是液压式将试样端头牢牢夹住，也可以是螺纹式试样端头拧入夹具中。如果试验机的上、下夹头不在一条线上，则当试验机加载后会在试样上产生一个附加弯矩造成试样除承受轴向载荷外还同时承受弯曲力，当试验机同轴度非常差时，产生的弯曲力很大，造成试样非轴向力破坏，给试验造成很大误差，无法达到试验目的。由此可见，疲劳试验中保证上下夹具的同轴度非常重要。

目前，检验疲劳试验机夹具同轴度的做法是：采用一根圆柱形试样，试样两端分别与试验机的上、下夹具固定连接，如果试验机上、下夹具不在一条直线上，会在试样上产生一个弯曲力，弯曲变形越大说明试验机上、下夹具的同轴度越差。这一方法最主要是要测出试样的弯曲变形量，而测弯曲变形量的过程非常复杂，通常要花费很长时间。具体做法是：在试样的某一截面上每隔90°角粘贴一个应变片，应变片粘贴方向沿试样轴线方向，共4个应变片。校验同轴度时将贴好应变片的试样两端分别装夹到试验机的上、下夹头上，将应变片引出的导线分别连接到应变仪的不同通道上，对试样施加载荷，通过应变仪分别读取4个应变片的变形量，如果4个应变片的应变量读数基本相同，则表明试验机同轴度较好。如4个应变片的应变量读数差别较大，则说明试验机上、下夹具不在一条直线上，其同轴度不好。采用这一方式检验试验机同轴度虽然可以达到检验的目的，但方法比较复杂，要粘贴应变片、并将每个应变片的引出导线分别连接到应变仪各个通道上，试样加载后还要对每个应变片的应变量分别进行多次读数，然后再通过4个方向的应变量变化计算出试样的弯曲变形量，需要很长时间才能判断出上、下夹具的同轴度是否良好。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种快速检测试验机夹具同轴度的装置，其目的是制造一个简便的、能够快速方便地检验出试验机夹具的同轴度的装置。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

该种快速检测试验机夹具同轴度的装置，其特征在于：该装置包括试验杆(1)、球形端头(2)和球面夹具，试验杆(1)的两端通过螺纹与球形端头(2)连接，球形端头(2)夹装在球面夹具中空的球形空腔内，球面夹具是由上腔夹具(4)和下腔夹具(3)两部分对接组合而成，下腔夹具(3)的底部加工有用于穿过试验杆(1)的圆孔，上腔夹具(4)的底部设置有与试验机上夹具(5)、下夹具(6)连接的连接杆；

球形端头(2)的直径为试验杆(1)直径的1.5～2.5倍，球形端头(2)的球心位于试验杆(1)的中心线上。

本发明装置的原理是将检测同轴度试样与上、下夹具的固定连接方式变成球形面的非固定连接方式。本发明利用凹凸球面非固定接触连接时，只能产生沿球面半径方向的法向力的特点，当直杆受拉时，直杆与夹具相连接的球面端只能产生一个沿直杆轴线方向的力而不会对直杆产生附加弯矩。直杆两端由于不受非轴向的约束力，当直杆受拉时，两端的球面会自动调整与凹球面的接触位置，使直杆位于上、下夹头凹球面的球心连线上。当试验机上、下夹头在一条线上则直杆也垂直于地面。如上、下夹头不在同一条线上则直杆两端自动调整角度，使直杆位于上、下凹球面球心的连线上，不再垂直于地面。因此只要测出直杆的垂直度就可以快速地判断出该试验机上下夹头的同轴度是否良好，直杆偏斜的角度越大则说明上、下夹头偏离的距离越大。从而省去了以前检测方法所需的贴应变片、连线、调试应变仪各通道、测量读数等复杂的过程。并且根据直杆的偏斜角度还可以迅速判断出上、下夹具是在哪个方向上有偏移，以便于调整。

将试验杆和球形端头连接成试样，球形端头的凸球面与球面夹具的凹球面互相接触，凹凸球面之间涂有润滑脂。球面夹具的上部分通过夹持与试验机夹具固定连接，通过螺纹与下部分连接。将该装置连接到试验机后，试验机对其施加一个较小的拉力，使凹、凸球面之间紧密接触。当试验机上、下夹具的轴线不在同一条直线上时，凸球面会发生转动，与之相连的直杆也会随之转动使直杆位于上、下球面夹具的球心连线上。这时只需要检测直杆的垂直度即可反映出上、下夹具的同轴度。

为方便测量直杆的垂直度，在试验杆上钻2个垂直于直杆的方孔，两个方孔的方向也相互垂直，这样只需用一个简单的水平仪测量方孔的水平度就可以测出直杆的垂直度，从而实现试验机夹具同轴度的快速检测，具有结构简单、使用方便、检测快速等优点。

附图说明

图1本装置与试验机上下夹头连接示意图

图2试验杆及与球形端头的连接示意图

图3球面夹具上、下部分的示意图

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明装置作进一步地详述：

如附图1～3所示，该种快速检验试验机夹具同轴度的装置，包括试验杆1、球形端头2和球面夹具，该装置的连接及工作方式如下：

1)将试验杆1的两端分别穿过两个下腔夹具3的底部的圆孔，然后通过螺纹分别与球形端头2连接，在上腔夹具4和下腔夹具3中空的球形空腔内表面上涂润滑脂；

2)将球面夹具的上腔夹具4和下腔夹具3对接组合，使试验杆1的两端的球形端头2坐落在上腔夹具4和下腔夹具3形成的中空球形空腔内，然后将上腔夹具4底部设置的连接杆分别与试验机上夹具5、下夹具6连接；

球形端头2的直径为试验杆1直径的1.5～2.5倍，球形端头2的球心位于试验杆1的中心线上；

3)用试验机对上、下球面夹具施加一个较小的拉力，以消除球形端头2在球面夹具内部空腔中的接触间隙。加载后测量试验杆1在不同方向的铅垂度即可判断出试验机上夹具5、下夹具6是否在同一条直线上。铅垂度越差则表明偏离的距离越大。为方便测量试验杆1的垂直度，在试验杆1中心段沿垂直于直杆方向设计了两个不同方向的方孔，只需用水平仪测试出两个方孔的水平度即可测量出直杆的垂直度。

Claims (1)

1.一种快速检测试验机夹具同轴度的装置，其特征在于：该装置包括试验杆(1)、球形端头(2)和球面夹具，试验杆(1)的两端通过螺纹与球形端头(2)连接，球形端头(2)夹装在球面夹具中空的球形空腔内，球面夹具是由上腔夹具(4)和下腔夹具(3)两部分对接组合而成，下腔夹具(3)的底部加工有用于穿过试验杆(1)的圆孔，上腔夹具(4)的底部设置有与试验机上夹具(5)、下夹具(6)连接的连接杆，在试验杆(1)中心段沿垂直于直杆方向设计了两个不同方向的方孔，用两个方孔的水平度来测量试验杆(1)的垂直度；

球形端头(2)的直径为试验杆(1)直径的1.5～2.5倍，球形端头(2)的球心位于试验杆(1)的中心线上。