[发明专利]液压平推式夹头

说明书

技术领域

本发明属于夹具技术领域，具体涉及一种用于材料试验机拉伸试验时使用的液压平推式夹头。

背景技术

在测定材料力学性能的材料拉伸试验中，试件的牢靠夹持对准确测定材料的力学性能、获取可信和可靠的试验数据十分重要。与常用的楔形夹紧方式不同，平推式夹紧方式将试件在试验前即已夹紧，不会产生滑移现象，因此平推式夹紧方式被业界认可和采纳。

所谓平推式夹紧，是对夹块施加垂直于拉伸受力线方向的作用力，通过夹块与试件的相互作用，使二者结合为一体。当试件承受拉伸作用力时，夹块与试件的结合体将作用力通过垂直于力线方向的面传递至夹头体上，试件被夹持部分与夹头体之间不会产生相对滑移。

现有的平推式液压夹头同步方式主要有齿轮齿条同步、同步缸同步、同步阀同步。其中，齿轮齿条同步夹紧试样时齿条受力，连接部件易断裂，使用可靠性差，且同步齿条在夹具内开设的同步通道内与齿轮啮合，夹具结构复杂，维修时需要拆卸底座和油缸，维修麻烦。

同步缸同步加工困难，对管路和油缸尺寸的一致性要求非常高，同步精度取决于加工精度和泄漏，不易控制。

同步阀同步对管路和油缸尺寸的一致性要求非常高，对泄漏要求高，其实质是流量同步，而不是位移同步，同步精度低，效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提出一种液压平推式夹头，解决现有技术存在的夹具结构复杂、液压元件制造精度要求高、成本高、装配困难和使用维修严格的问题。

为实现上述目的，本发明的液压平推式夹头包括：

一对柱塞式液压油缸，两个液压油缸构成连通器，两个柱塞的端部固定安装有一对夹紧块；

同步机构，所述同步机构包括两组丝杠螺母副，每组丝杠螺母副不产生自锁，两组丝杠螺母副导程相同、头数相同、结构尺寸相同、旋向相反，两根丝杠的一端通过联轴器同轴固定连接，另一端分别通过轴承与基体连接，丝杠轴线与柱塞式液压油缸轴线平行，两个螺母分别通过连接块与两个柱塞固定连接；

复位机构和基体，所述一对柱塞式液压油缸和同步机构固定、安装在基体上，所述一对柱塞式液压油缸中通入压力油，实现对试件的夹紧，并通过复位机构实现对试件的松开。所述一对柱塞式液压油缸结构、尺寸相同，同轴安装。

所述丝杠为滚珠丝杠或大导程T型丝杠。

所述复位机构为压缩弹簧A，所述压缩弹簧A安装在两个螺母中间。

所述一对柱塞式液压油缸的两个柱塞为T形柱塞，所述复位机构为压缩弹簧B，两个相同的压缩弹簧B分别设置在两个柱塞式液压油缸的有杆腔中。

所述一对柱塞式液压油缸的两个柱塞为T形柱塞，柱塞式液压油缸为双向运动油缸，所述复位机构为连接两个柱塞式液压油缸回油腔的蓄能器，所述蓄能器的最低供油压力能够在松开夹紧时使两个柱塞恢复初始位置。

所述液压平推式夹头还包括电动机、丝杠螺母机构、柱塞缸装置和压力传感器；电动机通过丝杠螺母机构带动柱塞缸装置向系统提供压力油p、Q，所述压力传感器与所述柱塞缸装置连接。

本发明的工作原理为：本发明的液压平推式夹头的两个柱塞式液压缸的油腔内通入压力油，其中：压力p，流量分别为Q₁和Q₂，分别推动两个柱塞向前运动。左右柱塞通过连接块带动两个旋向相反的螺母同时作相向直线运动。作直线运动的螺母带动丝杠作回转运动。设丝杠的导程为S，左侧丝杠为左旋，右侧丝杠为右旋，丝杠的转速设为n。左侧螺母向右的移动速度V₁＝n*S，右侧螺母向左的移动速度V₂＝n*S，二者运动速度值相同V＝V₁＝V₂，实现同步运动。在同样的时间T时两个螺母连同相应的柱塞的位移X₁和X₂的绝对值满足下列关系：

即两个螺母及相应的柱塞式液压油缸的柱塞的位移同步。上述两个丝杠螺母副也可以是右侧丝杠为左旋，左侧丝杠为右旋。同步运动的两个柱塞液压油缸的柱塞通过端部的夹紧块实现对试件的对称同步夹紧。当系统压力p减小，通过复位机构的作用使两个柱塞退回，松开夹紧。

本发明的液压平推式夹头的有益效果为：

1、采用高精度丝杠，可以使得同步精度很高，且结构简单；

2、采用滚珠丝杠具有很小的阻力，使得系统效率更高；

3、利用弹簧复位，使得夹头回位更为简单可靠。

4、柱塞采用T形结构，可以减小系统工作压力。