[发明专利]可自动调平的线面接触式上试样夹具

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种用于摩擦磨损试验机的试样夹具，更具体的说，本发明主要涉及一种可自动调平的线面接触式上试样夹具。

 

背景技术

由于发生相对运动，使得相互接触的机械零件之间因为摩擦造成零件损伤。微动磨损是发生在有极小振幅运动的机械零件中的一种损伤方式，是工程中最为常见、最普遍的一种损伤形式。通过模拟实际工况环境来研究材料的摩擦磨损性能，是提升机械零部件寿命的有效手段。摩擦磨损试验机是一种用于研究材料接触表面之间摩擦磨损和润滑性能的科学仪器，实验用试样的夹持固定是真实反映材料摩擦磨损性能的重要环节。为了能够真实模拟实际工况环境，摩擦磨损实验要求上下试样的测试面必须完整均匀接触。一个性能优异的试样夹具除了保证上下试样测试面的完整均匀接触外，夹具的易装夹性、高刚性、耐磨损、不损伤试样、装夹稳定牢固及小型轻便性能也是高性能摩擦磨损试验机的基本要求。尤其对于微动摩擦磨损实验，由于运动的幅度非常小（通常在微米级别），更对夹具的刚性及夹持稳定性提出了更高的要求。

目前，国内关于试验机试样夹具的专利多集中于材料拉伸试验机，如公开号为CN103645092的中国发明专利，授权公告号为CN203629956的中国实用新型专利等，而针对于摩擦磨损试验机的试样夹具还未见有授权专利。摩擦磨损实验中，常见的试样接触方式主要有点-面接触、线-面接触、面-面接触三种形式。在摩擦磨损实验中，常见的试样接触方式主要有点-面接触、线-面接触、面-面接触三种形式，其中，线接触式最为常见。图1示出的是目前市面上线-面接触式试样主要的夹具结构。该类型夹具在装置主体中加工出一凹槽，圆柱形试样放置其中。利用两个螺钉从侧面将其旋紧固定。该类型夹具的特点是结构简单，但因为夹紧过程中，螺钉直接与试样表面接触，从而：1）在锁紧螺钉旋紧的同时，造成试样两端发生不同程度位移，使得试样倾斜； 2）在螺钉旋紧的过程中，螺钉前端挤压试样，容易造成试样圆柱面的局部损坏；3）两个螺钉端面与圆柱试样侧面之间属于点接触形式，容易松动，不能保证试样的牢固夹持。并且，由于加工精度、装配精度等的影响，摩擦磨损实验中，上下试样之间都会有一个较小的角度，不能完整均匀接触，如图2所示，从而造成试验测试数据的偏差，因此有必要针对现有上试样的夹具结构做进一步的改进。

 

发明内容

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种可自动调平的线面接触式上试样夹具，以期望解决现有技术中由于螺钉直接与试样表面接触，造成夹紧后试样两端发生位移，以及螺钉挤压试样易造成局部损坏，稳定性不够，且夹紧后上下试样之间无法均匀接触等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种可自动调平的线面接触式上试样夹具，包括基体，所述基体固定在底板上，且所述基体的一端还与基体压板活动连接，所述基体与基体压板的另一端上还设有锁紧装置，且所述基体与基体压板的内侧形成第一夹紧面，所述夹紧面上还设有防脱落卡扣；所述上试样夹具还包括夹具本体与夹具压板，所述夹具本体与夹具压板的外侧面形成第二夹紧面，所述第二夹紧面上设有与所述防脱落卡扣相配合的防脱落卡口，所述夹具本体与夹具压板的内侧均设有弧形夹持凹面，所述夹具本体的底部还设有调平半柱面，所述调平半柱面用于与所述底板相切，且所述调平半柱面的轴向与夹具本体及夹具压板内侧弧形夹持凹面的轴向相交叉。

作为优选，进一步的技术方案是：所述调平半柱面的轴向与夹具本体及夹具压板内侧弧形夹持凹面的轴向相垂直。

更进一步的技术方案是：所述调平半柱面与夹具本体底部的中心线相重合，且所述调平半柱面的两端与所述夹具本体底部的两端齐平。

更进一步的技术方案是：所述夹具本体及夹具压板内侧弧形夹持凹面的中轴线与试样的中轴线相重合，且所述夹具本体及夹具压板内侧弧形夹持凹面的纵截面半径，还与试样夹持方向纵截面的半径相等。

更进一步的技术方案是：所述锁紧装置为基体与基体压板端部相互对应的第一螺孔，用于由螺栓或螺钉将基体与基体压板锁紧。

更进一步的技术方案是：所述基体与基体压板的端部通过销轴活动连接。

更进一步的技术方案是：所述底板为矩形，且所述底板的四个角附近均设有第二螺孔，用于将上试样夹具安装在摩擦磨损试验机上。

更进一步的技术方案是：所述防脱落卡扣与防脱落卡口为相互吻合的台阶状结构。