一种自带冷却系统的单轴加载试验夹具技术方案

本发明专利技术的目的在于公开一种自带冷却系统的单轴加载试验夹具，它包括自带冷却流道的夹具和冷却剂箱，所述冷却剂箱的输出端通过管道依次连接自带冷却流道的夹具和所述冷却剂箱的输入端；所述自带冷却流道的夹具固定安装在试验机基座上，所述自带冷却流道的夹具之间装夹有试样，所述试样设置在高温炉中，在所述冷却剂箱的输出端分别设置有冷却泵和冷却阀门；与现有技术相比，在充分保证高温环境下单轴加载试验夹具精度的前提下，大幅扩展了常规单轴加载试验机的测试温度范围，具备制造成本低廉，结构简单轻巧以及安装灵活等优点，具有良好的应用价值和市场竞争力，实现本发明专利技术的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种自带冷却系统的单轴加载试验夹具
本专利技术涉及一种单轴加载试验夹具，特别涉及一种能够保证测试精度且具备冷却能力的自带冷却系统的单轴加载试验夹具。
技术介绍
在核电、火电、航空航天、船舶、火车等领域，均需要开展设备材料在高温空气环境下的单轴加载试验，如单轴拉伸试验、单轴疲劳测试等。目前，常规的单轴加载试验机及夹头设计中，试验加载系统的连接部件如液压夹头、夹具、试样等均为金属材料，具有良好的导热性。在高温环境下开展测试时，需要将试样置于高温环境中，试验机连接部件良好的热传导性能可能造成试验控制元件的损伤，所以常规测试系统的测试温度范围高温限值不能超过170℃，具有明显的局限性。目前，通常进行测试范围拓展的主要方式是通过使用专用高温夹头替代常规夹头的方式，对测试温度范围进行拓展。但高温专用夹头通常成本高昂，需要进行专门的购置，并且高温夹头与常温夹头结构复杂，进而导致夹头安装复杂，大大增加了高温空气环境单轴加载测试的成本和操作的复杂性。因此，特别需要一种自带冷却系统的单轴加载试验夹具，以解决上述现有存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自带冷却系统的单轴加载试验夹具，针对现有技术的不足，大幅扩展了常规单轴加载试验机的测试温度范围，具备制造成本低廉，结构简单轻巧以及安装灵活等优点。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种自带冷却系统的单轴加载试验夹具，其特征在于，它包括自带冷却流道的夹具和冷却剂箱，所述冷却剂箱的输出端通过管道依次连接自带冷却流道的夹具和所述冷却剂箱的输入端；所述自带冷却流道的夹具安装在试验机基座上，所述自带冷却流道的夹具之间装夹有试样，所述试样设置在高温炉中，在所述冷却剂箱的输出端分别设置有冷却泵和冷却阀门。在本专利技术的一个实施例中，所述自带冷却流道的夹具包括夹具主加载轴和冷却流道腔体，所述冷却流道腔体连接在所述夹具主加载轴的外侧，在所述冷却流道腔体上分别设置有冷却剂入口和冷却剂出口。在本专利技术的一个实施例中，所述冷却流道腔体与所述夹具主加载轴之间通过机械装配方式互相连接，机械装配方式包括但不限于焊接、螺纹连接和过盈装配。在本专利技术的一个实施例中，所述冷却剂入口和所述冷却剂出口分别设置在所述冷却流道腔体的同侧或者环向分布在所述冷却流道腔体的任意角度上。在本专利技术的一个实施例中，所述冷却流道腔体的冷却流道截面形状包括但不限于矩形。在本专利技术的一个实施例中，所述自带冷却流道的夹具与所述试样之间通过螺纹方式互相连接。本专利技术的自带冷却系统的单轴加载试验夹具，与现有技术相比，在充分保证高温环境下单轴加载试验夹具精度的前提下，大幅扩展了常规单轴加载试验机的测试温度范围，具备制造成本低廉，结构简单轻巧以及安装灵活等优点，具有良好的应用价值和市场竞争力，实现本专利技术的目的。本专利技术的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。附图说明图1为本专利技术的自带冷却系统的单轴加载试验夹具的结构示意图；图2为本专利技术的自带冷却系统的夹具的结构示意图；图3为本专利技术的自带冷却系统的夹具中冷却流道与夹具主加载轴连接的结构示意图；图4为本专利技术的自带冷却系统的夹具中冷却剂出口和冷却剂入口的结构示意图；图5为本专利技术的夹具主加载轴的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。实施例如图1至图5所示，本专利技术的自带冷却系统的单轴加载试验夹具，它包括自带冷却流道的夹具10和冷却剂箱20，冷却剂箱20的输出端通过管道依次连接自带冷却流道的夹具10和冷却剂箱20的输入端；自带冷却流道的夹具10固定在试验机基座30上，自带冷却流道的夹具10之间设置有试样40，试样40设置在高温炉50中，在冷却剂箱20的输出端分别设置有冷却泵21和冷却阀门22。冷却剂箱20中的冷却剂选用无害、无毒、不易挥发、具有良好冷却能力冷却剂，冷却剂包括但不限于常温水和冷却专用油等。冷却泵21和冷却阀门22参数的选择需要根据对冷却效率的需求进行针对性确定，通过冷却泵21和冷却阀门22的控制实现冷却剂流量的控制，进而实现冷却效率的控制。本专利技术的自带冷却系统的单轴加载试验夹具除了图1中所显示的单循环回路的系统连接方式以外，采用上下的自带冷却流道的夹具10各一回路的双回路系统连接方式亦可，除冷却流道以外，设计参数为常温常压，需要保证自带冷却流道的夹具10具有良好的密封性。在本实施例中，自带冷却流道的夹具10包括夹具主加载轴11和冷却流道腔体12，冷却流道腔体12连接在夹具主加载轴11的外侧，在冷却流道腔体12上分别设置有冷却剂入口13和冷却剂出口14。在本实施例中，自带冷却流道的夹具10中夹具主加载轴11与冷却流道腔体12相连接，由于在试验过程中不承载，可选用常规强度的材料，夹具主加载轴11与冷却流道腔体12可以采用焊接、螺纹连接以及过盈装配等方式进行连接，需要注意的是采用机械装配的方式应保证夹具主加载轴11的材料的热涨系数应小于冷却流道腔体12的材料，具体如图3中所示。夹具主加载轴11的材料必须在高温环境下具有良好的强度性能，选择高强耐热钢作为基体材料；同时高温环境下强度下降的影响，应对主加载轴夹具主加载轴11靠近热源一侧进行补强。在本实施例中，自带冷却流道的夹具10中冷却剂入口13和冷却剂出口14的位置，在满足冷却剂进出流道的功能要求的前提下，对冷却剂入口13和冷却剂出口14的位置和数量可以根据实际需要进行设计；如图4中，冷却剂入口13和冷却剂出口14分别设置在冷却流道腔体12的同侧或者环向分布在冷却流道腔体12的任意角度上。在本实施例中，冷却流道腔体12中冷却流道截面15在满足冷却效率和夹具主加载轴11强度要求的前提下，可改变冷却流道截面15的形状；如图5中，冷却流道截面15的形状为矩形。在本实施例中，自带冷却流道的夹具10与试样40之间连接可采用目前规范允许的任意形式，不仅限于图2至图5中采用的螺纹连接方式。本专利技术的自带冷却系统的单轴加载试验夹具的工作过程如下：1.按照图2中设计制造2套夹具主加载轴、冷却流道腔体、冷却剂入口、冷却剂出口、焊缝材料，其中夹具主加载轴的加持部分和试样连接部分应与试验机夹头和试样连接端部分别匹配，冷却流道腔体在冷却剂入口和冷却剂出口位置应制造与冷却剂入口和冷却剂出口的分支管匹配的螺纹，分支管上制作预制匹配的外螺纹，保持夹具主加载轴和冷却流道腔体材料的干燥整洁，做好流道制造准备工作；2.将冷却剂入口和冷却剂出口的分支管旋入冷却流道腔体的外壁，然后在外表面根部进行焊接确保密封性；3.将完成冷却剂入口和冷却剂出口的分支管安装的冷却流道腔体套入到夹具主加载轴的指定位置，然后环向施焊或者机械装配，对于采用机械装配形式的连接，则需要在指定位置出进行过盈装配；4.完成自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自带冷却系统的单轴加载试验夹具，其特征在于，它包括自带冷却流道的夹具和冷却剂箱，所述冷却剂箱的输出端通过管道依次连接自带冷却流道的夹具和所述冷却剂箱的输入端；所述自带冷却流道的夹具安装在试验机基座上，所述自带冷却流道的夹具之间装夹有试样，所述试样设置在高温炉中，在所述冷却剂箱的输出端分别设置有冷却泵和冷却阀门。/n

【技术特征摘要】
1.一种自带冷却系统的单轴加载试验夹具，其特征在于，它包括自带冷却流道的夹具和冷却剂箱，所述冷却剂箱的输出端通过管道依次连接自带冷却流道的夹具和所述冷却剂箱的输入端；所述自带冷却流道的夹具安装在试验机基座上，所述自带冷却流道的夹具之间装夹有试样，所述试样设置在高温炉中，在所述冷却剂箱的输出端分别设置有冷却泵和冷却阀门。


2.如权利要求1所述的自带冷却系统的单轴加载试验夹具，其特征在于，所述自带冷却流道的夹具包括夹具主加载轴和冷却流道腔体，所述冷却流道腔体连接在所述夹具主加载轴的外侧，在所述冷却流道腔体上分别设置有冷却剂入口和冷却剂出口。


3.如权利要求1所述的自带冷却系统的单轴加载试验夹具，其特征在于，所述冷却流道腔体与所述夹具主加载轴之间通过焊接或机械装配方式互相连接，连接方式包括但不限...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，梁兵兵，汤剑飞，欧晓军，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31