本发明专利技术涉及材料试验技术领域，具体为一种试样固定装置和安装使用方法，采用定位圆球复合铰接实现两个平面的密合接触，能够为加热炉或真空腔体内传递需要的压力和相对运动。动试样安装台上面依次设置动试样、静试样、铰接块、定位圆球、加载杆，铰接块为凹槽结构，铰接块通过其下面的铰接块定位台与静试样中心的静试样定位口插装定位配合，加载杆的加载端伸至铰接块的凹槽内，定位圆球位于加载杆的下端面与铰接块的凹槽内底面之间，加载杆的下端面与铰接块的凹槽内底面分别设有与定位圆球相对应匹配的半球面凹槽。对于解决材料力学实验，特别在摩擦磨损试验中的试样平面接触问题方面，能保证在加热炉腔或真空室的有限空间内。能保证在加热炉腔或真空室的有限空间内。
【技术实现步骤摘要】
一种试样固定装置和安装使用方法
[0001]本专利技术涉及材料试验
，具体为一种试样固定装置和安装使用方法。
技术介绍
[0002]在材料试验中，经常加热到600℃以上的高温或抽真空，实现不同于常温和大气的环境要求。如果试样间有相对运动的需要，传递所需的压力载荷、旋转或位移运动，通常都是把试样安装固定装置整体封闭在加热炉体或真空腔内，试验中所需要的空间很大，并且导致加热炉体或真空腔结构十分复杂。在涉及高温和真空的材料摩擦磨损试验中，因为难以保证试样的可靠接触，一般只能做销/环、销/盘或球/盘接触的方式，以平面接触为主要特征的环/盘、盘/盘接触的方式受到很大限制。
[0003]如图1所示，常规端面盘/盘摩擦试验机的试样固定装置，主要包括：加热炉体或真空腔1、密封结构2、动试样安装台3、动试样4、静试样5、定位圆球7、加热棒9、加载杆10等，具体结构如下：动试样安装台3上面依次设置动试样4、静试样5、加载杆10、定位圆球7和试验机夹具，圆盘形动试样4与动试样安装台3通过销钉连接，圆盘形静试样5与圆盘形动试样4上下相对设置，静试样5与加载杆10通过销钉连接，试验机夹具与加载杆10之间通过定位圆球7铰接定位。加热炉体或真空腔1的上口和下口分别设置密封结构2，动试样安装台3的底部旋转轴穿设于下口处密封结构2内侧，试验机夹具与加载杆10连接的一端穿设于上口处密封结构2内侧，加热炉体或真空腔1内设置加热棒9。
[0004]常温下的环/盘、盘/盘接触方式的端面摩擦磨损试验机，为了保证平面接触的可靠，在安装试样时采用对轴心调中的方法使得加载中心能够微调，试样与加载轴采用紧固联结，成相对一体的状态，可见形成的试样夹具体积很大，放在高温炉或真空腔中的条件受到限制。因为试样与夹具同时进入加热炉体或真空腔，所以试样尺寸不能大于试样夹具，这样的结果决定了试样的接触面积尺寸不能大；而且，夹具在整个试验过程中必须与试样一起加热或抽真空，致使试验机功率加大，也严重影响试验的效率。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于一种试样固定装置和安装使用方法，实现两个平面的密合接触，能够为封闭或真空腔体内传递需要的压力和相对运动，解决材料试验中试样难以在高温或真空环境下安装的现有技术问题。
[0006]为了实现上述的目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种试样固定装置，该装置包括：动试样安装台、动试样、静试样、铰接块、定位圆球、联结销钉、加载杆，具体结构如下：
[0008]动试样安装台上面依次设置动试样、静试样、铰接块、定位圆球、加载杆，铰接块为凹槽结构，铰接块通过其下面的铰接块定位台与静试样中心的静试样定位口插装定位配合，加载杆的加载端伸至铰接块的凹槽内，定位圆球位于加载杆的下端面与铰接块的凹槽内底面之间，加载杆的下端面与铰接块的凹槽内底面分别设有与定位圆球相对应匹配的半
球面凹槽，形成铰接定位结构；铰接块的凹槽侧面顶部相对设有铰接块接口，加载杆下部设有可与铰接块接口相对应的水平联结销钉孔，联结销钉穿设于加载杆的联结销钉孔，联结销钉两端伸至联结销钉孔外的部分可与铰接块接口搭接。
[0009]所述的试样固定装置，圆盘形动试样与动试样安装台通过销钉连接，静试样与圆盘形动试样上下相对设置。
[0010]所述的试样固定装置，试样固定装置设于加热炉体或真空腔内，加热炉体或真空腔的上口和下口分别设置密封结构，动试样安装台的底部旋转轴穿设于下口处密封结构内侧，夹具与加载杆连接的一端穿设于上口处密封结构内侧。
[0011]所述的试样固定装置，加载杆与静试样通过铰接块和定位圆球联结，形成可分离的结构，由联结销钉控制加载杆和铰接块的相对位置。
[0012]所述的试样固定装置，当试样固定装置应用于材料的环/盘高温摩擦磨损试验时，静试样的下面设有环形试验面，环形试验面与圆盘形动试样配副，加载杆穿过试验机的测力杠杆臂，加载杆的顶部加上砝码，通过加载砝码控制试验载荷。
[0013]所述的试样固定装置，当试样固定装置应用于材料的圆销/圆盘高温摩擦磨损试验时，静试样的下面设有圆形试验面，圆形试验面与圆盘形动试样配副，加载杆的顶部安装伺服升降机构，通过伺服升降机构控制试验载荷。
[0014]所述的试样固定装置，静试样定位口为四方形、多边形、阶梯槽、燕尾槽或齿形槽，静试样定位口为一个或两个以上，铰接块的铰接块定位台为与静试样定位口相契合结构。
[0015]一种试样固定装置的安装使用方法，包括如下步骤：
[0016](1)依据具体的试验机接口要求，设计制作加载杆联结端，将加载杆安装到试验机上；
[0017](2)依据具体的试验机动试样安装台安装要求，将相对应的动试样安装到试验机动试样安装台上，动试样采用盘试样，在试验中旋转运动或往复运动；
[0018](3)将静试样的静试样定位口和铰接块的铰接块定位台通过凹凸配合在一起，然后将静试样与动试样的试验面相对居中放置好，再在铰接块的半球面凹槽中放入定位圆球；
[0019](4)操作试验机，运行加载杆使加载端进入铰接块，压紧定位圆球调整试样对中，并且转动铰接块使铰接块接口对准加载杆上的联结销钉孔；
[0020](5)操作试验机，分离加载杆和铰接块，在加载杆上的联结销钉孔装入联结销钉，然后运行加载杆验证联结销钉与铰接块接口的位置，达到可靠压紧试验面的状态；
[0021](6)依据具体的试验要求，操作试验机使加载杆压紧，调整加热炉体或真空腔使密封结构符合要求，控制所需要的载荷，等待进行试验；或者，操作试验机分离加载杆和铰接块，使之移出加热炉体或真空腔，在试样加热或抽真空到所需要的条件后，再操作加载杆进入铰接块，控制所需要的载荷，进行试验。
[0022]本专利技术的设计思想是：
[0023]本专利技术根据与加热炉体或真空腔的相对关系设定为静试样和动试样，动试样的运动来源于试验装置固有的转动或往复运动装置，其机械设计及密封关系属一般的技术规范，不在本专利技术考虑的范围。静试样则与铰接块、定位圆球、加载杆结合，组成可分离的结构把需要的压力载荷和相对运动施加在动试样上。静试样设计为圆块或方块，其试验面可以
设计成整体、局部平面或者圆环、方环，与之相对的背面设计有凸凹结构，以便于和铰接块契合。铰接块一端具有定位圆球容纳室和铰接块接口，另一端设计有与静试样契合的凸凹结构。加载杆的一端具有定位圆球容纳坑和销钉孔，通过定位圆球与铰接块中心定位，保证在加载过程中静、动试样的试验面始终可靠接触；并通过销钉联结铰接块，控制试验时静试样与加载杆的相对位置。加载杆的直径小于静试样，所以能先安装好静、动试样后，通过铰接块和定位圆球固定好加载杆，然后再分离加载杆到炉体或真空腔外，待炉体或真空腔闭合后，在需要加载时进入。
[0024]本专利技术通过定位圆球复合铰接实现两个平面的密合接触，适用于向封闭或真空腔体内传递需要的压力和相对运动，该装置以定位圆球复合铰接方式传递压力和相对运动。试样分别设计为动试样和静试样，两者为平面接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种试样固定装置，其特征在于，该装置包括：动试样安装台、动试样、静试样、铰接块、定位圆球、联结销钉、加载杆，具体结构如下：动试样安装台上面依次设置动试样、静试样、铰接块、定位圆球、加载杆，铰接块为凹槽结构，铰接块通过其下面的铰接块定位台与静试样中心的静试样定位口插装定位配合，加载杆的加载端伸至铰接块的凹槽内，定位圆球位于加载杆的下端面与铰接块的凹槽内底面之间，加载杆的下端面与铰接块的凹槽内底面分别设有与定位圆球相对应匹配的半球面凹槽，形成铰接定位结构；铰接块的凹槽侧面顶部相对设有铰接块接口，加载杆下部设有可与铰接块接口相对应的水平联结销钉孔，联结销钉穿设于加载杆的联结销钉孔，联结销钉两端伸至联结销钉孔外的部分可与铰接块接口搭接。2.按照权利要求1所述的试样固定装置，其特征在于，圆盘形动试样与动试样安装台通过销钉连接，静试样与圆盘形动试样上下相对设置。3.按照权利要求1所述的试样固定装置，其特征在于，试样固定装置设于加热炉体或真空腔内，加热炉体或真空腔的上口和下口分别设置密封结构，动试样安装台的底部旋转轴穿设于下口处密封结构内侧，夹具与加载杆连接的一端穿设于上口处密封结构内侧。4.按照权利要求1所述的试样固定装置，其特征在于，加载杆与静试样通过铰接块和定位圆球联结，形成可分离的结构，由联结销钉控制加载杆和铰接块的相对位置。5.按照权利要求1所述的试样固定装置，其特征在于，当试样固定装置应用于材料的环/盘高温摩擦磨损试验时，静试样的下面设有环形试验面，环形试验面与圆盘形动试样配副，加载杆穿过试验机的测力杠杆臂，加载杆的顶部加上砝码，通过加载砝码控制试验载荷。6.按照权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，张重远，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。