一种扇形金属导体拉伸试验夹头的设计方法及夹头技术

一种扇形金属导体拉伸试验夹头的设计方法，包括步骤：S1分解问题：扇形截面导体的接头特点对夹头的设计要求；夹紧动作对夹头的设计要求；S2分析问题难度和主次，确定解决顺序和方向；S3设计夹头块解决主要问题；S4设计夹紧程度调节机构解决次要问题。一种扇形金属导体拉伸试验夹头，包括导体夹持机构和夹紧程度调节机构；所述导体夹持机构包括：成对的第一、二夹头块单元；夹紧程度调节机构分别连接两个夹头块单元；两个夹头块单元的正面是夹持面，夹持面相向且随夹紧程度调节机构间距可调。本方法设计的夹头能有效防止在拉伸试验时导体滑动以及试样在夹具内断裂。动以及试样在夹具内断裂。动以及试样在夹具内断裂。

【技术实现步骤摘要】
一种扇形金属导体拉伸试验夹头的设计方法及夹头


[0001]本技术方案涉及测试装置的
，具体是一种扇形金属导体拉伸试验夹头的设计方法及夹头。

技术介绍

[0002]实心扇形铝金属导体采用专用挤铝设备高温挤出，解决了常规绞合紧压结构的铝金属导体在接头安装时经常会有端点接触不良、接触点电阻大、接头易断丝等问题。
[0003]现有常用的拉伸试验机上的夹头采用手动夹紧，费力且夹紧力小。夹头配套的常用夹块是两平板夹块，只适用于圆形或片形的材料进行拉伸试验。如果用常用的拉伸夹头来对扇形金属导体进行拉伸试验，在试验过程中扇形导体要么会发生打滑现象、要么容易在钳口处断裂，试验无法进行。

技术实现思路

[0004]本专利技术创造对现有技术中的不足，提出一种扇形金属导体拉伸试验夹头及加工方法，能有效加强夹头的夹紧力且在金属发生形变后仍能持续夹紧，采用匹配扇形形状的不对称V形夹头，能确保最终导体断裂处在夹头之外，具体如下。
[0005]一种扇形金属导体拉伸试验夹头的设计方法，步骤包括：
[0006]S1、分解问题：
[0007]问题一：扇形截面导体的可夹持面有三个，分别是两个平面和一个弧面；则需设计符合三个可夹持面的夹头块；
[0008]问题二：夹头块对扇形截面导体的夹紧动作来自于径向的力，则采用对夹头块的径向施力机构，可完成夹紧动作；
[0009]S2、问题一和问题二解决难度：
[0010]现有拉伸试验机上的夹头夹紧所用径向施力机构是备选手段，用来解决问题二；<br/>[0011]问题一的解决，在现有拉伸试验机上找不到相应机构，需要全新设计；
[0012]则问题一的解决难度大于问题二，首先解决问题一；
[0013]S3、设计夹头块解决问题一：
[0014]增加夹头夹持面与导体之间的接触面积以及二者之间的摩擦力，来解决问题一：
[0015]1)增加接触面积：把导体的扇形截面的两直边近似于等腰三角形的两腰，则确定导体的两面是由同一V型槽承载，该V型槽的两侧面对导体的两面完成贴合，接触面积最大；
[0016]导体的扇形截面的弧形边近似于角度很大的钝角等腰三角形，则确定导体的弧面是由另一V型槽承载，该V型槽对导体的弧面承载有两点即相切位置的点，且在紧压后，弧形边仅发生微小形变，两点位置处变形成大的接触面；
[0017]2)设计夹块防滑齿：
[0018]V型槽侧面刻反向防滑齿，导体被压紧后，导体表面金属被防滑齿压紧变形，形成齿痕，与防滑齿啮合。
[0019]接着解决次重要问题二
[0020]S4、设计夹紧程度调节机构解决问题二：
[0021]夹紧块夹住导体，导体的轴线需保持不变；则两个V型槽是同步径向夹紧；
[0022]由于夹头整体结构小，使用场景空间小，径向同步联动机构不适用；设计使V型槽是同步径向夹紧的机构，采用同一轴向直线动作转为两个同步相对的径向直线动作的机构：
[0023]1)轴向直线动作机构：液压缸、气压缸或电动推杆；
[0024]电动推杆的动作行程固定，易对导体施以强力，损失导体；
[0025]液压、气压缸的媒介是液体或气体，导体可以其施力以对抗，由压力媒介的压缩来吸收这部分能量；
[0026]液压和气压相比，因液压油在封闭循环通道内，且密度大，动作反应及时，由于气压；
[0027]2)垂直直线动作机构：采用斜面之间的滑动，来改变作用力的方向；
[0028]设计限位块与夹紧块是斜面滑动连接，固定限位块，对夹紧块施以轴向的力，限位块限制夹紧块的轴向运动趋势，轴向的力转为径向运动和沿斜面的运动；
[0029]两组限位块与夹紧块之间的角度相同，即实现了同步相对的径向直线动作。
[0030]在设计夹块防滑齿过程中：防滑齿与水平方向呈10度～20度夹角分布，相对水平分布的防滑齿轮其防滑齿咬紧导体后接触面积更大，防滑效果更好，并以单齿高1～2mm，单齿角度45度。
[0031]采用上述设计方法设计的夹头如下：
[0032]一种扇形金属导体拉伸试验夹头，包括导体夹持机构和夹紧程度调节机构。所述导体夹持机构包括：成对的第一、二夹头块单元；夹紧程度调节机构分别连接两个夹头块单元；两个夹头块单元的正面是夹持面，夹持面相向且随夹紧程度调节机构间距可调；
[0033]两个夹头块单元的夹持面的表面都设有凹槽；凹槽的径向截面是“V”字形，凹槽的两侧面的长度和宽度相同；
[0034]两个夹持面上的凹槽的底角(即凹槽的两侧面构成的夹角)分别是α和β；α的角度小于β的角度；
[0035]凹槽的两侧面上都刻有防滑齿；
[0036]两个夹头块单元的夹持面相互接近，两个夹持面上的凹槽围成扇形金属导体所在空间，凹槽的长度方向与扇形金属导体的轴线方向是同向的。
[0037]进一步优化：凹槽的同一侧面上的防滑齿有多个，它们是相互平行的斜齿，构成斜齿条形状；同一凹槽的两个侧面的斜齿的螺旋角相反，两个侧面上的对应斜齿构成角指向扇形金属导体的插入端。每个防滑齿的齿顶朝向扇形金属导体的插入端的反方向。
[0038]具体来说：
[0039]所述夹紧程度调节机构包括夹头块单元限位机构和液压或气压的缸体；
[0040]缸体的活塞杆连接于活塞，活塞杆随活塞从缸体的头部伸出/回缩缸体；
[0041]所述夹头块单元限位机构包括成对的第一、二限位块，两个限位块都连接于缸体的头部；第一、二限位块的正面相向，且它们关于平面a成镜像对称；且它们之间是第一、二夹头块单元所在位置；
[0042]第一、二夹头块单元的背面分别与第一、二限位块的正面滑动连接；且扇形金属导体的轴线方向与缸体的轴线方向是同向的；第一、二夹头块单元滑动连接于活塞杆的端部，滑动方向垂直于平面a；
[0043]第一夹头块单元的背面与第一位限位块的正面的连接结构为：第一夹头块单元的背面的上部是倾斜平面，倾斜平面与平面a所成角度为γ；第一限位块的正面的上部是倾斜平面，倾斜平面与平面a所成角度为γ；
[0044]第二夹头块单元的背面与第二位限位块的正面的连接结构为：第二夹头块单元的背面的上部是倾斜平面，倾斜平面与平面a所成角度为180
°‑
γ；第二限位块的正面的上部是倾斜平面，倾斜平面与平面a所成角度为180
°‑
γ；
[0045]第一、二限位块的正面围成空间是下大上小的空间，空间的小端远离缸体，扇形金属导体从空间的小端一侧插入。
[0046]进一步优化：所述第一、二夹头块单元分别包括第一、二夹头块和第一、二夹头座；第一夹头块可拆卸连接于第一夹头座；第二夹头块可拆卸连接于第二夹头座；
[0047]夹持面分别在第一、二夹头块的正面；
[0048]第一、二夹头块单元的背面在第一、二夹头座的背面；
[0049]第一、二夹头座的底部通过滑动连接结构与活塞杆的端部连接。例如：活塞杆的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扇形金属导体拉伸试验夹头的设计方法，其特征是包括步骤：S1、分解问题：问题一：扇形截面导体的可夹持面有三个，分别是两个平面和一个弧面；则需设计符合三个可夹持面的夹头块；问题二：夹头块对扇形截面导体的夹紧动作来自于径向的力，则采用对夹头块的径向施力机构，可完成夹紧动作；S2、问题一和问题二解决难度：现有拉伸试验机上的夹头夹紧所用径向施力机构是备选手段，用来解决问题二；问题一的解决，在现有拉伸试验机上找不到相应机构，需要全新设计；则问题一的解决难度大于问题二，首先解决问题一；S3、设计夹头块解决问题一：增加夹头夹持面与导体之间的接触面积以及二者之间的摩擦力，来解决问题一：1)增加接触面积：把导体的扇形截面的两直边近似于等腰三角形的两腰，则确定导体的两面是由同一V型槽承载，该V型槽的两侧面对导体的两面完成贴合，接触面积最大；导体的扇形截面的弧形边近似于角度很大的钝角等腰三角形，则确定导体的弧面是由另一V型槽承载，该V型槽对导体的弧面承载有两点即相切位置的点，且在紧压后，弧形边仅发生微小形变，两点位置处变形成大的接触面；2)设计夹块防滑齿：V型槽侧面刻反向防滑齿，导体被压紧后，导体表面金属被防滑齿压紧变形，形成齿痕，与防滑齿啮合。2.根据权利要求1所述的扇形金属导体拉伸试验夹头的设计方法，其特征是还包括步骤：S4、设计夹紧程度调节机构解决问题二：夹紧块夹住导体，导体的轴线需保持不变；则两个V型槽是同步径向夹紧；由于夹头整体结构小，使用场景空间小，径向同步联动机构不适用；设计使V型槽是同步径向夹紧的机构，采用同一轴向直线动作转为两个同步相对的径向直线动作的机构：1)轴向直线动作机构：液压缸、气压缸或电动推杆；电动推杆的动作行程固定，易对导体施以强力，损伤导体；液压、气压缸的媒介是液体或气体，导体可以对其施力以对抗，由压力媒介的压缩来吸收这部分能量；液压和气压相比，因液压油在封闭循环通道内，且密度大，动作反应及时，优于气压；2)垂直直线动作机构：采用斜面之间的滑动，来改变作用力的方向；设计限位块与夹紧块是斜面滑动连接，固定限位块，对夹紧块施以轴向的力，限位块限制夹紧块的轴向运动趋势，轴向的力转为径向运动和沿斜面的运动；两组限位块与夹紧块之间的角度相同，即实现了同步相对的径向直线动作。3.根据权利要求1或2所述的扇形金属导体拉伸试验夹头的设计方法，其特征是在设计夹块防滑齿过程中：防滑齿与水平方向呈10度～20度夹角分布，相对水平分布的防滑齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄东宇，祝军，李斌，刘雄军，凌国桢，梁福才，
申请(专利权)人：江苏上上电缆集团新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：