2. 2 氣動平推楔形夾具傳動機(jī)構(gòu)
由于氣動平推楔形夾具在夾緊試樣的過程中是兩個(gè)楔塊分別在左右兩端同時(shí)相向低速運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)對試樣的夾緊，因此在兩根絲杠上分別固接尺寸規(guī)格相同的兩個(gè)大齒輪，兩個(gè)大齒輪又分別與兩個(gè)同軸的小齒輪嚙合，小齒輪的齒輪軸通過帶輪及同步帶與氣動馬達(dá)相連。絲杠由可以承受絲杠傳遞的軸向和徑向作用力的軸承來支撐，如圖 4 所示，且絲杠的導(dǎo)程和頭數(shù)應(yīng)相等，并且旋向相反，保證運(yùn)動速度和位移相同，運(yùn)動方向相反，由此可以使試樣在被施加夾緊力之后，在夾緊力方向上幾何中心不變，使夾緊精度提高，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
傳動機(jī)構(gòu)包括小帶輪、同步帶、大帶輪、齒輪軸、小齒輪、大齒輪等組件，如圖 2 所示。小帶輪固定在氣動馬達(dá)輸出軸上，并通過同步皮帶與大帶輪連接。大帶輪與兩根同軸的齒輪軸連接，并傳遞動力。齒輪軸上固定有小齒輪，小齒輪與固定在絲杠上的大齒輪相嚙合，絲杠前端與楔塊體連接，楔塊體前端為楔形結(jié)構(gòu)，并與楔塊連接。試驗(yàn)時(shí)，氣源驅(qū)動氣動馬達(dá)轉(zhuǎn)動，氣動馬達(dá)帶動小帶輪轉(zhuǎn)動，通過同步皮帶與大帶輪帶動齒輪軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過齒輪配合帶動絲杠轉(zhuǎn)動，絲杠轉(zhuǎn)動使其前端楔塊體(絲母)前后移動，最后帶動楔塊前后移動，實(shí)現(xiàn)試樣的夾緊與放松。
2. 3 夾具體
在對夾具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)之后，需要用一個(gè)外罩把驅(qū)動系統(tǒng)、傳動機(jī)構(gòu)及夾緊裝置連接、固定、組合起來，這個(gè)外罩稱之為夾具體。由于楔塊體前端為楔形結(jié)構(gòu)，試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)楔塊體受力，故此處的夾具體與楔塊體要配合加工，確保夾具體與楔塊體之間微小間隙配合運(yùn)動，如圖 5 所示，以防楔塊體受力過大使絲杠出現(xiàn)彎曲變形。以最大拉伸力為 100kN 的試驗(yàn)機(jī)夾具為例，可定性地設(shè)計(jì)出一個(gè)夾具體的理論模型，如圖 6 所示�？紤]到夾具體的安全性、經(jīng)濟(jì)性等各方面的因素，夾具體的材料選用鍛造 40Cr 合金結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用。對夾具體模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，固定夾具體與法蘭連接螺紋孔，在夾具體臺肩面上施加力載荷 F= 100kN，結(jié)果如圖 7、圖 8 所示。從圖中可以看出，夾具體最大應(yīng)力 126． 2MPa，
最大應(yīng)力發(fā)生在臺肩根部，遠(yuǎn)低于夾具體材料的最大 許 用 應(yīng) 力，滿 足 強(qiáng) 度 要 求。 最 大 變 形 為0. 07156mm，發(fā)生在臺肩頂部，滿足剛度要求。由此可見，夾具體能夠滿足夾具的正常工作要求。
勞動強(qiáng)度低及斜楔式夾具初始夾緊力小，夾持力可以隨著試樣所受拉伸力的增大而增大，能有效避免試樣打滑及平推夾具夾持范圍大，不必因試樣尺寸系列變化大而頻繁更換楔塊，楔塊對試樣平移夾緊沒有任何軸向附加力等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，采用氣動平推楔形夾具可以使拉伸試驗(yàn)機(jī)性能邁上一個(gè)新的臺階。同時(shí)，氣動平推楔形夾具可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)夾緊過程的自動化，增強(qiáng)可控性，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)材料拉伸試驗(yàn)的全自動化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 |
