本發(fā)明涉及一種用于摩擦磨損試驗機的試樣夾具，更具體的說，本發(fā)明主要涉及一種可自動調(diào)平的線面接觸式上試樣夾具。

背景技術(shù)：
由于發(fā)生相對運動，使得相互接觸的機械零件之間因為摩擦造成零件損傷。微動磨損是發(fā)生在有極小振幅運動的機械零件中的一種損傷方式，是工程中最為常見、最普遍的一種損傷形式。通過模擬實際工況環(huán)境來研究材料的摩擦磨損性能，是提升機械零部件壽命的有效手段。摩擦磨損試驗機是一種用于研究材料接觸表面之間摩擦磨損和潤滑性能的科學(xué)儀器，實驗用試樣的夾持固定是真實反映材料摩擦磨損性能的重要環(huán)節(jié)。為了能夠真實模擬實際工況環(huán)境，摩擦磨損實驗要求上下試樣的測試面必須完整均勻接觸。一個性能優(yōu)異的試樣夾具除了保證上下試樣測試面的完整均勻接觸外，夾具的易裝夾性、高剛性、耐磨損、不損傷試樣、裝夾穩(wěn)定牢固及小型輕便性能也是高性能摩擦磨損試驗機的基本要求。尤其對于微動摩擦磨損實驗，由于運動的幅度非常?。ㄍǔＴ谖⒚准墑e），更對夾具的剛性及夾持穩(wěn)定性提出了更高的要求。目前，國內(nèi)關(guān)于試驗機試樣夾具的專利多集中于材料拉伸試驗機，如公開號為CN103645092的中國發(fā)明專利，授權(quán)公告號為CN203629956的中國實用新型專利等，而針對于摩擦磨損試驗機的試樣夾具還未見有授權(quán)專利。摩擦磨損實驗中，常見的試樣接觸方式主要有點-面接觸、線-面接觸、面-面接觸三種形式。在摩擦磨損實驗中，常見的試樣接觸方式主要有點-面接觸、線-面接觸、面-面接觸三種形式，其中，線接觸式最為常見。圖1示出的是目前市面上線-面接觸式試樣主要的夾具結(jié)構(gòu)。該類型夾具在裝置主體中加工出一凹槽，圓柱形試樣放置其中。利用兩個螺釘從側(cè)面將其旋緊固定。該類型夾具的特點是結(jié)構(gòu)簡單，但因為夾緊過程中，螺釘直接與試樣表面接觸，從而：1）在鎖緊螺釘旋緊的同時，造成試樣兩端發(fā)生不同程度位移，使得試樣傾斜；2）在螺釘旋緊的過程中，螺釘前端擠壓試樣，容易造成試樣圓柱面的局部損壞；3）兩個螺釘端面與圓柱試樣側(cè)面之間屬于點接觸形式，容易松動，不能保證試樣的牢固夾持。并且，由于加工精度、裝配精度等的影響，摩擦磨損實驗中，上下試樣之間都會有一個較小的角度，不能完整均勻接觸，如圖2所示，從而造成試驗測試數(shù)據(jù)的偏差，因此有必要針對現(xiàn)有上試樣的夾具結(jié)構(gòu)做進一步的改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一在于針對上述不足，提供一種可自動調(diào)平的線面接觸式上試樣夾具，以期望解決現(xiàn)有技術(shù)中由于螺釘直接與試樣表面接觸，造成夾緊后試樣兩端發(fā)生位移，以及螺釘擠壓試樣易造成局部損壞，穩(wěn)定性不夠，且夾緊后上下試樣之間無法均勻接觸等技術(shù)問題。為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明所提供的一種可自動調(diào)平的線面接觸式上試樣夾具，包括基體，所述基體固定在底板上，且所述基體的一端還與基體壓板活動連接，所述基體與基體壓板的另一端上還設(shè)有鎖緊裝置，且所述基體與基體壓板的內(nèi)側(cè)形成第一夾緊面，所述夾緊面上還設(shè)有防脫落卡扣；所述上試樣夾具還包括夾具本體與夾具壓板，所述夾具本體與夾具壓板的外側(cè)面形成第二夾緊面，所述第二夾緊面上設(shè)有與所述防脫落卡扣相配合的防脫落卡口，所述夾具本體與夾具壓板的內(nèi)側(cè)均設(shè)有弧形夾持凹面，所述夾具本體的底部還設(shè)有調(diào)平半柱面，所述調(diào)平半柱面用于與所述底板相切，且所述調(diào)平半柱面的軸向與夾具本體及夾具壓板內(nèi)側(cè)弧形夾持凹面的軸向相交叉。作為優(yōu)選，進一步的技術(shù)方案是：所述調(diào)平半柱面的軸向與夾具本體及夾具壓板內(nèi)側(cè)弧形夾持凹面的軸向相垂直。更進一步的技術(shù)方案是：所述調(diào)平半柱面與夾具本體底部的中心線相重合，且所述調(diào)平半柱面的兩端與所述夾具本體底部的兩端齊平。更進一步的技術(shù)方案是：所述夾具本體及夾具壓板內(nèi)側(cè)弧形夾持凹面的中軸線與試樣的中軸線相重合，且所述夾具本體及夾具壓板內(nèi)側(cè)弧形夾持凹面的縱截面半徑，還與試樣夾持方向縱截面的半徑相等。更進一步的技術(shù)方案是：所述鎖緊裝置為基體與基體壓板端部相互對應(yīng)的第一螺孔，用于由螺栓或螺釘將基體與基體壓板鎖緊。更進一步的技術(shù)方案是：所述基體與基體壓板的端部通過銷軸活動連接。更進一步的技術(shù)方案是：所述底板為矩形，且所述底板的四個角附近均設(shè)有第二螺孔，用于將上試樣夾具安裝在摩擦磨損試驗機上。更進一步的技術(shù)方案是：所述防脫落卡扣與防脫落卡口為相互吻合的臺階狀結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是：由基體與基體壓板通過夾具本體及夾具壓板夾緊試樣，避免了螺釘直接與試樣接觸在旋緊螺釘?shù)倪^程中造成試樣局部損壞，并通過夾具本體與夾具壓板將試樣包裹在其中，以圓柱面直接接觸的方式保證試樣能被穩(wěn)定的夾持，且通過夾具本體底部的調(diào)平半柱面還可使夾具本體繞調(diào)平半柱面的軸線徑向自由旋轉(zhuǎn)，使之在外加載荷的作用下，可帶動夾緊的上試樣自由轉(zhuǎn)動，從而使上下試樣均勻完全接觸之后，通過鎖緊裝置鎖緊夾具本體與夾具壓板及試樣，保證上下試樣能夠均勻接觸，有效提升試驗測試數(shù)據(jù)的準確性，同時本發(fā)明所提供的一種可自動調(diào)平的線面接觸式上試樣夾具結(jié)構(gòu)簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)，且在調(diào)整尺寸后可用于各種規(guī)格柱形試樣的夾持，應(yīng)用范圍廣闊。附圖說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)的夾具結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為上試樣與下試樣接觸的接觸面示意圖；圖3為用于說明本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為用于說明本發(fā)明一個實施例中的基體及基體壓板結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為用于說明本發(fā)明一個實施例中的夾具本體及夾具壓板結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1為基體、2為基體壓板、3為第一夾緊面、4為防脫落卡扣、5為夾具本體、6為夾具壓板、7為第二夾緊面、8為防脫落卡口、9為弧形夾持凹面、10為調(diào)平半柱面、11為底板、12為第一螺孔、13為銷軸、14為第二螺孔、15為試樣、16為螺栓或螺釘。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步闡述。參考圖3與圖4所示，本發(fā)明的一個實施例是一種可自動調(diào)平的線面接觸式上試樣夾具，包括基體1，該基體1固定在底板11上，并且基體1的一端還需與基體壓板2活動連接，更為重要的是前述基體1與基體壓板2的另一端上還設(shè)有鎖緊裝置，且基體1與基體壓板2的內(nèi)側(cè)形成第一夾緊面3，并在夾緊面上還設(shè)有防脫落卡扣4；通過鎖緊裝置將基體1與基體壓板2的一端鎖緊后，兩者之間即可形成一個夾持腔。結(jié)合圖5所示，與上述夾持腔的結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的是，本實施例中的上試樣夾具還應(yīng)當包括夾具本體5與夾具壓板6，而夾具本體5與夾具壓板6的外側(cè)面形成第二夾緊面7，該第二夾緊面7用于在上述的夾持腔形成后，與第一夾緊面3緊密的接觸，并且，為防止夾具本體5夾具壓板6從夾持腔中脫出，還需在第二夾緊面7上增設(shè)與防脫落卡扣4相配合的防脫落卡口8；而正如圖5所示出的，夾具本體5與夾具壓板6的內(nèi)側(cè)均設(shè)有弧形夾持凹面9；更進一步的，基于防脫落卡扣4與防脫落卡口8的上述作用，發(fā)明人對兩者的結(jié)構(gòu)進行多種構(gòu)想，但考慮到夾具本身的零件構(gòu)成、組裝使用的便利性，發(fā)明人最終放棄了復(fù)雜的卡扣結(jié)構(gòu)，選擇了一種相對簡便，且易于加工的鎖止結(jié)構(gòu)，具體為將采用相互吻合的臺階狀結(jié)構(gòu)作為上述的防脫落卡扣4與防脫落卡口8。與現(xiàn)有技術(shù)具有顯著區(qū)別的是，在上述夾具本體5的底部還設(shè)有調(diào)平半柱面10，該調(diào)平半柱面10用于與所述底板11相切，且調(diào)平半柱面10的軸向與夾具本體5及夾具壓板6內(nèi)側(cè)弧形夾持凹面9的軸向相交叉，通過該調(diào)平半柱面10，即可實現(xiàn)柱形試樣15的徑向旋轉(zhuǎn)。關(guān)于前述調(diào)平半柱面10的具體位置，發(fā)明人進行了試驗，且參考了附圖中基體1與夾具本體5的常規(guī)結(jié)構(gòu)，認為將調(diào)平半柱面10軸向與夾具本體5及夾具壓板6內(nèi)側(cè)弧形夾持凹面9的軸向相垂直為一個較佳的位置設(shè)置。在本實施例中，由基體1與基體壓板2通過夾具本體5及夾具壓板6夾緊試樣15，避免了螺釘直接與試樣接觸在旋緊螺釘?shù)倪^程中造成試樣局部損壞，并通過夾具本體5與夾具壓板6將試樣包裹在其中，以圓柱面直接接觸的方式保證試樣能被穩(wěn)定的夾持，且通過夾具本體5底部的調(diào)平半柱面10還可使夾具本體繞調(diào)平半柱面10的軸線徑向自由旋轉(zhuǎn)，使之在外加載荷的作用下，可帶動夾緊的上試樣自由轉(zhuǎn)動，從而使上下試樣均勻完全接觸之后，通過鎖緊裝置鎖緊夾具本體與夾具壓板及試樣，保證上下試樣能夠均勻接觸，有效提升試驗測試數(shù)據(jù)的準確性。同樣的，為增加調(diào)平半柱面10置于底板11上部的穩(wěn)定性，還可將調(diào)平半柱面10的位置設(shè)置為與夾具本體5底部的中心線相重合，且所述調(diào)平半柱面10的兩端與所述夾具本體5底部的兩端齊平。在本發(fā)明另一實施例中，為增加試樣15夾持的穩(wěn)定性，作為更緊密的尺寸設(shè)置，可將上述夾具本體5及夾具壓板6內(nèi)側(cè)弧形夾持凹面9的中軸線設(shè)置為與試樣15的中軸線相重合，并使夾具本體5及夾具壓板6內(nèi)側(cè)弧形夾持凹面9的縱截面半徑，與試樣夾持方向縱截面的半徑相等。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，為使上述的鎖緊裝置能方便拆卸，可將設(shè)置在基體1與基體壓板2端部相互對應(yīng)的第一螺孔12作為上述的鎖緊裝置，即通過螺栓或螺釘16將基體1與基體壓板2鎖緊。另外，為方便基體1與基體壓板2的一端能方便開合，發(fā)明人參考現(xiàn)有技術(shù)，將基體1與基體壓板2的其中一端通過銷軸13活動連接，并且為方便夾具在摩擦磨損試驗機上的安裝，可將上述底板11設(shè)置為矩形，并在底板11的四個角附近各增設(shè)一個第二螺孔14，用于由螺栓通過螺孔將上試樣夾具安裝在摩擦磨損試驗機上。除上述以外，本發(fā)明還具有如下特點：1、夾具采用圓柱狀試樣，試樣15與弧形夾持凹面9具有同樣的曲率半徑，保證了試樣15夾持后軸向位置的精確性，解決了上試樣對中的問題。2、和傳統(tǒng)夾具依靠螺釘頂緊試樣的方式不同，本發(fā)明通過夾具本體與夾具壓板夾緊試樣，避免了旋緊螺釘?shù)倪^程中螺釘前端擠壓試樣容易造成試樣圓柱面局部損壞的缺陷。3、采用夾具壓板與試樣夾具相配合，將圓柱形試樣包絡(luò)在夾具中，以圓柱面接觸的方式實現(xiàn)試樣的穩(wěn)定夾持。4、通過修改夾具本體、夾具壓板上試樣固定凹槽面的曲率半徑，本夾具可夾持任意半徑的圓柱形試樣。5、夾具本體可在基體內(nèi)繞著調(diào)平半柱面10軸線自由旋轉(zhuǎn)，在外加載荷的作用下，上試樣可隨著下試樣平面的狀態(tài)自由轉(zhuǎn)動，從而使得上下試樣達到完整均勻接觸的目的，并通過鎖緊螺釘固定接觸狀態(tài)后進行試驗，提升試驗數(shù)據(jù)的準確性。6、夾具通過銷軸與一個鎖緊螺釘實現(xiàn)試樣的裝夾固定，試樣裝夾、拆卸簡單方便。且整個夾具結(jié)構(gòu)緊湊、零件數(shù)量少、體積小。夾具的整體高度可小于20mm，有利于減小彎矩對測試結(jié)果的影響，提高測量精度。7、本夾具主要零件基體、基體壓板、夾具本體、夾具壓板均由耐磨、耐腐蝕的材料GCr15高碳軸承鋼經(jīng)熱處理后制成，使用壽命長，無需維護。除上述以外，還需要說明的是在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”等，指的是結(jié)合該實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結(jié)合任一實施例描述一個具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點時，所要主張的是結(jié)合其他實施例來實現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管這里參照本發(fā)明的多個解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。