本發(fā)明屬于試驗機夾具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種夾緊試樣的平推楔形夾緊裝置。

背景技術(shù)：

在材料拉伸試驗中，夾具對試樣夾持是否牢靠決定著試驗數(shù)據(jù)是否準確。

為了夾持牢靠、減小夾塊與試樣的滑移，試驗機上廣泛使用斜楔式夾緊方式，如圖1所示為手動楔形夾具，它是利用斜面移動時所產(chǎn)生的力來夾緊試樣的，斜楔式夾緊具有初始夾緊力小、夾持力可以隨著試樣所受拉伸力的增加而增大的特點，能有效避免試樣存在的打滑現(xiàn)象。

但在斜楔式拉伸夾具夾持試樣的過程中，需要對楔塊施加一個軸向推力，在這個推力的作用下，楔塊沿軸向運動，進而對試樣施加夾緊力，這種斜楔式拉伸夾具通過楔塊上下運動來調(diào)整試樣安裝空間，調(diào)整范圍小，試樣尺寸系列差別較大時需頻繁更換楔塊；同時楔塊軸向運動夾緊試樣的同時會對試樣產(chǎn)生一個軸向附加力，使試樣在試驗開始之前就承受外力；同時這種手動式楔形夾緊裝置夾緊緩慢，影響生產(chǎn)效率；勞動條件差，工人操作頻繁，容易疲勞；夾緊力離散性大，并且難以產(chǎn)生較大的夾緊力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種平推楔形夾緊裝置，夾持可靠、試樣與夾具不打滑、夾持范圍大，不需頻繁更換夾塊且夾緊過程中試樣不承受任何軸向附加力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種平推楔形夾緊裝置，包括執(zhí)行機構(gòu)、夾具體、驅(qū)動單元和傳動機構(gòu)；

所述執(zhí)行機構(gòu)包括設(shè)置在所述夾具體內(nèi)的第一楔塊體、第一楔塊、第二楔塊體和第二楔塊；所述第一楔塊體和所述第一楔塊通過楔形結(jié)構(gòu)配合；所述第二楔塊體和所述第二楔塊通過楔形結(jié)構(gòu)配合；所述第一楔塊和所述第二楔塊這兩者的夾緊面相對布置；

所述驅(qū)動單元能夠通過所述傳動機構(gòu)使得所述第一楔塊體和所述第二楔塊體之間的距離減小，進而使得所述第一楔塊和所述第二楔塊之間的距離減小。

優(yōu)選的，所述傳動機構(gòu)包括第一絲杠和第二絲杠；

所述第一楔塊體與所述第一絲杠螺紋配合；所述第二楔塊體與所述第二絲杠螺紋配合。

優(yōu)選的，所述傳動機構(gòu)還包括同旋向傳動機構(gòu)；所述驅(qū)動單元能夠通過所述同旋向傳動機構(gòu)驅(qū)使所述第一絲杠和所述第二絲杠同向旋轉(zhuǎn)；所述第一絲杠和所述第二絲杠平行且螺紋方向相反。

優(yōu)選的，所述同旋向傳動機構(gòu)包括齒輪軸、第一齒輪組和第二齒輪組；

所述第一齒輪組設(shè)置在所述齒輪軸和所述第一絲杠之間；

所述第二齒輪組設(shè)置在所述齒輪軸和所述第二絲杠之間。

優(yōu)選的，所述齒輪軸包括第一齒輪軸、第二齒輪軸和連接在兩者之間的軸套；

所述第一齒輪組包括：固定在所述第一齒輪軸上的第一小齒輪，和固定在所述第一絲杠上與所述第一小齒輪嚙合的第一大齒輪；

所述第二齒輪組包括：固定在所述第二齒輪軸上的第二小齒輪，和固定在所述第二絲杠上與所述第二小齒輪嚙合的第二大齒輪。

優(yōu)選的，所述傳動機構(gòu)還包括小帶輪、同步帶和大帶輪；

所述小帶輪通過所述同步帶與所述大帶輪連接，所述大帶輪與所述齒輪軸連接用于傳遞動力。

優(yōu)選的，還包括單側(cè)操作機構(gòu)；所述單側(cè)操作機構(gòu)包括：用于驅(qū)使第二絲杠轉(zhuǎn)動的大手輪，和用于鎖死所述第二齒輪軸的小手輪。

優(yōu)選的，所述執(zhí)行機構(gòu)還包括設(shè)置在楔塊體和其相應楔塊之間的貼緊連接機構(gòu)；

所述貼緊連接機構(gòu)包括螺紋銷、第一壓縮彈簧、第一鎖緊銷、第二鎖緊銷和定位銷；

所述楔塊上開定位槽，所述楔塊體上開孔，二者之間通過所述定位銷定位；

所述楔塊體上開貼緊槽，所述螺紋銷、所述第一壓縮彈簧、所述第一鎖緊銷和所述第二鎖緊銷順序布置在所述貼緊槽內(nèi)，所述螺紋銷與所述第一壓縮彈簧之間平面接觸，所述第一壓縮彈簧和所述第一鎖緊銷之間平面接觸，所述鎖緊銷與所述螺紋銷之間不接觸保留足夠間隙，所述第一鎖緊銷及所述第二鎖緊銷之間錐面接觸，所述第二鎖緊銷與所述楔塊固定連接，螺紋銷與所述楔塊體螺紋連接。

優(yōu)選的，還包括絲杠間隙消除機構(gòu)；

所述絲杠間隙消除機構(gòu)包括彈簧擋塊和第三壓縮彈簧；

所述彈簧擋塊固定連接于楔塊體，所述夾具體上開設(shè)彈簧安裝槽，所述第三壓縮彈簧放置于所述夾具體的彈簧安裝槽內(nèi)，所述第三壓縮彈簧(的活動端與所述彈簧擋塊接觸。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動單元為氣動、電動、液壓或手動。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的平推楔形夾緊裝置，試驗時楔塊體及夾具體受力，楔塊體前端為楔形機構(gòu)，故夾持力可以隨著試樣所受拉伸力的增加而增大，試樣不易打滑，對試樣實施夾緊可靠；同時操作簡單方便，平推夾具相比楔形夾具夾持范圍大，不必因試樣尺寸系列變化大而頻繁更換楔塊，而且楔塊對試樣平移夾緊沒有任何軸向附加力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中手動楔形夾具的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2本發(fā)明實施例提供的驅(qū)動單元連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明實施例提供的傳動單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4本發(fā)明實施例提供的楔塊與楔塊體連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的氣動平推楔形夾緊裝置非對稱試樣夾持原理結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為氣動馬達，2為小帶輪，3為同步帶，4為大帶輪，5為第一齒輪軸，6為第一小齒輪，7為軸套，8為夾具體，9為大手輪，10為第二大齒輪，11為第二絲杠，12為第二楔塊體，13為第二楔塊，14為第一楔塊，15為第一楔塊體，16為第一絲杠，17為第一大齒輪，18為第二小齒輪，19為小手輪，20為第二齒輪軸，21為螺紋銷，22為第一壓縮彈簧，23為第一鎖緊銷，24為第二鎖緊銷，25為定位銷，26為第二壓縮彈簧，27為彈簧擋塊，28為第三壓縮彈簧。

具體實施方式

本發(fā)明公開了一種平推楔形夾緊裝置，該裝置夾持試樣可靠，不打滑，操作簡單方便，夾持范圍大，夾緊過程中試樣不承受軸向附加力，同時還可以夾持非對稱試樣。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供的平推楔形夾緊裝置，其核心改進點在于，包括執(zhí)行機構(gòu)、夾具體8、驅(qū)動單元和傳動機構(gòu)；

其中，執(zhí)行機構(gòu)包括設(shè)置在夾具體8內(nèi)的第一楔塊體15、第一楔塊14、第二楔塊體12和第二楔塊13；第一楔塊體15和第一楔塊14通過楔形結(jié)構(gòu)配合；第二楔塊體12和第二楔塊13通過楔形結(jié)構(gòu)配合；第一楔塊14和第二楔塊13這兩者的夾緊面相對布置；其具體結(jié)構(gòu)可以參照圖3所示，夾具體8與第一楔塊體15和第二楔塊體12間隙配合，兩個楔塊體的前端均為楔形結(jié)構(gòu)分別與第一楔塊14和第二楔塊13連接，楔塊的夾緊面為平面；

驅(qū)動單元能夠通過傳動機構(gòu)使得楔塊體15和第二楔塊體12之間的距離減小，進而使得第一楔塊14和第二楔塊13之間的距離減小，運動方向垂直于其夾緊平面，即為平推，實現(xiàn)對試樣兩側(cè)夾緊。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的平推楔形夾緊裝置，試驗時楔塊體及夾具體受力，楔塊體前端為楔形機構(gòu)，故夾持力可以隨著試樣所受拉伸力的增加而增大，試樣不易打滑，對試樣實施夾緊可靠；同時操作簡單方便，平推夾具相比楔形夾具夾持范圍大，不必因試樣尺寸系列變化大而頻繁更換楔塊，而且楔塊對試樣平移夾緊沒有任何軸向附加力。

作為優(yōu)選，傳動機構(gòu)包括第一絲杠16和第二絲杠11；

第一楔塊體15與第一絲杠16螺紋配合；第二楔塊體12與第二絲杠11螺紋配合。通過驅(qū)動單元驅(qū)使絲杠轉(zhuǎn)動，從而帶動楔塊體(絲母)前后移動。采用絲杠螺母方式的傳動機構(gòu)效率和精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)微進給。具體的，驅(qū)動單元能夠驅(qū)使兩根絲杠帶著兩個楔塊體及楔塊相向或相背運動，實現(xiàn)對試樣兩側(cè)同時夾緊與放松；還可以單獨驅(qū)使某個絲杠帶著其楔塊體及楔塊運動，夾持非對稱試樣。當然，傳動機構(gòu)還可以采用蝸輪蝸桿、曲柄滑塊或者齒輪齒條等形式。

為了進一步優(yōu)化上述的技術(shù)方案，傳動機構(gòu)還包括同旋向傳動機構(gòu)；驅(qū)動單元能夠通過同旋向傳動機構(gòu)驅(qū)使第一絲杠16和第二絲杠11同向旋轉(zhuǎn)；第一絲杠16和第二絲杠11共軸線且螺紋方向相反，其具體結(jié)構(gòu)可以參照圖3所示，楔塊體、楔塊和絲杠在夾具體8內(nèi)對稱布置。同旋向傳動機構(gòu)傳遞給第一絲杠16與第二絲杠11運動的方向相同，由于兩根絲杠分別為左右旋結(jié)構(gòu)，故第一楔塊14和第二楔塊13同時向夾具體8中間或者兩端運動，實現(xiàn)試樣的夾緊與放松。同旋向方式有利于精簡傳動結(jié)構(gòu)，使整個裝置緊湊。

在本設(shè)計提供的具體實施例中，同旋向傳動機構(gòu)包括齒輪軸、第一齒輪組和第二齒輪組；第一齒輪組設(shè)置在齒輪軸和第一絲杠16之間；第二齒輪組設(shè)置在齒輪軸和第二絲杠11之間。齒輪傳動方式精準可靠效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。

如圖2和圖3所示，齒輪軸包括第一齒輪軸5、第二齒輪軸20和連接在兩者之間的軸套7，保證傳動緊固；

第一齒輪組包括：固定在第一齒輪軸5上的第一小齒輪6，和固定在第一絲杠16上與第一小齒輪6嚙合的第一大齒輪17，起到減速增力作用，下同；

第二齒輪組包括：固定在第二齒輪軸20上的第二小齒輪18，和固定在第二絲杠11上與第二小齒輪18嚙合的第二大齒輪10。

作為優(yōu)選，傳動機構(gòu)還包括小帶輪2、同步帶3和大帶輪4，其結(jié)構(gòu)可以參照圖2所示；

小帶輪2通過同步帶3與大帶輪4連接，起到減速增力作用，大帶輪4與齒輪軸連接并傳遞動力。這種方式的傳動機構(gòu)方便其各部件的合理布設(shè)，有利于減小整個裝置的體積。

本發(fā)明實施例提供的平推楔形夾緊裝置，還包括單側(cè)操作機構(gòu)；該單側(cè)操作機構(gòu)包括：用于驅(qū)使第二絲杠11轉(zhuǎn)動的大手輪9，和用于鎖死第二齒輪軸20的小手輪19。對非對稱試樣的夾持可以通過松開小手輪19上鎖緊螺釘，把小手輪19移動至第二齒輪軸20的軸端鎖死，再通過按壓第二齒輪軸20和小手輪19使第二小齒輪18和第二大齒輪10脫開嚙合，這時旋轉(zhuǎn)大手輪9帶動第二絲杠11轉(zhuǎn)動，使第二楔塊體12及第二楔塊13前后移動，實現(xiàn)非對稱試樣夾緊空間的調(diào)整，并且這一過程中通過第二楔塊體12上刻度線保證試樣的中心通過試驗機及夾具中心。進一步的，傳動機構(gòu)還包括作用于第二齒輪軸20的復位機構(gòu)，具體可以為如圖5所示的第二壓縮彈簧26，待第二楔塊體12及第二楔塊13移動到指定位置后松開第二齒輪軸20，該第二齒輪軸20在第二壓縮彈簧26回復力作用下使第二小齒輪18和第二大齒輪10重新進入嚙合，之后驅(qū)動單元工作實現(xiàn)非對稱試樣的夾持。

為了進一步優(yōu)化上述的技術(shù)方案，執(zhí)行機構(gòu)還包括設(shè)置在楔塊體和其相應楔塊之間的貼緊連接機構(gòu)，即可應用于第一楔塊體15和第一楔塊14之間，亦可為第二楔塊體12和第二楔塊13之間；

該貼緊連接機構(gòu)包括螺紋銷21、第一壓縮彈簧22、第一鎖緊銷23、第二鎖緊銷24和定位銷25，其結(jié)構(gòu)可以參照圖4所示；

楔塊兩側(cè)開定位槽，楔塊體上開孔，二者之間通過定位銷25定位；

同時楔塊體上開貼緊槽，螺紋銷21、第一壓縮彈簧22、第一鎖緊銷23和第二鎖緊銷24由外至內(nèi)依次布置在貼緊槽內(nèi)；最外的螺紋銷21與第一壓縮彈簧22之間平面接觸，第一壓縮彈簧22和第一鎖緊銷23之間平面接觸，鎖緊銷23與螺紋銷21之間不接觸保留足夠間隙，第一鎖緊銷23及第二鎖緊銷24之間錐面接觸，最內(nèi)的第二鎖緊銷24與楔塊螺紋連接，最外的螺紋銷21與楔塊體螺紋連接。試驗時通過旋緊螺紋銷21推動第一壓縮彈簧22進一步推動第一鎖緊銷23壓緊第二鎖緊銷24，使楔塊緊貼在楔塊體上。

本發(fā)明實施例提供的平推楔形夾緊裝置，還包括絲杠間隙消除機構(gòu)；

該絲杠間隙消除機構(gòu)包括彈簧擋塊27和第三壓縮彈簧28；

彈簧擋塊27固定連接于楔塊體(圖5所示為第二楔塊體12，另一側(cè)同理)，夾具體8上加工彈簧安裝槽，第三壓縮彈簧28放置于夾具體8的彈簧安裝槽內(nèi)(一端固定在其中)，第三壓縮彈簧28的另一側(cè)活動端與彈簧擋塊27相抵接觸。安裝時彈簧擋塊27使第三壓縮彈簧28發(fā)生形變，并且第三壓縮彈簧28大于楔塊體及楔塊自重，這樣可以消除梯形第二絲杠11與第二楔塊體12(絲母)之間間隙。

驅(qū)動單元可以為氣動、電動、液壓或手動。在此具體為氣動，包括氣源及氣動馬達1，介質(zhì)清潔，能源供應方便。

下面結(jié)合具體實施例對本方案作進一步介紹：

本發(fā)明實施例提供的平推楔形夾緊裝置，包括執(zhí)行機構(gòu)、夾具體8、驅(qū)動單元和傳動機構(gòu)；其中，傳動機構(gòu)包括齒輪軸、大小齒輪及絲杠；執(zhí)行機構(gòu)包括楔塊體及楔塊，傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)均對稱布置在夾具體8內(nèi)部；

氣動馬達1輸出軸固定有小帶輪2，小帶輪2通過同步帶3與大帶輪4連接，大帶輪4與第一齒輪軸5連接并傳遞動力；同時第一齒輪軸5通過軸套7與第二齒輪軸20相連接；第一齒輪軸5及第二齒輪軸20上分別固定有第一小齒輪6和第二小齒輪18，兩個小齒輪分別與固定在第一絲杠16和第二絲杠11上的第一大齒輪17和第二大齒輪10相嚙合，兩根絲杠前端分別與第一楔塊體15和第二楔塊體12連接，楔塊體前端為楔形結(jié)構(gòu)分別與第一楔塊14和第二楔塊13連接；試驗時氣源驅(qū)動氣動馬達1轉(zhuǎn)動，氣動馬達1帶動小帶輪2轉(zhuǎn)動，通過同步皮帶3與大帶輪4帶動第一齒輪軸5同向轉(zhuǎn)動，進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，由于兩根絲杠分別為左右旋結(jié)構(gòu)，故兩個楔塊同時向夾具體8中間或者兩端運動，最后帶動楔塊前后移動實現(xiàn)試樣的夾緊與放松。

綜上所述，本發(fā)明實施例公開了一種夾緊試樣的平推楔形夾緊裝置，屬于試驗機夾具領(lǐng)域，本發(fā)明解決了現(xiàn)有氣動夾具夾緊力小、試驗過程中試樣易打滑及現(xiàn)有楔形夾具夾持范圍小、試樣夾緊過程中承受軸向附加力等問題，同時對非對稱試樣也可以通過簡單的操作實現(xiàn)夾緊，并且保證試樣的中心通過試驗機及夾具中心。該裝置主要包括驅(qū)動單元、傳動機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)及夾具體等零部件；驅(qū)動單元通過傳動機構(gòu)將作用力傳遞到執(zhí)行機構(gòu)，傳動機構(gòu)及執(zhí)行機構(gòu)在夾具體內(nèi)對稱布置，執(zhí)行機構(gòu)受到傳動機構(gòu)傳遞過來的動力后分別向中間或兩端平移運動實現(xiàn)試樣的夾緊與松開。本發(fā)明的執(zhí)行機構(gòu)由楔塊體及楔塊組成，試驗時楔塊體及夾具體受力，楔塊體前端為楔形機構(gòu)，故夾持力可以隨著試樣所受拉伸力的增加而增大，試樣不易打滑，對試樣實施夾緊可靠；同時操作簡單方便，相比楔形夾具夾持范圍大，而且楔塊對試樣平移夾緊沒有任何軸向附加力。

本方案具有以壓縮空氣為動力源，介質(zhì)清潔，能源供應方便，夾緊松開迅速，操作方便，試驗時間短，工作效率高，勞動強度低等優(yōu)點，還具有初始夾緊力小、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的優(yōu)點，還有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及可夾持非對稱試樣等諸多優(yōu)點。因此采用本發(fā)明的氣動平推楔形夾緊裝置可以使試驗機行業(yè)邁上一個新的臺階，同時可以進一步實現(xiàn)夾緊過程的自動化，增強可控性，為進一步實現(xiàn)材料試驗的全自動化奠定堅實的基礎(chǔ)。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。