一种拉伸试样的对中装置及方法与流程

本发明涉及材料力学性能测试领域，尤其涉及一种用于测试过程精确度要求较高的多规格拉伸试样的对中装置及方法。

背景技术：

随着材料科学研究的不断深入，人们对试验过程的严谨性和试验结果的精确度要求越来越高。在工程力学的某些非标准试验中，往往试样的规格不一，而对试验过程的对中性要求又很高，即要保证试样的中心线与夹头的中心线完全重合，以避免试样在单轴拉伸过程中受到额外的剪切力、弯矩、扭矩等影响，造成屈服强度等性能指标的异常。

在常规拉伸试验过程中，对中通过调整位于试验机台上试样侧面的定位装置来实现，通过不断调整定位尺的长度来确保试样垂直。授权公告号为CN201707256U的专利文件所公开的“拉伸试验机试样垂直对中夹具”是对常规定位尺的一种改进。专利号为CN101598526A的专利文件所公开的“一种试验机试样自动对中装置”则具有更高的自动化程度。然而对不同规格特别是不同宽度的拉伸试样，上述对中方式很难确保试样中心线与夹头中心线完全重合，从而很难实现精确对中。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种拉伸试样的对中装置及方法，能够方便快捷地实现不同宽度规格的金属及非金属板材拉伸试样的精确对中。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种拉伸试样的对中装置，包括主动机构、从动机构、检测机构、绝缘线、导电板、操作台，在所述操作台上设置有夹头孔，夹头设置在夹头孔中，在操作台夹头孔的两端对称安装两套从动机构，两套从动机构的对称面是夹头工作面的中垂面，两套从动机构上的套杆同轴设置，所述主动机构安装在操作台上，主动机构的对称面与两套从动机构的对称面重合，绝缘线的一端与从动机构的套杆固定连接，绝缘线的另一端穿过主动机构上的圆筒与框架固定连接，绝缘线与框架的连接点在主动机构的对称面上，连接从动机构与主动 机构的两根绝缘线等长，检测机构通过铜导线分别与两个从动机构的套杆连接；针对非金属板材试样对中时，导电板粘贴于试样表面，导电板的横向中心线与两个套杆的轴线在同一水平面上。

所述主动机构包括圆筒、滑块、丝杠、丝杠支架、旋转手轮、框架，滑块放置在操作台上，在滑块的上端以滑块纵向中心线为对称轴，对称焊接两个圆筒，在滑块内设置有螺纹孔，框架固定在操作台上，丝杠依次穿过框架内的棘轮孔、滑块螺纹孔，丝杠与棘轮径向固定，丝杠的两端设置在丝杠支架上，丝杠支架固定在操作台上，在丝杠的操作端安装有旋转手轮。

所述框架包括架体、棘轮、棘爪，架体的底部与操作台固定连接，在架体的下方设置有相互配合的棘爪、棘轮。

所述从动机构包括套筒、套杆、绝缘垫、接线端子、固定环，绝缘垫固定在操作台上，套筒固定在绝缘垫上端，套杆设置在套筒的内部，套筒与套杆间隙配合，固定环固定在套杆接近夹头的一端，固定环连接绝缘线，接线端子固定在套杆上。

所述检测机构包括万用表、铜导线，万用表的正负极分别连接铜导线。

采用一种拉伸试样的对中装置对拉伸试样进行对中的方法，当拉伸试样为金属板材类型时，包括以下方法步骤：

1)将试样放到两个夹头之间，拧紧夹头使夹头与试样之间的间隙尽量小但不等于零；

2)检查导线连接线路，确保铜导线与各机构的连接正确，打开万用表，拨到电阻档；

3)扳动旋转手轮，使滑块带动圆筒向试样方向移动，此时绝缘线在圆筒的作用下带动两个套杆向试样方向移动；

4)待两个套杆充分接触试样时，立即查看万用表读数，若电阻为零，则松开旋转手轮，此时框架内的棘爪将棘轮锁紧，从而锁住滑块和套杆不再发生位移；

5)若电阻不为零，则继续扳动旋转手轮，直至电阻为零；

6)使试样两侧的夹头充分夹紧，将已对中的试样固定好。

当拉伸试样为非金属板材类型时，包括以下方法步骤：

1)将试样放到两个夹头之间，拧紧夹头使夹头与试样之间的间隙尽量小但不等于零；

2)将导电板粘贴到试样上，确保导电板的中心线与套杆轴线处于同一水平面上，且当套杆与试样接触时，也会与导电板接触；

3)检查导线连接线路，确保铜导线与各机构的连接正确，打开万用表，拨到电阻档；

4)扳动旋转手轮，使滑块带动圆筒向试样方向移动，此时绝缘线在圆筒的作用下带 动两个套杆向试样方向移动；

5)待两个套杆充分接触试样及试样上的导电板时，立即查看万用表读数，若电阻为零，则松开旋转手轮，此时框架内的棘爪将棘轮锁紧，从而锁住滑块和套杆不再发生位移；

6)若电阻不为零，则继续扳动旋转手轮，直至电阻为零；

7)使试样两侧的夹头充分夹紧，将已对中的试样固定好。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

一种拉伸试样的对中装置及方法，是在试样夹头两端以夹头工作面中垂面为对称面对称设置两个套杆，通过同步调节试样两端的套杆距离，可使套杆驱动试样自动对中，从而能够方便快捷地实现不同宽度规格金属及非金属板材类型拉伸试样的精确对中。

附图说明

图1是本发明一种拉伸试样的对中装置的结构示意图；

图2是本发明中框架的结构示意图；

图中：1、夹头；2、主动机构；3、试样；4、绝缘线；5、从动机构；6、检测机构；7、圆筒；8、操作台；9、滑块；10、丝杠；11、丝杠支架；12、旋转手轮；13、套筒；14、套杆；15、绝缘垫；16、接线端子；17、固定环；18、框架；19、棘爪；20、棘轮；21、万用表；22、铜导线；23、导电板。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

如图1-图2所示，一种拉伸试样的对中装置，包括主动机构2、从动机构5、检测机构6、绝缘线4、导电板23、操作台8，在所述操作台8上设置有夹头孔，夹头1设置在夹头孔中，在操作台8夹头孔的两端对称安装两套从动机构5，两套从动机构5的对称面是夹头1工作面的中垂面，两套从动机构5上的套杆14同轴设置，所述主动机构2安装在操作台8上，主动机构2的对称面与两套从动机构5的对称面重合，绝缘线4的一端与从动机构5的套杆14固定连接，绝缘线4的另一端穿过主动机构2上的圆筒7与框架18固定连接，绝缘线4与框架18的连接点在主动机构2的对称面上，连接从动机构5与主动机构2的两根绝缘线4等长，检测机构6通过铜导线22分别与两个从动机构5的套杆14连接；针对非金属板材类型的试样3对中时，导电板23粘贴于试样3面向主动机构2 一侧的表面，粘贴时，导电板23的横向中心线与两个套杆14的轴线在同一水平面上。导电板23的长度与试样3的宽度相等且具有一定的厚度和宽度。

绝缘线4为无弹性的软质绝缘线。

所述主动机构2包括圆筒7、滑块9、丝杠10、丝杠支架11、旋转手轮12、框架18，滑块9放置在操作台8上，在滑块9的上端以滑块9的纵向中心线为对称轴，对称焊接两个圆筒7，在滑块9内设置有螺纹孔，框架18固定在操作台8上，丝杠10依次穿过框架18内的棘轮20内孔、滑块9螺纹孔，丝杠10与棘轮20径向固定，丝杠10的两端设置在丝杠支架11上，丝杠支架11固定在操作台8上，在丝杠10的操作端安装有旋转手轮12。丝杠支架11与丝杠10之间通过滑动轴承轴瓦连接。

主动机构2滑块9上端的圆筒7轴线与从动机构5的套杆14轴线在同一水平面上。

主动机构2整体为对称结构，滑块9的纵向中心线、圆筒7的对称轴以及丝杠10的中心线都落在主动机构2的对称面上。

所述框架18包括架体、棘轮20、棘爪19，架体的底部与操作台8固定连接，在架体的下方设置有相互配合的棘爪19、棘轮20。在棘轮20的内孔上设置有键槽，丝杠10通过键与棘轮20径向固定。

所述从动机构5包括套筒13、套杆14、绝缘垫15、接线端子16、固定环17，绝缘垫15固定在操作台8上，套筒13固定在绝缘垫15上端，套杆14设置在套筒13的内部，套筒13与套杆14间隙配合，固定环17固定在套杆14接近夹头1的一端，固定环17连接绝缘线4，接线端子16固定在套杆14的外侧端部。

固定环17焊接在套杆14上朝向主动机构2的一侧，两个套杆14上焊接固定环17的位置要相同。

所述检测机构6包括万用表21、铜导线22，万用表21的正负极分别连接铜导线22。铜导线22的另一端与套杆14上的接线端子16连接。

实施例1，采用一种拉伸试样的对中装置对金属板材类型的试样3进行对中的方法，包括以下方法步骤：

1)将试样3放到两个夹头1之间，拧紧夹头1使夹头1与试样3之间的间隙尽量小但不等于零；

2)检查导线连接线路，确保铜导线22与各机构的连接正确，打开万用表21，拨到电阻档；

3)扳动旋转手轮12(当丝杠10的螺纹为右旋螺纹时，逆时针扳动旋转手轮12，当 丝杠10的螺纹为左旋螺纹时，顺时针扳动旋转手轮12)，使滑块9带动圆筒7向试样3方向移动，此时绝缘线4在圆筒7的作用下带动两个套杆14向试样3方向移动；

当一侧的套杆14接触到试样3后，会将试样3向另一个方向推动，由于两个套杆14是以夹头1工作面的中垂面为对称面对称设置的，因此当两个套杆14都充分接触到试样3时，试样3的两端会自动精确对中。

4)待两个套杆14充分接触试样3时，立即查看万用表21读数，若电阻为零，则松开旋转手轮12，此时框架18内的棘爪19将棘轮20锁紧，从而锁住滑块9和套杆14不再发生位移；

5)若电阻不为零，则继续扳动旋转手轮12，直至电阻显示为零；

由于当两个套杆14与试样3充分接触以后，会将检测电路连通，此时万用表21的电阻值会显示为零，因此可以以此作为观测试样3是否对中的标准。

6)使试样3两侧的夹头1充分夹紧，将已对中的试样3固定好。

在本实施例中，圆筒7的直径为4mm，绝缘线4的直径为3mm，套接在丝杠10上的棘轮20的轴向长度为50mm。试样3的宽度为25mm。

实施例2，当试样3为非金属板材类型时，包括以下方法步骤：

1)将试样3放到两个夹头1之间，拧紧夹头1使夹头1与试样3之间的间隙尽量小但不等于零；

2)将导电板23粘贴到试样3靠主动机构2一侧的表面上，确保导电板23的中心线与套杆14轴线处于同一水平面上，并确保套杆14与试样3充分接触时，也会与导电板23充分接触；

3)检查导线连接线路，确保铜导线22与各机构的连接正确，打开万用表21，拨到电阻档；

4)扳动旋转手轮12(当丝杠10的螺纹为右旋螺纹时，逆时针扳动旋转手轮12，当丝杠10的螺纹为左旋螺纹时，顺时针扳动旋转手轮12)，使滑块9带动圆筒7向试样3方向移动，此时绝缘线4在圆筒7的作用下带动两个套杆14向试样3方向移动；

5)待两个套杆14充分接触试样3及试样3上的导电板23时，立即查看万用表21读数，若电阻为零，则松开旋转手轮12，此时框架18内的棘爪19将棘轮20锁紧，从而锁住滑块9和套杆14不再发生位移；

6)若电阻不为零，则继续扳动旋转手轮12，直至电阻显示为零；

7)使试样3两侧的夹头1充分夹紧，将已对中的试样3固定好。

在本实施例中，圆筒7的直径为4mm，绝缘线4的直径为3mm，套接在丝杠10上的棘轮20的轴向长度为50mm。试样3的宽度为40mm。