一种硅芯管拉伸试验夹具的制作方法

1.本实用新型涉及硅芯管拉伸试验领域，更具体地，涉及一种硅芯管拉伸试验夹具。


背景技术：

2.硅芯管是一种内壁带有硅胶质固体润滑剂的高密度聚乙烯硅复合管道，密封性能好，耐化学腐蚀，工程造价低，广泛运用于高速公路，铁路等的光电缆通信网络系统。硅芯管的抗拉强度、纵向收缩率等性能指标需要通过拉伸试验获得。拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法，是一种常见的试验方法。拉伸试验时，需要通过专用夹具，将硅芯管试样的两端夹持固定在拉力试验机(万能机)上。现有技术中，专用夹具一般为楔形夹具和螺纹连接式夹具。
3.楔形夹具，通过把硅芯管试样两端压扁后再进行夹持，对样品规格没有限制，安装拆卸简单高效。但硅芯管试样需要通过若干工艺流程，才能达到理想的压扁效果，试验准备工作繁琐。此外，由于硅芯管试样的两端发生了较大形变，试验时，试样极易在两端夹持边缘发生断裂，导致本次试验无效。多次重新进行试验，导致试验效率低，且需要耗费大量的硅芯管试样。
4.螺纹连接式夹具，通过具有外螺纹的螺杆，直接拧进硅芯管试样内部实现夹持，不同的样品规格，需要配制不同直径的螺杆，安装过程也简单高效。但浅螺纹牙的螺纹连接，不能提供足够的夹持力，导致试验过程中，夹具脱落，试验失败。深螺纹牙的螺纹连接，则会损伤试样两端连接部分的内壁，使其壁厚变薄，导致试验过程中，试样两端连接处发生断裂，试验失败。
5.专利cn111351709a
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硅芯管整体抗拉性能检测用辅助装置及检测方法，具体公开了：“将待检测硅芯管的两端分别套在内杆体上，将第一壳体和第二壳体扣合在内杆体和硅芯管试样的外侧，将螺栓分别连接在第一壳体和第二壳体之间
……”
该实用新型的辅助装置，通过内杆体连接硅芯管内壁和两个壳体夹紧硅芯管外壁的方式，实现对硅芯管的夹持。两个外壳通过夹紧硅芯管外壁，增大了内杆体与硅芯管内壁之间的压力，进而增大了夹具传递的轴向拉力。但两个外壳无法对硅芯管外壁产生轴向拉力，并传递给内杆体。对于抗拉强度较大的硅芯管，使用该实用新型的辅助装置进行试验，仍然会存在夹具脱落，试验失败的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在克服上述现有技术的缺陷，提供一种硅芯管拉伸试验夹具，通过拉杆和卡套对硅芯管内外壁的内撑外夹和两面夹持，保证了硅芯管在圆周方向上均匀受力，实现了对硅芯管在轴向拉伸时稳定可靠的夹持。
7.本实用新型采取的技术方案是，一种硅芯管拉伸试验夹具，包括拉杆和卡套，拉杆的上部设置有安装结构，卡套为空心管。拉杆的中部设置有台阶，拉杆的下部设置有外螺纹；卡套的上部设置有阶梯孔，卡套的下部设置有内螺纹；拉杆放入卡套内部；台阶和阶梯
孔上部的直径小于下部的直径，台阶内嵌于阶梯孔；外螺纹和内螺纹之间的空间形成夹具的装夹区域。
8.根据不同直径的硅芯管，拉杆下部的外螺纹和卡套下部的内螺纹相应调整直径大小，并与之匹配。所述夹具成对使用，具体使用方式如下：以硅芯管一端装夹过程为例，先将拉杆旋转塞入硅芯管一端，直至台阶的下侧面与硅芯管的侧面重合；然后将卡套旋转套入硅芯管一端，直至阶梯孔的下侧面与台阶的上侧面重合；再然后按相同方式，完成硅芯管另一端的装夹；最后通过拉杆上的安装结构与万能机的接头连接，完成硅芯管的装夹，开始进行硅芯管的拉伸试验。通过台阶和阶梯孔的侧面完成了拉杆、卡套和硅芯管之间的轴向位置定位。通过台阶和阶梯孔的配合，完成了卡套至拉杆的沿轴向的拉力传递。通过拉杆和卡套对硅芯管内外壁的内撑外夹和两面夹持，保证了硅芯管在圆周方向上均匀受力，实现了对硅芯管在轴向拉伸时稳定可靠的夹持。
9.优选地，根据硅芯管的直径由小到大变化，所述外螺纹和所述内螺纹的牙型高度为0.2
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1.0mm。该牙型高度低于现有标准螺纹的牙型高度，在尽可能不损伤硅芯管管壁的情况，增加了拉杆外表面和卡套内表面的粗糙度，实现与硅芯管更好的绞合连接，进而增大了夹具传递的轴向拉力，同时也方便了安装。
10.优选地，对于一种硅芯管直径规格，所述外螺纹的直径比硅芯管的内径大0
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2mm，所述内螺纹的直径比硅芯管的外径小0
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2mm。通过外螺纹、硅芯管和内螺纹之间直径的细微区别设置，能使硅芯管在装夹后，产生少量塑性形变，增大接触面积，进而增大了夹具传递的轴向拉力。
11.优选地，所述内螺纹的长度比所述外螺纹的长度长0
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5mm，从而保证了卡套能完全包裹拉杆与硅芯管的连接区域，进而实现硅芯管连接区域的内撑外夹。
12.优选地，所述卡套为两个带耳边的半圆型空心管，两个半圆型空心管通过耳边上的紧固件连接。当内螺纹的牙型高度和直径都较大的时，采用旋转套入硅芯管外壁的方式，安装阻力大，安装困难。卡套一分为二，安装方式将由旋转套入改变为环抱夹紧，方便了卡套与硅芯管外壁的安装连接。同时，通过对紧固件预紧力的调整，可以轻松地调节硅芯管的形变量，进而调整夹具传递的轴向拉力。此外，紧固件分别设置在耳边，方便安装。
13.优选地，还包括螺母，所述拉杆的安装结构和台阶之间设置有与螺母配合的外螺纹。夹具通过拉杆上的安装结构与万能机的接头连接时，夹具整体在轴向并不能被完全固定。因此在夹具的两端分别增加螺母，通过螺母与拉杆上的外螺纹将夹具与接头紧固连接，避免试验过程中拉力出现波动，影响测量数据。
14.优选地，所述拉杆由连接头和螺柱组成，连接头和螺柱通过螺纹紧固连接；螺柱包括所述外螺纹，或所述外螺纹和所述台阶，连接头包括拉杆的其余部分。拉杆拆分为连接头和螺柱后，螺柱可以根据不同直径的硅芯管和试验要求进行更换，而连接头保持不变，夹具零件可以进行多种组合，增强了夹具的灵活性。
15.优选地，所述拉杆下部的外螺纹的下方设置有倒角。环向拉伸时，倒角可以避免硅芯管在外螺纹末端处出现应力集中，实现硅芯管环向应力的均匀分布。此外，倒角在卡套旋转套入时，可以提供居中定位，方便安装。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
17.通过拉杆和卡套对硅芯管内外壁的内撑外夹和两面夹持，保证了硅芯管在圆周方
向上均匀受力，实现了对硅芯管在轴向拉伸时稳定可靠的夹持。
18.通过对拉杆和卡套上设置特殊规格螺纹，在尽可能不损伤硅芯管管壁的情况，增大了夹具传递的轴向拉力。
19.通过将卡套一分为二，方便了夹具安装的同时，实现了调整夹具传递的轴向拉力。
20.通过将拉杆拆分为连接头和螺柱，夹具零件可以多种组合，增加了夹具的灵活性。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例1的爆炸图。
22.图2为本实用新型实施例1的局部剖面图。
23.附图序号说明：拉杆1，卡套2，硅芯管3，螺母4，连接头11，螺柱12。
具体实施方式
24.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
25.实施例1
26.如图1所示，本实施例为一种硅芯管拉伸试验夹具，包括拉杆1、卡套2和螺母4。
27.拉杆1由连接头11和螺柱12组成，连接头11和螺柱12通过m16螺纹紧固连接。连接头11上的销孔用于与万能机的接头连接。连接头11上的m24外螺纹和m24螺母4配套使用，用于将夹具与万能机接头紧固连接。连接头11上的台阶，上部直径为φ26mm，长为5mm；下部直径为φ30mm，长为10mm。螺柱12的外螺纹与硅芯管3内壁连接。螺柱12外螺纹的牙型高度为0.2mm。螺柱12外螺纹的直径比硅芯管3的内径相等。螺柱12外螺纹的长度为50mm。螺柱12外螺纹的下方设置有倒角，倒角长度为15mm。
28.卡套2为两个带耳边的半圆型空心管，两个半圆型空心管通过m6螺钉紧固连接。卡套2的壁厚为5mm。卡套2上部的阶梯孔，上部直径为φ26mm，长为5mm；下部直径与卡套2下部的内螺纹直径相同，长为10mm。卡套2下部的内螺纹与硅芯管3外壁连接。卡套2内螺纹的牙型高度为0.2mm。卡套2内螺纹的直径比硅芯管3的外径小2mm。卡套2内螺纹的长度为52mm。一个卡套2的耳边上沿轴线对称设置有4个直径为φ6mm的通孔，另一个卡套2的耳边上对应设置有4个m6的螺纹通孔。
29.夹具成对使用，选择适合硅芯管3的螺柱12和卡套2。具体使用方式如下：以硅芯管3一端装夹过程为例，先将连接头11与螺柱12紧固连接，接着将螺柱12旋转塞入硅芯管3一端的内壁，直至台阶的下侧面与硅芯管3的侧面重合；然后以阶梯孔和台阶的配合关系，确定卡套2与拉杆1的轴向位置，接着通过m6螺钉将两个卡套2紧固连接在硅芯管3一端的外壁上；再然后按相同方式，完成硅芯管3另一端的装夹；最后通过连接头11上的销孔与万能机的接头连接，完成硅芯管3的装夹，开始进行硅芯管3的拉伸试验。
30.显然，本实用新型的上述实施例仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。