[发明专利]一种试样固定装置和安装使用方法

说明书

本发明涉及材料试验技术领域，具体为一种试样固定装置和安装使用方法，采用定位圆球复合铰接实现两个平面的密合接触，能够为加热炉或真空腔体内传递需要的压力和相对运动。动试样安装台上面依次设置动试样、静试样、铰接块、定位圆球、加载杆，铰接块为凹槽结构，铰接块通过其下面的铰接块定位台与静试样中心的静试样定位口插装定位配合，加载杆的加载端伸至铰接块的凹槽内，定位圆球位于加载杆的下端面与铰接块的凹槽内底面之间，加载杆的下端面与铰接块的凹槽内底面分别设有与定位圆球相对应匹配的半球面凹槽。对于解决材料力学实验，特别在摩擦磨损试验中的试样平面接触问题方面，能保证在加热炉腔或真空室的有限空间内。

技术领域

本发明涉及材料试验技术领域，具体为一种试样固定装置和安装使用方法。

背景技术

在材料试验中，经常加热到600℃以上的高温或抽真空，实现不同于常温和大气的环境要求。如果试样间有相对运动的需要，传递所需的压力载荷、旋转或位移运动，通常都是把试样安装固定装置整体封闭在加热炉体或真空腔内，试验中所需要的空间很大，并且导致加热炉体或真空腔结构十分复杂。在涉及高温和真空的材料摩擦磨损试验中，因为难以保证试样的可靠接触，一般只能做销/环、销/盘或球/盘接触的方式，以平面接触为主要特征的环/盘、盘/盘接触的方式受到很大限制。

如图1所示，常规端面盘/盘摩擦试验机的试样固定装置，主要包括：加热炉体或真空腔1、密封结构2、动试样安装台3、动试样4、静试样5、定位圆球7、加热棒9、加载杆10等，具体结构如下：动试样安装台3上面依次设置动试样4、静试样5、加载杆10、定位圆球7和试验机夹具，圆盘形动试样4与动试样安装台3通过销钉连接，圆盘形静试样5与圆盘形动试样4上下相对设置，静试样5与加载杆10通过销钉连接，试验机夹具与加载杆10之间通过定位圆球7铰接定位。加热炉体或真空腔1的上口和下口分别设置密封结构2，动试样安装台3的底部旋转轴穿设于下口处密封结构2内侧，试验机夹具与加载杆10连接的一端穿设于上口处密封结构2内侧，加热炉体或真空腔1内设置加热棒9。

常温下的环/盘、盘/盘接触方式的端面摩擦磨损试验机，为了保证平面接触的可靠，在安装试样时采用对轴心调中的方法使得加载中心能够微调，试样与加载轴采用紧固联结，成相对一体的状态，可见形成的试样夹具体积很大，放在高温炉或真空腔中的条件受到限制。因为试样与夹具同时进入加热炉体或真空腔，所以试样尺寸不能大于试样夹具，这样的结果决定了试样的接触面积尺寸不能大；而且，夹具在整个试验过程中必须与试样一起加热或抽真空，致使试验机功率加大，也严重影响试验的效率。

发明内容

本发明的目的在于一种试样固定装置和安装使用方法，实现两个平面的密合接触，能够为封闭或真空腔体内传递需要的压力和相对运动，解决材料试验中试样难以在高温或真空环境下安装的现有技术问题。

为了实现上述的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种试样固定装置，该装置包括：动试样安装台、动试样、静试样、铰接块、定位圆球、联结销钉、加载杆，具体结构如下：

动试样安装台上面依次设置动试样、静试样、铰接块、定位圆球、加载杆，铰接块为凹槽结构，铰接块通过其下面的铰接块定位台与静试样中心的静试样定位口插装定位配合，加载杆的加载端伸至铰接块的凹槽内，定位圆球位于加载杆的下端面与铰接块的凹槽内底面之间，加载杆的下端面与铰接块的凹槽内底面分别设有与定位圆球相对应匹配的半球面凹槽，形成铰接定位结构；铰接块的凹槽侧面顶部相对设有铰接块接口，加载杆下部设有可与铰接块接口相对应的水平联结销钉孔，联结销钉穿设于加载杆的联结销钉孔，联结销钉两端伸至联结销钉孔外的部分可与铰接块接口搭接。

所述的试样固定装置，圆盘形动试样与动试样安装台通过销钉连接，静试样与圆盘形动试样上下相对设置。

所述的试样固定装置，试样固定装置设于加热炉体或真空腔内，加热炉体或真空腔的上口和下口分别设置密封结构，动试样安装台的底部旋转轴穿设于下口处密封结构内侧，夹具与加载杆连接的一端穿设于上口处密封结构内侧。