專(zhuān)利名稱(chēng)：固體推進(jìn)劑與包覆層拉伸粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于火炸藥性能測(cè)試領(lǐng)域，主要涉及一種固體推進(jìn)劑與包覆層粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試用夾具，尤其涉及一種適用于固體推進(jìn)劑與包覆層拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試用夾具。
背景技術(shù)：
包覆層對(duì)固體推進(jìn)劑的有序控制性燃燒有著至關(guān)重要的作用，包覆層與固體推進(jìn)劑藥柱表面的粘結(jié)性能的好壞，將會(huì)直接影響火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)射安全性。粘結(jié)強(qiáng)度是評(píng)價(jià)固體推進(jìn)劑與包覆層粘結(jié)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，目前測(cè)量固體推進(jìn)劑與包覆層粘結(jié)強(qiáng)度方法有輪剝離法和拉伸法。在現(xiàn)有進(jìn)行拉伸試驗(yàn)中，國(guó)內(nèi)普遍采用帶防滑齒紋平板或V形槽夾具，此類(lèi)夾具具有彈簧自動(dòng)鎖緊功能。試驗(yàn)時(shí)，按下彈簧自動(dòng)鎖的手柄，夾具中的兩塊平板或V形槽分開(kāi)，此時(shí)將加工好的試樣一端放入平板中央或V形槽中，松開(kāi)手柄，夾具將通過(guò)彈簧鎖緊壓力和防滑齒紋自動(dòng)夾持住試樣，同理，將試樣的另一端通過(guò)上述方法裝入另一個(gè)夾具中，然后即可開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。上述測(cè)試夾具和測(cè)試方法存在以下缺點(diǎn) (一)夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、質(zhì)量大，不易對(duì)夾具進(jìn)行更換、維護(hù)，尤其是大體積夾具不利于在高低溫試驗(yàn)箱中進(jìn)行操作；(二)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)彈簧自動(dòng)鎖在自動(dòng)鎖緊防滑齒紋平板或V形槽夾具時(shí)容易使試樣表面夾傷受損，從而導(dǎo)致試樣從限位處斷裂，造成試驗(yàn)失?。?三)對(duì)于強(qiáng)度較大柱狀推進(jìn)劑試樣，易出現(xiàn)試樣從夾具中“拉脫”現(xiàn)象，同時(shí)由于夾具的自由度較小，不易同軸對(duì)中，夾持柱狀試樣時(shí)易使其受力受損，從而造成測(cè)量結(jié)果誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)柱狀固體推進(jìn)劑與包覆層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試需求及現(xiàn)有拉伸測(cè)試夾具存在的缺陷，提供一種適用柱狀固體推進(jìn)劑與包覆層粘結(jié)強(qiáng)度拉伸測(cè)試用夾具。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的固體推進(jìn)劑與包覆層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試夾具為對(duì)稱(chēng)使用且結(jié)構(gòu)相同的兩套夾具，每套夾具包括連接桿、固定座、壓緊螺母、兩個(gè)半圓套腕、試樣接頭，所述連接桿為圓柱狀且一端面中心帶有伸出的螺紋桿；所述固定座為圓U形件且端口處帶有外螺紋，其底部中心帶有與所述螺紋桿相匹配的螺孔；所述壓緊螺母亦為圓U形件，其端口帶有與固定座外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋且底部帶有中心孔；所述半圓套腕為半圓環(huán)柱狀，其內(nèi)壁一端為大直徑半圓弧槽，另一端為小直徑半圓弧槽，且兩者之間通過(guò)圓弧凸臺(tái)過(guò)渡，大直徑半圓弧槽的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于小直徑半圓弧槽的長(zhǎng)度，小直徑半圓弧槽一端的半徑小于所述固定座的內(nèi)孔半徑；所述試樣接頭為階梯圓柱體，其大端直徑與所述半圓套腕大直徑半圓弧槽的直徑一致且小于所述壓緊螺母的底部中心孔，小端直徑與被測(cè)試樣的直徑相等，大直徑圓柱和小直徑圓柱之間通過(guò)與所述圓弧凸臺(tái)相匹配的限位凹槽過(guò)渡；所述試樣接頭的材質(zhì)與試樣在發(fā)動(dòng)機(jī)中所用的包覆層材料相同，測(cè)試前，將所述試樣的兩端分別用試驗(yàn)?zāi)z粘接在兩個(gè)試樣接頭的小直徑端面上而構(gòu)成柱狀試樣 鈴連接結(jié)構(gòu)體；使用時(shí)，兩根連接桿對(duì)應(yīng)安裝在拉力試驗(yàn)機(jī)兩側(cè)拉桿的安裝孔中并用插銷(xiāo)固連，兩個(gè)固定座的中心螺孔與連接桿的螺紋桿連接，所述柱狀試樣啞鈴連接結(jié)構(gòu)體一端的試樣接頭和兩個(gè)半圓套腕均裝入一固定座的內(nèi)孔中，兩個(gè)半圓套腕對(duì)接且試樣接頭的一部分位于兩者對(duì)接后的內(nèi)孔中，試樣接頭的小直徑圓柱端口由兩個(gè)小直徑半圓弧槽處和所述壓緊螺母的中心孔伸出，所述限位凹槽與兩個(gè)半圓套腕對(duì)接后的圓弧凸臺(tái)相配合；所述壓緊螺母與固定座螺紋連接，使所述兩個(gè)半圓套腕合緊且小直徑半圓弧槽一側(cè)端面支撐在壓緊螺母的內(nèi)底面上，采用同樣的方法將另一個(gè)試樣接頭通過(guò)另兩個(gè)半圓套腕以及另一個(gè)壓緊螺母固定在另一個(gè)固定座中。本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(一)本發(fā)明涉及的夾具由連接桿、固定座、壓緊螺母、半圓套腕，柱狀插銷(xiāo)等五部分簡(jiǎn)單組成，各部分之間主要由螺紋配合連接，沒(méi)有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；此外，單夾具質(zhì)量不足 800g,體積不足200cm3，更適合在內(nèi)容積較小的高低溫拉伸試驗(yàn)箱中操作使用。( 二)采用本發(fā)明所提供的夾具夾持試樣時(shí)，將試樣兩端粘接試樣接頭而構(gòu)成柱狀試樣 鈴連接結(jié)構(gòu)體，將結(jié)構(gòu)體的兩端分別穿過(guò)各自的壓緊螺母中心孔，并用半圓套腕固定，然后通過(guò)壓緊螺母與與固定座螺紋配合將試樣卡在夾具中。這種夾持方式不但操作方便并克服了傳統(tǒng)彈簧自動(dòng)鎖夾具易使試樣表面夾傷受損而導(dǎo)致試樣從限位處斷裂的問(wèn)題洞時(shí)，也解決了傳統(tǒng)夾具在低溫試驗(yàn)時(shí)試樣易打滑“拉脫”的問(wèn)題。(三)本發(fā)明所提供夾具的半圓套腕與固定座之間留有一定空隙，試樣在夾具中具有較大自由度，活動(dòng)空間大，易于同軸對(duì)中，不會(huì)對(duì)試樣造成損傷，從而保證了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。


圖1是本發(fā)明拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試夾具的總體構(gòu)成示意圖。圖2是圖1中所示的半圓套腕的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中所示的柱狀試樣啞鈴連接結(jié)構(gòu)體示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。正如圖1所示，本發(fā)明的固體推進(jìn)劑與包覆層粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)試夾具為對(duì)稱(chēng)使用且結(jié)構(gòu)相同的兩套夾具，每套夾具包括連接桿3、固定座4、壓緊螺母6、兩個(gè)半圓套腕5、試樣接頭7。除試樣接頭7外各組成均由不銹鋼制成。連接桿3為圓柱狀，其一端帶有與拉力試驗(yàn)機(jī)拉桿1連接的徑向通孔，另一端面中心伸出一段螺紋桿。連接桿3的圓柱尺寸是根據(jù)拉力試驗(yàn)機(jī)拉桿1的安裝孔直徑確定的，針對(duì)不同廠家的拉力試驗(yàn)機(jī)拉桿1，可選用不同尺寸的連接桿3。固定座4為圓U形件且底部中心帶有與連接桿螺紋桿相匹配的螺孔，端口處帶有外螺紋。壓緊螺母6亦為圓U形件，其端口帶有與固定座外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，且底部帶有中心孔。半圓套腕5為半圓環(huán)柱狀(參見(jiàn)圖幻，其內(nèi)壁一端為大直徑半圓弧槽，另一端為小直徑半圓弧槽，且兩者之間通過(guò)圓心背離半圓弧槽軸線的圓弧過(guò)渡，即稱(chēng)為圓弧凸臺(tái)，大直徑半圓弧槽的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于小直徑半圓弧槽的長(zhǎng)度，小直徑半圓弧槽一端的半徑小于固定座4的內(nèi)孔半徑；為了減輕夾具質(zhì)量，半圓套腕5大直徑半圓弧槽一端的壁厚減薄一半，且薄壁長(zhǎng)度約占總長(zhǎng)度的1/2。試樣接頭7為階梯圓柱體，其大端直徑與半圓套腕5大直徑半圓弧槽的直徑一致且小于壓緊螺母6的底部中心孔，小端直徑與被測(cè)試樣的直徑相等，大直徑和小直徑圓柱之間通過(guò)圓弧凹槽過(guò)渡，即稱(chēng)為限位凹槽，該限位凹槽與圓套腕5 圓弧凸臺(tái)的尺寸相匹配；試樣接頭7的材質(zhì)與推進(jìn)劑試樣9在發(fā)動(dòng)機(jī)中所用的包覆層材料如聚氨酯、硅橡膠等相同。在本優(yōu)選實(shí)施例中，連接桿3的直徑為Φ 20mm;固定座4底部厚度為15mm且外螺紋的段長(zhǎng)為20mm ；半圓套腕5的小直徑半圓弧槽的直徑為Φ 20mm且長(zhǎng)度為3mm，圓弧凸臺(tái)的半徑為R12mm。再參見(jiàn)圖1，兩根連接桿3分別安裝在拉力試驗(yàn)機(jī)上下拉桿1的安裝孔中并用錐狀或柱狀插銷(xiāo)2卡死固定。兩個(gè)固定座4的中心螺孔與連接桿3的螺紋桿連接。測(cè)試前，將試樣9的兩端分別用試驗(yàn)?zāi)z8粘接在兩個(gè)試樣接頭7的小直徑端面上(參見(jiàn)圖幻，從而構(gòu)成柱狀試樣 鈴連接結(jié)構(gòu)體，經(jīng)固化并檢查無(wú)缺陷后，方可進(jìn)行安裝操作。首先將柱狀試樣現(xiàn)鈴連接結(jié)構(gòu)體一端的試樣接頭7和兩個(gè)半圓套腕5均裝入對(duì)應(yīng)的固定座4的內(nèi)孔中，其中，兩個(gè)半圓套腕5對(duì)接且試樣接頭7的一部分位于兩者對(duì)接后的內(nèi)孔中，試樣接頭7的小直徑圓柱端口由兩個(gè)小直徑半圓弧槽和壓緊螺母的中心孔伸出，試樣接頭7的限位凹槽與兩個(gè)半圓套腕5對(duì)接后的圓弧凸臺(tái)相配合；壓緊螺母6與固定座4螺紋連接，使兩個(gè)半圓套腕5合緊且大直徑半圓弧槽一側(cè)端面支撐在壓緊螺母的內(nèi)底面上。采用同樣的方法將另一個(gè)試樣接頭7固定在固定座4中，從而實(shí)現(xiàn)了在拉力試驗(yàn)機(jī)上對(duì)試樣的夾持。此后，開(kāi)動(dòng)拉力試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，記錄試樣9在粘結(jié)處斷裂時(shí)的拉力，從而計(jì)算獲得固體推進(jìn)劑與包覆層試樣的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。不難看出，半圓套腕5與固定座4內(nèi)壁之間留有一定空隙，能夠確保試樣9在夾具中夾持時(shí)具有較大自由度和較大活動(dòng)空間，易于同軸對(duì)中，減少了由于夾具對(duì)中不好而出現(xiàn)外力對(duì)試樣造成的損傷，從而保證了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求
1.一種固體推進(jìn)劑與包覆層拉伸粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)夾具，該夾具為對(duì)稱(chēng)使用且結(jié)構(gòu)相同的兩套夾具，其特征在于每套夾具包括連接桿(3)、固定座G)、壓緊螺母(6)、兩個(gè)半圓套腕(5)、試樣接頭(7)，所述連接桿C3)為圓柱狀且一端面中心帶有伸出的螺紋桿；所述固定座 (4)為圓U形件且端口處帶有外螺紋，其底部中心帶有與所述螺紋桿相匹配的螺孔；所述壓緊螺母(6)亦為圓U形件，其端口帶有與固定座外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋且底部帶有中心孔；所述半圓套腕( 為半圓環(huán)柱狀，其內(nèi)壁一端為大直徑半圓弧槽，另一端為小直徑半圓弧槽，且兩者之間通過(guò)圓弧凸臺(tái)過(guò)渡，大直徑半圓弧槽的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于小直徑半圓弧槽的長(zhǎng)度，小直徑半圓弧槽一端的半徑小于所述固定座(4)的內(nèi)孔半徑；所述試樣接頭(7)為階梯圓柱體，其大端直徑與所述半圓套腕( 大直徑半圓弧槽的直徑一致且小于所述壓緊螺母(6)的底部中心孔，小端直徑與被測(cè)試樣(9)的直徑相等，大直徑圓柱和小直徑圓柱之間通過(guò)與所述圓弧凸臺(tái)相匹配的限位凹槽過(guò)渡；所述試樣接頭(7)的材質(zhì)與試樣(9)在發(fā)動(dòng)機(jī)中所用的包覆層材料相同，測(cè)試前，將所述試樣(9)的兩端分別用試驗(yàn)?zāi)z(8)粘接在兩個(gè)試樣接頭(7)的小直徑端面上而構(gòu)成柱狀試樣啞鈴連接結(jié)構(gòu)體；使用時(shí)，兩根連接桿(3)對(duì)應(yīng)安裝在拉力試驗(yàn)機(jī)兩側(cè)拉桿(1)的安裝孔中并用插銷(xiāo)O)固連，兩個(gè)固定座的中心螺孔分別與兩根連接桿(3)的螺紋桿對(duì)應(yīng)連接，所述柱狀試樣 鈴連接結(jié)構(gòu)體一端的試樣接頭(7)和兩個(gè)半圓套腕( 均裝入對(duì)應(yīng)的固定座的內(nèi)孔中，兩個(gè)半圓套腕( 對(duì)接且試樣接頭(7)的一部分位于兩者對(duì)接后的內(nèi)孔中，試樣接頭(7)的小直徑圓柱端口由兩個(gè)小直徑半圓弧槽處和所述壓緊螺母的中心孔伸出，所述限位凹槽與兩個(gè)半圓套腕( 對(duì)接后的圓弧凸臺(tái)相配合；所述壓緊螺母(6)與固定座(4)螺紋連接，使所述兩個(gè)半圓套腕(5) 合緊且小直徑半圓弧槽一側(cè)端面支撐在壓緊螺母的內(nèi)底面上，采用同樣的方法將另一個(gè)試樣接頭(7)通過(guò)另兩個(gè)半圓套腕(5)以及另一個(gè)壓螺(6)固定在另一個(gè)固定座中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體推進(jìn)劑與包覆層拉伸粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)夾具，其特征在于 所述半圓套腕( 大直徑半圓弧槽一端的壁厚減薄一半，且薄壁長(zhǎng)度占半圓套腕( 總長(zhǎng)度的1/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固體推進(jìn)劑與包覆層拉伸粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)夾具，其特征在于所述連接桿⑶的直徑為Φ20πιπι;所述固定座(4)的底部厚度為15mm且所述外螺紋的段長(zhǎng)為20mm ；所述半圓套腕(5)的小直徑半圓弧的直徑為Φ 20mm且長(zhǎng)度為3mm，所述圓弧凸臺(tái)的半徑為R12mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種固體推進(jìn)劑與包覆層拉伸粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)夾具，屬于火炸藥性能測(cè)試領(lǐng)域。該夾具為對(duì)稱(chēng)使用且結(jié)構(gòu)相同的兩套夾具，測(cè)試前，將推進(jìn)劑試樣的兩端分別用試驗(yàn)?zāi)z粘接在兩個(gè)包覆層試樣接頭的小直徑端面上，兩根連接桿對(duì)應(yīng)固連在拉力試驗(yàn)機(jī)兩側(cè)拉桿上，兩個(gè)固定座與連接桿螺紋連接，兩個(gè)試樣接頭的大直徑端和限位凹槽通過(guò)與兩對(duì)半圓套腕的配合及兩個(gè)壓緊螺母固定在對(duì)應(yīng)的固定座中。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)拉伸試驗(yàn)夾具易使試樣表面夾傷受損和在低溫試驗(yàn)時(shí)試樣易打滑“拉脫”的問(wèn)題，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、體積小，裝夾方便，對(duì)中精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/04GK102323143SQ201110129629
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者任黎, 張林軍, 張皋, 曹磊, 曹繼平, 李軍強(qiáng), 邵穎惠, 陳竚, 馬亞南 申請(qǐng)人:西安近代化學(xué)研究所