本發(fā)明涉及材料力學性能測試領域，尤其涉及一種用于測試過程精確度要求較高的多規(guī)格拉伸試樣的對中裝置及方法。

背景技術：

隨著材料科學研究的不斷深入，人們對試驗過程的嚴謹性和試驗結果的精確度要求越來越高。在工程力學的某些非標準試驗中，往往試樣的規(guī)格不一，而對試驗過程的對中性要求又很高，即要保證試樣的中心線與夾頭的中心線完全重合，以避免試樣在單軸拉伸過程中受到額外的剪切力、彎矩、扭矩等影響，造成屈服強度等性能指標的異常。

在常規(guī)拉伸試驗過程中，對中通過調整位于試驗機臺上試樣側面的定位裝置來實現(xiàn)，通過不斷調整定位尺的長度來確保試樣垂直。授權公告號為CN201707256U的專利文件所公開的“拉伸試驗機試樣垂直對中夾具”是對常規(guī)定位尺的一種改進。專利號為CN101598526A的專利文件所公開的“一種試驗機試樣自動對中裝置”則具有更高的自動化程度。然而對不同規(guī)格特別是不同寬度的拉伸試樣，上述對中方式很難確保試樣中心線與夾頭中心線完全重合，從而很難實現(xiàn)精確對中。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種拉伸試樣的對中裝置及方法，能夠方便快捷地實現(xiàn)不同寬度規(guī)格的金屬及非金屬板材拉伸試樣的精確對中。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn)：

一種拉伸試樣的對中裝置，包括主動機構、從動機構、檢測機構、絕緣線、導電板、操作臺，在所述操作臺上設置有夾頭孔，夾頭設置在夾頭孔中，在操作臺夾頭孔的兩端對稱安裝兩套從動機構，兩套從動機構的對稱面是夾頭工作面的中垂面，兩套從動機構上的套桿同軸設置，所述主動機構安裝在操作臺上，主動機構的對稱面與兩套從動機構的對稱面重合，絕緣線的一端與從動機構的套桿固定連接，絕緣線的另一端穿過主動機構上的圓筒與框架固定連接，絕緣線與框架的連接點在主動機構的對稱面上，連接從動機構與主動 機構的兩根絕緣線等長，檢測機構通過銅導線分別與兩個從動機構的套桿連接；針對非金屬板材試樣對中時，導電板粘貼于試樣表面，導電板的橫向中心線與兩個套桿的軸線在同一水平面上。

所述主動機構包括圓筒、滑塊、絲杠、絲杠支架、旋轉手輪、框架，滑塊放置在操作臺上，在滑塊的上端以滑塊縱向中心線為對稱軸，對稱焊接兩個圓筒，在滑塊內設置有螺紋孔，框架固定在操作臺上，絲杠依次穿過框架內的棘輪孔、滑塊螺紋孔，絲杠與棘輪徑向固定，絲杠的兩端設置在絲杠支架上，絲杠支架固定在操作臺上，在絲杠的操作端安裝有旋轉手輪。

所述框架包括架體、棘輪、棘爪，架體的底部與操作臺固定連接，在架體的下方設置有相互配合的棘爪、棘輪。

所述從動機構包括套筒、套桿、絕緣墊、接線端子、固定環(huán)，絕緣墊固定在操作臺上，套筒固定在絕緣墊上端，套桿設置在套筒的內部，套筒與套桿間隙配合，固定環(huán)固定在套桿接近夾頭的一端，固定環(huán)連接絕緣線，接線端子固定在套桿上。

所述檢測機構包括萬用表、銅導線，萬用表的正負極分別連接銅導線。

采用一種拉伸試樣的對中裝置對拉伸試樣進行對中的方法，當拉伸試樣為金屬板材類型時，包括以下方法步驟：

1)將試樣放到兩個夾頭之間，擰緊夾頭使夾頭與試樣之間的間隙盡量小但不等于零；

2)檢查導線連接線路，確保銅導線與各機構的連接正確，打開萬用表，撥到電阻檔；

3)扳動旋轉手輪，使滑塊帶動圓筒向試樣方向移動，此時絕緣線在圓筒的作用下帶動兩個套桿向試樣方向移動；

4)待兩個套桿充分接觸試樣時，立即查看萬用表讀數，若電阻為零，則松開旋轉手輪，此時框架內的棘爪將棘輪鎖緊，從而鎖住滑塊和套桿不再發(fā)生位移；

5)若電阻不為零，則繼續(xù)扳動旋轉手輪，直至電阻為零；

6)使試樣兩側的夾頭充分夾緊，將已對中的試樣固定好。

當拉伸試樣為非金屬板材類型時，包括以下方法步驟：

1)將試樣放到兩個夾頭之間，擰緊夾頭使夾頭與試樣之間的間隙盡量小但不等于零；

2)將導電板粘貼到試樣上，確保導電板的中心線與套桿軸線處于同一水平面上，且當套桿與試樣接觸時，也會與導電板接觸；

3)檢查導線連接線路，確保銅導線與各機構的連接正確，打開萬用表，撥到電阻檔；

4)扳動旋轉手輪，使滑塊帶動圓筒向試樣方向移動，此時絕緣線在圓筒的作用下帶 動兩個套桿向試樣方向移動；

5)待兩個套桿充分接觸試樣及試樣上的導電板時，立即查看萬用表讀數，若電阻為零，則松開旋轉手輪，此時框架內的棘爪將棘輪鎖緊，從而鎖住滑塊和套桿不再發(fā)生位移；

6)若電阻不為零，則繼續(xù)扳動旋轉手輪，直至電阻為零；

7)使試樣兩側的夾頭充分夾緊，將已對中的試樣固定好。

與現(xiàn)有的技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

一種拉伸試樣的對中裝置及方法，是在試樣夾頭兩端以夾頭工作面中垂面為對稱面對稱設置兩個套桿，通過同步調節(jié)試樣兩端的套桿距離，可使套桿驅動試樣自動對中，從而能夠方便快捷地實現(xiàn)不同寬度規(guī)格金屬及非金屬板材類型拉伸試樣的精確對中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種拉伸試樣的對中裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明中框架的結構示意圖；

圖中：1、夾頭；2、主動機構；3、試樣；4、絕緣線；5、從動機構；6、檢測機構；7、圓筒；8、操作臺；9、滑塊；10、絲杠；11、絲杠支架；12、旋轉手輪；13、套筒；14、套桿；15、絕緣墊；16、接線端子；17、固定環(huán)；18、框架；19、棘爪；20、棘輪；21、萬用表；22、銅導線；23、導電板。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發(fā)明進行詳細地描述，但是應該指出本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。

如圖1-圖2所示，一種拉伸試樣的對中裝置，包括主動機構2、從動機構5、檢測機構6、絕緣線4、導電板23、操作臺8，在所述操作臺8上設置有夾頭孔，夾頭1設置在夾頭孔中，在操作臺8夾頭孔的兩端對稱安裝兩套從動機構5，兩套從動機構5的對稱面是夾頭1工作面的中垂面，兩套從動機構5上的套桿14同軸設置，所述主動機構2安裝在操作臺8上，主動機構2的對稱面與兩套從動機構5的對稱面重合，絕緣線4的一端與從動機構5的套桿14固定連接，絕緣線4的另一端穿過主動機構2上的圓筒7與框架18固定連接，絕緣線4與框架18的連接點在主動機構2的對稱面上，連接從動機構5與主動機構2的兩根絕緣線4等長，檢測機構6通過銅導線22分別與兩個從動機構5的套桿14連接；針對非金屬板材類型的試樣3對中時，導電板23粘貼于試樣3面向主動機構2 一側的表面，粘貼時，導電板23的橫向中心線與兩個套桿14的軸線在同一水平面上。導電板23的長度與試樣3的寬度相等且具有一定的厚度和寬度。

絕緣線4為無彈性的軟質絕緣線。

所述主動機構2包括圓筒7、滑塊9、絲杠10、絲杠支架11、旋轉手輪12、框架18，滑塊9放置在操作臺8上，在滑塊9的上端以滑塊9的縱向中心線為對稱軸，對稱焊接兩個圓筒7，在滑塊9內設置有螺紋孔，框架18固定在操作臺8上，絲杠10依次穿過框架18內的棘輪20內孔、滑塊9螺紋孔，絲杠10與棘輪20徑向固定，絲杠10的兩端設置在絲杠支架11上，絲杠支架11固定在操作臺8上，在絲杠10的操作端安裝有旋轉手輪12。絲杠支架11與絲杠10之間通過滑動軸承軸瓦連接。

主動機構2滑塊9上端的圓筒7軸線與從動機構5的套桿14軸線在同一水平面上。

主動機構2整體為對稱結構，滑塊9的縱向中心線、圓筒7的對稱軸以及絲杠10的中心線都落在主動機構2的對稱面上。

所述框架18包括架體、棘輪20、棘爪19，架體的底部與操作臺8固定連接，在架體的下方設置有相互配合的棘爪19、棘輪20。在棘輪20的內孔上設置有鍵槽，絲杠10通過鍵與棘輪20徑向固定。

所述從動機構5包括套筒13、套桿14、絕緣墊15、接線端子16、固定環(huán)17，絕緣墊15固定在操作臺8上，套筒13固定在絕緣墊15上端，套桿14設置在套筒13的內部，套筒13與套桿14間隙配合，固定環(huán)17固定在套桿14接近夾頭1的一端，固定環(huán)17連接絕緣線4，接線端子16固定在套桿14的外側端部。

固定環(huán)17焊接在套桿14上朝向主動機構2的一側，兩個套桿14上焊接固定環(huán)17的位置要相同。

所述檢測機構6包括萬用表21、銅導線22，萬用表21的正負極分別連接銅導線22。銅導線22的另一端與套桿14上的接線端子16連接。

實施例1，采用一種拉伸試樣的對中裝置對金屬板材類型的試樣3進行對中的方法，包括以下方法步驟：

1)將試樣3放到兩個夾頭1之間，擰緊夾頭1使夾頭1與試樣3之間的間隙盡量小但不等于零；

2)檢查導線連接線路，確保銅導線22與各機構的連接正確，打開萬用表21，撥到電阻檔；

3)扳動旋轉手輪12(當絲杠10的螺紋為右旋螺紋時，逆時針扳動旋轉手輪12，當 絲杠10的螺紋為左旋螺紋時，順時針扳動旋轉手輪12)，使滑塊9帶動圓筒7向試樣3方向移動，此時絕緣線4在圓筒7的作用下帶動兩個套桿14向試樣3方向移動；

當一側的套桿14接觸到試樣3后，會將試樣3向另一個方向推動，由于兩個套桿14是以夾頭1工作面的中垂面為對稱面對稱設置的，因此當兩個套桿14都充分接觸到試樣3時，試樣3的兩端會自動精確對中。

4)待兩個套桿14充分接觸試樣3時，立即查看萬用表21讀數，若電阻為零，則松開旋轉手輪12，此時框架18內的棘爪19將棘輪20鎖緊，從而鎖住滑塊9和套桿14不再發(fā)生位移；

5)若電阻不為零，則繼續(xù)扳動旋轉手輪12，直至電阻顯示為零；

由于當兩個套桿14與試樣3充分接觸以后，會將檢測電路連通，此時萬用表21的電阻值會顯示為零，因此可以以此作為觀測試樣3是否對中的標準。

6)使試樣3兩側的夾頭1充分夾緊，將已對中的試樣3固定好。

在本實施例中，圓筒7的直徑為4mm，絕緣線4的直徑為3mm，套接在絲杠10上的棘輪20的軸向長度為50mm。試樣3的寬度為25mm。

實施例2，當試樣3為非金屬板材類型時，包括以下方法步驟：

1)將試樣3放到兩個夾頭1之間，擰緊夾頭1使夾頭1與試樣3之間的間隙盡量小但不等于零；

2)將導電板23粘貼到試樣3靠主動機構2一側的表面上，確保導電板23的中心線與套桿14軸線處于同一水平面上，并確保套桿14與試樣3充分接觸時，也會與導電板23充分接觸；

3)檢查導線連接線路，確保銅導線22與各機構的連接正確，打開萬用表21，撥到電阻檔；

4)扳動旋轉手輪12(當絲杠10的螺紋為右旋螺紋時，逆時針扳動旋轉手輪12，當絲杠10的螺紋為左旋螺紋時，順時針扳動旋轉手輪12)，使滑塊9帶動圓筒7向試樣3方向移動，此時絕緣線4在圓筒7的作用下帶動兩個套桿14向試樣3方向移動；

5)待兩個套桿14充分接觸試樣3及試樣3上的導電板23時，立即查看萬用表21讀數，若電阻為零，則松開旋轉手輪12，此時框架18內的棘爪19將棘輪20鎖緊，從而鎖住滑塊9和套桿14不再發(fā)生位移；

6)若電阻不為零，則繼續(xù)扳動旋轉手輪12，直至電阻顯示為零；

7)使試樣3兩側的夾頭1充分夾緊，將已對中的試樣3固定好。

在本實施例中，圓筒7的直徑為4mm，絕緣線4的直徑為3mm，套接在絲杠10上的棘輪20的軸向長度為50mm。試樣3的寬度為40mm。