一、前言
微機控制電子式試驗機廣泛用于金屬和非金屬的拉、壓、彎、剪等力學性能試驗,適用于質量監(jiān)督、教學科研等各種試驗領域的力學試驗。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,國內對大噸位電子試驗機需求量越來越大。目前國內電子試驗機做到的噸位可達600kN以上,由于其噸位較大,在進行試驗時,為了防止試樣在試驗過程中出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,需要對試樣施加較大的夾持力,因此,對夾具本身提出了較高的要求。針對這種情況,設計出了基于液壓原理的液壓拉伸夾具,提高了試驗機整機的可靠性和耐用性。
二、電子試驗機主機結構及工作原理
微機控制電子式試驗機主要由以下三個部分組成:
(1)加力部分:主要由主機與輔具構成試驗機的加力框架,主機部分有導向立柱、上橫梁、中橫梁、工作臺和附具等部分組成。
(2)動力驅動部分:主機工作臺下的交流伺服電機、交流伺服系統(tǒng)、減速系統(tǒng)構成動力驅動系統(tǒng)。
(3)測量、記錄及處理部分:控制器、測控軟件、PC機和打印機構成試驗機的測量控制、數(shù)據(jù)處理及打印系統(tǒng)。
試驗機主要靠安裝在工作臺下部的交流伺服系統(tǒng)通過精密減速系統(tǒng)帶動滾珠絲杠副旋轉,滾珠絲杠副驅動中橫梁,帶動拉伸附具上下移動,實現(xiàn)試樣的加荷與卸載。該結構保證機架有足夠的剛度,同時實現(xiàn)、平穩(wěn)傳動。
三、液壓夾具的設計
1、液壓原理
液壓夾具的液壓原理,油箱內的液壓油通過電機帶動高壓油泵進入油路,流經(jīng)單向閥進入到閥塊,油路在閥塊中進行重新分配,利用電磁換向閥控制油液方向,分別實現(xiàn)對上、下拉伸夾具的夾緊和松開。
2、液壓油源結構
液壓夾具的油源主要由油泵電機組、空氣濾清器、油箱、吸油濾油器、單向閥、油管、閥塊等部分組成。油泵電機組采用豎直安裝,油泵浸在油液里,是油源的動力源。油路在閥塊中重新分配,完成對上下夾具的控制。在該液壓系統(tǒng)中,油泵排量為1.5ml/r,電機功率為0.75kW,轉速1400r/min;系統(tǒng)壓力由油路的溢流閥進行調定,zui高壓力可到10MPa,實際壓力可以通過壓力表進行實時顯示。
3、拉伸液壓夾具的設計
（1）液壓夾具的基本結構
該液壓夾具采用楔形液壓夾緊結構,安裝在上橫梁和中橫梁之間。它主要由夾具體、鉗口、活塞等部分組成。通過連接軸和法蘭座把夾具分別與上橫梁和中橫梁連接在一起;在夾具體內部安裝有液壓活塞,活塞桿與鉗口連為一體實現(xiàn)聯(lián)動,通過控制液壓源油液方向推動活塞上下運動,從而實現(xiàn)試樣的夾持和松開。該結構夾持試樣時,會對試樣產(chǎn)生附加力,為得到準確的試驗結果,夾持好試樣后對中橫梁位置進行調整消除附加力,然后進行試驗。
（2）液壓夾具關鍵零部件的設計：
?、賷A具體
夾具體是液壓夾具的主要零件,其結構是整個液壓夾具的支承部分。夾具體采用合金結構鋼,通過適當?shù)臒崽幚砉に囋黾悠淞W性能。經(jīng)過特殊的處理,保證其較高的強度。夾具體的上部主要是放置鉗口、壓塊等零件。鉗口安裝在夾具體的斜槽內,通過連接板把鉗口與活塞連接在一起。夾具體下部相當于一個油缸,活塞安裝在夾具體的內部,通過控制電磁換向閥推動活塞的上下運動,帶動鉗口在斜槽內上下運動,完成對試樣的夾持和松開。在夾具體內部裝有密封圈,防止液壓油出現(xiàn)泄漏。
?、阢Q口
為了滿足用戶對不同試樣的做試驗需求,該液壓夾具配置6副鉗口,包括3副圓鉗口,夾持范圍分別為:<4mm——<12mm、<12mm——<26mm、<26mm——<40mm;3副平鉗口,夾持范圍分為:0mm——15mm、15mm——30mm、30mm——40mm;可以根據(jù)試驗的需要方便地更換不同的鉗口。由于鉗口在試驗中經(jīng)常使用,直接和試樣進行接觸,鉗口性能的優(yōu)劣對試驗結果影響較大,因此,一般都選用合金結構鋼、合金高碳鋼或者低碳合金鋼,通過適當?shù)臒崽幚砉に?增加其強度、耐磨性,減少鉗口的磨損程度,延長其使用壽命。
四、結論
通過測試檢驗,該液壓夾具*符合試驗要求,且性能良好,能夠滿足客戶的試驗需求。由于鉗口的夾持中心要求同試驗機的中心在同一條直線上,即要具有良好的對中性,因此,對夾具體的加工精度提出了較高要求。另外,由于采用了液壓控制,夾具的密封性也是需要解決的一個重要問題,防止在使用過程中出現(xiàn)漏油等現(xiàn)象,影響其正常使用。
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