螺栓拉伸试验夹具快换装置研究

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目前，螺栓拉伸试验时采用的过渡连接装置为开口式 (图1)，或螺纹连接式 (图2)-口式连接装置是在圆筒形拉伸座-侧开槽 ，内腔为台阶孔，拉伸螺母为台阶状圆柱体 (内有螺纹)，拉伸螺母可从开槽处嵌入拉伸座内，拉伸杆与拉伸座采用-体式或螺纹连接设计-口式连接装置优点为能够方便快捷地更换被试螺栓；缺点为拉伸座与拉伸螺母连接处为开口，拉伸试验时接触面受力不均，局部接触应力很大，存在接触面压溃现象，由于受力不均被试螺栓在拉伸过程中会产生弯曲变形，形成附加弯矩，直接影响测量值的准确性。由于缺口的存在，拉伸座在拉伸时开口处将产生变形使开口增大，被试螺栓容易从开口处滑脱，存在安全隐患。螺纹旋入式连接装置是拉伸螺母与拉伸座采用螺纹连接，拉伸座为内腔带有螺纹的圆筒，拉伸杆与拉伸座采用螺纹连接，其优点为拉伸螺母与拉伸座连接采用螺纹连接，受力均匀，能够承受的拉伸力大，被试螺栓不产生附加弯矩，测量值准确，安全可靠。缺点为每次更换被试螺栓需将拉伸螺母从拉伸座上旋下，费工费时，效率很低，不能满足大批量试验的要求。

为降低劳动强度、提高试验效率、保证试验安全、保证测试值准确，本文提出了-种螺栓拉伸试验快换装置，该装置能够大大降低劳动强度、提高试验效率、保证试验过程安全、消除试验过程中附加弯矩的影响、保证测试值准确，满足大批量试验的要求 。

图1 开 口式 图2 螺纹式1 拉伸试验装置模型结合被试螺栓的规格及性能等级，如图3所示，本盒型装置满足M6至M39螺栓 (包括粗牙和细牙)的拉伸试验。本装置拟采用两半式盒型结构，通过合页将两半盒型件连接在-起，当两半盒型件扣合后，通过上下两个拉销将其紧固为- 体，两半盒型件内部为上下半圆形台阶孔，扣合后形成上下圆形台阶孔，上端台阶孔连接拉伸杆，拉伸杆与拉伸座 (两半的其中-半)采用螺钉固定，拉伸杆与拉力试验机夹头相连接，下端台阶孔与拉伸螺母相连接，拉伸螺母与被试螺栓相连接，试验时本装置成对使用，拉伸杆分别与拉力试验机的上下夹头相连，可完成螺栓的拉伸试验，如图4所示。另有附件平垫圈、4。楔形垫圈、6。楔形垫圈、1O。楔形垫圈及双头螺柱，满收稿日期：2013-04-07作者简介：张亚军 (1973-)，男，山西长治人，副教授，工学硕士，研究方向为汽车维修和汽车工程教育。

[152] 第35卷 第5期 2013-05(上)务I 訇 化如 图8所示 ：.拉伸杆最胸面平均应 力为445MPa，台阶圆角处应力集中可达628MPa；如图9所示，拉伸螺母台阶圆角处存在应力集中，台阶圆角处应力集中可达880MPa；如图1O所示，拉伸座平均应力为400MPa，台阶圆角处应力集中应力628MPa。由于拉伸螺母、拉伸杆、拉伸座均采用3 5 C r M n S i A材料 ，该 材 料 的 抗 拉 强 度 为661620MPa，o 1280MPa，所以能够满足使用要求。

4 结论本文首先分析了目前两种形式的螺栓拉伸装置的优缺点，设计了-种螺栓拉伸试验快换装置，并对关键部件进行了详细的计算 ，最后用ansysworkbench进行了受力分析。该装置具有能够快速更换被试螺栓、被试螺栓受力均匀、使用安全等优点。