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编辑：北方有色网
来源：中钢集团邢台机械轧辊有限公司
权利要求
1.一种卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置，其特征在于：包括一端与试样(4)插接另一端夹持在试验机钻夹头上的底座(1)、以可拆卸的方式径向贯穿底座(1)与试样(4)的销钉(2)以及设置在底座(1)外侧壁上并适配销钉(2)的限位夹具(5);所述试样(4)通过减震橡胶环(3)插接在底座(1)端面开设的沉孔内，底座(1)、减震橡胶环(3)以及试样(4)均径向开设有适配销钉(2)的通孔。
2.根据权利要求1所述的一种卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置，其特征在于：所述销钉(2)的下端沿其轴向逐渐缩径形成锥台(2-1)，锥台(2-1)沿其周向开设有适配限位夹具(5)的卡槽(2-2)。
3.根据权利要求2所述的一种卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置，其特征在于：所述限位夹具(5)包括设置在底座(1)外侧壁上的销轴(5-1)以及相对设置并通过销轴(5-1)铰接的两个夹臂(5-2);所述夹臂(5-2)包括与销钉(2)的卡槽(2-2)适配的弧形夹持端以及与弧形夹持端一体成型并沿弧形夹持端的切线方向延伸的操作端，两个夹臂(5-2)的操作端之间通过复位弹簧(5-3)连接。
4.根据权利要求3所述的一种卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置，其特征在于：所述底座(1)外侧壁上对称开设有两个弧形滑槽(1-1)，两个夹臂(5-2)的操作端分别通过滑块(5-4)与弧形滑槽(1-1)滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置，其特征在于：所述弧形滑槽(1-1)的弧度与夹臂(5-2)的活动轨迹相适配。
6.根据权利要求2-5任一项所述的一种卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置，其特征在于：所述卡槽(2-2)设置在锥台(2-1)的直径最大处。
说明书
技术领域
[0001]本实用新型属于材料检测技术领域，具体涉及一种卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置。
背景技术
[0002]在接触疲劳试验机领域，试样旋转装置是至关重要的组成部分，如中国专利文献CN111175159B公开的一种卧式球棒式接触疲劳试验机，其试样旋转装置采用高精度钻夹头来固定试样，并采用两个圆锥型轴承外圈和多个滚珠组成的滚珠装置为试样施加接触应力，这种钻夹头虽然具有较高的初始精度，但在实际应用过程中，存在一些技术问题。
[0003]首先，为了确保试样在高速旋转过程中不打滑，需要施加较大的夹持力度，然而，这种过大的夹持力会导致钻夹头在使用过程中出现变形和磨损，这些变形和磨损问题会逐渐降低钻夹头的精度，使得夹持后的试样径向跳动超过0.02mm，这种径向跳动不仅影响了试验数据的准确性，而且对试验结果的可靠性产生了负面影响。
[0004]其次，由于夹头的变形和磨损，试样与滚珠接触区的旋转中心同轴度变差，同轴度的降低会导致试样在运转时的接触应力分布不均匀，从而增大接触应力，这种过大的接触应力会加速试样的疲劳损伤，进而缩短试样的接触疲劳寿命。
[0005]为了解决上述问题，需要定期更换钻夹头，并调整试样与滚珠接触区的同轴度，这种频繁的更换和调整不仅增加了维护成本，还可能影响试验的连续性和数据的可比性。因此，现在需要一种能够提高试样接触疲劳寿命且操作方便快捷的卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置，能够对试样实现良好的固定，在试样高速旋转的过程中保持试样稳定，降低接触疲劳试验的初始振幅，提高试样接触疲劳寿命。
[0007]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
[0008]一种卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置，包括一端与试样插接另一端夹持在试验机钻夹头上的底座、以可拆卸的方式径向贯穿底座与试样的销钉以及设置在底座外侧壁上并适配销钉的限位夹具;试样通过减震橡胶环插接在底座端面开设的沉孔内，底座、减震橡胶环以及试样均径向开设有适配销钉的通孔。
[0009]本实用新型技术方案的进一步改进在于：销钉的下端沿其轴向逐渐缩径形成锥台，锥台沿其周向开设有适配限位夹具的卡槽。
[0010]本实用新型技术方案的进一步改进在于：限位夹具包括设置在底座外侧壁上的销轴以及相对设置并通过销轴铰接的两个夹臂;夹臂包括与销钉的卡槽适配的弧形夹持端以及与弧形夹持端一体成型并沿弧形夹持端的切线方向延伸的操作端，两个夹臂的操作端之间通过复位弹簧连接。
[0011]本实用新型技术方案的进一步改进在于：底座外侧壁上对称开设有两个弧形滑槽，两个夹臂的操作端分别通过滑块与弧形滑槽滑动连接。
[0012]本实用新型技术方案的进一步改进在于：弧形滑槽的弧度与夹臂的活动轨迹相适配。
[0013]本实用新型技术方案的进一步改进在于：卡槽设置在锥台的直径最大处。
[0014]由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：
[0015]本实用新型卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置，能够对试样实现良好的固定，在试样高速旋转的过程中能够有效保持试样稳定，与此同时，极大的降低了接触疲劳试验的初始振幅，试样接触疲劳寿命得到大幅提高。
[0016]本实用新型采用一端与试样插接另一端夹持在试验机钻夹头上的底座、以可拆卸的方式径向贯穿底座与试样的销钉以及设置在底座外侧壁上并适配销钉的限位夹具;试样通过减震橡胶环插接在底座端面开设的沉孔内，底座、减震橡胶环以及试样均径向开设有适配销钉的通孔。其中，销钉用于将试样定位在底座的沉孔内并通过限位夹具对销钉进行限制固定，当底座在钻夹头的带动下旋转时，试样也随之旋转;限位夹具能够有效防止销钉在旋转扭矩的作用下脱离，避免造成试样损坏及发生不必要的安全事故;沉孔通过减震橡胶环能够对试样产生均匀的抱紧力，相比于钻夹头的夹持力来说，能够通过减震橡胶环均匀分布到试样的整个接触面，避免局部过大的压力导致变形或损坏;减震橡胶环具有较好的减震性能，可以在试验过程中吸收和减少震动，在一定程度上极大的降低了接触疲劳试验的初始振幅，有效提高试样的疲劳寿命。
[0017]本实用新型采用的销钉与限位夹具相配合，其中，销钉的下端沿其轴向逐渐缩径形成锥台，锥台沿其周向开设有适配限位夹具的卡槽;限位夹具包括设置在底座外侧壁上的销轴以及通过销轴铰接的两个夹臂，其中夹臂包括与销钉的卡槽适配的弧形夹持端以及与弧形夹持端一体成型并沿弧形夹持端的切线方向延伸的操作端，两个夹臂的操作端之间通过复位弹簧连接，底座外侧壁上对称开设有两个弧形滑槽，两个夹臂的操作端分别通过滑块与弧形滑槽滑动连接。当销钉贯穿底座将试样固定在其沉孔内时，随着销钉向下运动，其锥台逐渐顶开限位夹具的两个夹臂，此时两个夹臂的操作端沿着弧形滑槽相对滑动远离，复位弹簧拉伸，两个夹臂的弧形夹持端张开卡合在销钉锥台的卡槽内，从而实现固定销钉防止销钉滑脱的目的，保证了操作安全的同时避免对试样产生损坏。
附图说明
[0018]图1是本实用新型试样固定装置的结构示意图;
[0019]图2是本实用新型试样固定装置中限位夹具的结构示意图;
[0020]图3是本实用新型试样固定装置中销钉的结构示意图;
[0021]其中，1、底座，1-1、弧形滑槽，2、销钉，2-1、锥台，2-2、卡槽，3、减震橡胶环，4、试样，5、限位夹具，5-1、销轴，5-2、夹臂，5-3、复位弹簧，5-4、滑块，6、滚珠装置。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：
[0023]如图1-图3所示，本实用新型提供一种卧式球棒式接触疲劳试验机的试样固定装置，包括底座1、销钉2、减震橡胶环3以及限位夹具5。其中，底座1一端夹持在试验机钻夹头上，其另一端插接有试样4，具体的，试样4通过减震橡胶环3插接在底座1端面开设的沉孔内，减震橡胶环3位于底座1的沉孔内并与其适配，底座1的沉孔通过减震橡胶环3能够对试样4产生均匀的抱紧力，相比于钻夹头的夹持力来说，能够通过减震橡胶环3均匀分布到试样4的整个接触面，避免局部过大的压力导致变形或损坏，同时，减震橡胶环3具有较好的减震性能，可以在试验过程中吸收和减少震动，在一定程度上极大的降低了接触疲劳试验的初始振幅，有效提高试样4的疲劳寿命;试样4在底座1上插接好后，销钉2以可拆卸的方式径向贯穿底座1与试样4，底座1、减震橡胶环3以及试样4均径向开设有适配销钉2的通孔，如若试样4本身设有径向通孔，需确保销钉2的选择与该通孔适配，相应的，底座1、减震橡胶环3上使用钻孔设备进行径向打孔所形成的通孔亦与其适配，如若试样4本身没有径向通孔，则需在其一端使用钻孔设备进行径向打孔，底座1、减震橡胶环3与试样4上的通孔均相适配;销钉2用于将试样4定位在底座1的沉孔内，限位夹具5设置在底座1外侧壁上并适配销钉2，通过限位夹具5对销钉2进行限制固定，能够有效防止销钉2在旋转扭矩的作用下脱离，避免造成试样4损坏及发生不必要的安全事故。当底座1在钻夹头的带动下旋转时，试样4也随之旋转，从而使试样4在滚珠装置6内旋转，滚珠装置6为试样4施加接触应力。
[0024]具体的，销钉2的下端沿其轴向逐渐缩径形成锥台2-1，锥台2-1沿其周向开设有适配限位夹具5的卡槽2-2，优选的，卡槽2-2设置在锥台2-1的直径最大处。当销钉2由底座1的通孔上端开口径向贯穿至其下端开口时，锥台2-1上的卡槽2-2刚好位于底座1的通孔下端开口外侧。
[0025]限位夹具5包括销轴5-1、两个夹臂5-2以及复位弹簧5-3，销轴5-1设置在底座1的外侧壁上，并且销轴5-1位于底座1的通孔下端开口一侧，两个夹臂5-2相对设置并通过销轴5-1铰接，其中夹臂5-2包括弧形夹持端与操作端，弧形夹持端与销钉2的卡槽2-2适配，操作端与弧形夹持端一体成型并沿弧形夹持端的切线方向延伸，复位弹簧5-3设置在两个夹臂5-2的操作端之间，复位弹簧5-3在复位状态时，两个夹臂5-2的弧形夹持端之间的距离适配销钉2的锥台2-1的最小直径。相应的，底座1外侧壁上对称开设有两个弧形滑槽1-1，两个夹臂5-2的操作端分别通过滑块5-4与弧形滑槽1-1滑动连接，两个弧形滑槽1-1的弧度均与两个夹臂5-2的活动轨迹相适配。
[0026]当销钉2贯穿底座1将试样4固定在其沉孔内时，随着销钉2向下运动，销钉2上的锥台2-1因其向下缩径的结构优势逐渐顶开限位夹具5的两个夹臂5-2，此时两个夹臂5-2的操作端沿着弧形滑槽1-1相对滑动远离，复位弹簧5-3拉伸，两个夹臂5-2的弧形夹持端张开卡合在锥台2-1上的卡槽2-2内，从而实现固定销钉2防止销钉2滑脱的目的，保证了操作安全的同时避免对试样产生损坏;当需要取出销钉2时，借助外力使两个夹臂5-2的操作端沿着弧形滑槽1-1继续相对滑动远离，复位弹簧5-3继续拉伸，从而使两个夹臂5-2的弧形夹持端张开，取出销钉2后，复位弹簧5-3快速复位，使两个夹臂5-2的操作端沿着弧形滑槽1-1相对滑动靠近，从而使两个夹臂5-2的弧形夹持端回到原位。
[0027]可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。
说明书附图(3)
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