彈簧組件限位式直接拉伸試樣固定裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于對脆性材料進行直接拉伸試驗用的裝置，特別涉及一種在直接拉伸試驗中與試驗機配套的巖石試樣固定裝置。
【背景技術】
[0002]對巖石試樣進行直接拉伸試驗是獲得巖石抗拉強度數據的主要手段。在直接拉伸試驗中與試驗機配套的試樣固定裝置一般由上位夾具和下位夾具組成，上位夾具和下位夾具均包括與試驗機連接的接頭，固定試樣的端帽，連接接頭與端帽的鏈條；下位夾具由于要承接拉伸試驗所破壞的部分試樣和下端帽，還包括剛性筒體和墊板組成的支撐構件。此種結構的試樣固定裝置，由于支撐構件不能在整個試驗過程對試樣和下端帽起到有效支撐作用，因而不能進行峰值應力后的力學效應測試。
[0003]CN200610022224.8公開了一種直接拉伸試驗的彈簧支撐式下位夾具，將試樣固定裝置中下位夾具的支撐構件設計為壓縮螺旋彈簧或壓縮螺旋彈簧和托板的組合。這樣雖然實現了直接測試巖石類脆性材料試驗峰值應力后的力學效應，但尚存在以下不足:(1)試驗中壓縮螺旋彈簧的中心線易與試驗機的中心線不重合，從而會對被測試試件形成附加偏心力，影響測試結果的準確性；(2)由于上位夾具與下位夾具的結構不同，因而試驗中試件兩端加載剛度不一致，導致被測試巖石突然破壞，對有效測定峰值應力后的力學效應仍不是很理想；(3)鏈條與端帽連接時，操作極為不方便。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供彈簧組件限位式直接拉伸試樣固定裝置，以便能確保試驗中螺旋彈簧的中心線與試驗機的中心線重合及試件兩端加載剛度一致，從而提高測試結果的準確性和更有效的測定巖石試驗峰值應力后的力學效應。
[0005]本實用新型所述彈簧組件限位式直接拉伸試樣固定裝置，由下位夾具和上位夾具組成:所述下位夾具包括與試驗機底部加載座連接的下接頭、固定試樣的下端帽、連接下接頭與下端帽的下鏈條、第一螺旋彈簧、第一中心限位機構和第二中心限位機構，下端帽由試樣固定槽和連接段構成；所述上位夾具包括與試驗機頂部加載座連接的上接頭、固定試樣的上端帽、連接上接頭與上端帽的上鏈條、第二螺旋彈簧、第三中心限位機構和第四中心限位機構，上端帽由試樣固定槽和連接段構成；所述第一中心限位機構、第二中心限位機構、第三中心限位機構和第四中心限位機構的結構相同，均由彈簧限位組件、支撐件和轉接板組成；所述彈簧限位組件包括圓環形支座、三根螺桿、三個帶有外螺紋和內螺紋的螺套、三根限位彈簧和三個限位體；所述圓環形支座的壁上設置有三個螺孔，三個螺孔的中心線均通過圓環形支座的中心，且相鄰螺孔的中心線之間的夾角為120°，三個螺孔的內螺紋與螺套的外螺紋相匹配，所述螺套的內螺紋與所述螺桿的外螺紋相匹配，所述限位體設置有螺孔，該螺孔的內螺紋與螺桿的外螺紋相匹配；支撐件的一端與轉接板連接，另一端與彈簧限位組件中的圓環形支座連接，三個螺套分別安裝在圓環形支座的三個螺孔內，三根螺桿分別與三個螺套組合，三個限位體分別安裝在三根螺桿上，三根限位彈簧分別套裝在三根螺桿上，且一端與安裝在螺桿上的限位體接觸，另一端與圓環形支座的內壁接觸；第一中心限位機構與試驗機底部加載座組合安裝，第一中心限位機構中彈簧限位組件的圓環形支座與試驗機底部加載座接觸，所述下接頭位于所述圓環形支座的中心孔內，第一中心限位機構中彈簧限位組件的三根螺桿一端分別與下接頭的外側面接觸；第二中心限位機構與下端帽組合安裝，第二中心限位機構中彈簧限位組件的圓環形支座與下端帽的試樣固定槽底部外壁接觸，下端帽的連接段位于所述圓環形支座的中心孔內，第二中心限位機構中彈簧限位組件的三根螺桿一端分別與下端帽連接段的外側面接觸；第一螺旋彈簧的一端與第一中心限位機構中的轉接板連接，另一端與第二中心限位機構中的轉接板連接，下鏈條位于第一中心限位機構、第一螺旋彈簧、第二中心限位機構圍成的空間內；第三中心限位機構與上端帽組合安裝，第三中心限位機構中彈簧限位組件的圓環形支座與上端帽的試樣固定槽底部外壁接觸，上端帽的連接段位于所述圓環形支座的中心孔內，第三中心限位機構中彈簧限位組件的三根螺桿一端分別與上端帽連接段的外側面接觸；第四中心限位機構與試驗機頂部加載座組合安裝，第四中心限位機構中彈簧限位組件的圓環形支座與試驗機頂部加載座接觸，所述上接頭位于所述圓環形支座的中心孔內，第四中心限位機構中彈簧限位組件的三根螺桿一端分別與上接頭的外側面接觸；第二螺旋彈簧的一端與第三中心限位機構中的轉接板連接，另一端與第四中心限位機構中的轉接板連接，上鏈條位于第三中心限位機構、第二螺旋彈簧、第四中心限位機構圍成的空間內。
[0006]本實用新型所彈簧組件限位式直接拉伸試樣固定裝置中，所述第一中心限位機構、第二中心限位機構、第三中心限位機構和第四中心限位機構中的支撐件為四根圓桿，轉接板為圓環形板，四根圓桿均勻安裝在圓環形支座和轉接板的圓環面上；或所述第一中心限位機構、第二中心限位機構、第三中心限位機構和第四中心限位機構中的支撐件為兩個橫截面為圓弧形的板體，轉接板為圓環形板，兩個板體對稱安裝在圓環形支座和轉接板的圓環面上。
[0007]本實用新型具有以下有益效果:
[0008]1、由于本實用新型所述巖石試樣固定裝置的下位夾具和上位夾具中均設置有螺旋彈簧和兩個中心限位機構，因而不僅能確保試驗中試件兩端加載剛度一致，更有效的測試巖石試驗峰值應力后的力學效應，而且通過下位夾具和上位夾具的中心限位機構中的彈簧限位組件能確保試驗中螺旋彈簧的中心線與試驗機的中心線重合，避免了附加偏心力的產生，不僅提高了是試驗成功率，還有利于提高測試結果的準確性。
[0009]2、由于第一中心限位機構、第二中心限位機構、第三中心限位機構和第四中心限位機構中的支撐件為四根圓桿或兩個橫截面為圓弧形的板體，因而鏈條與端帽連接時，便于插入連接件插銷，操作更為簡單便捷，提高了測試效率。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型所述彈簧組件限位式直接拉伸試樣固定裝置的結構示意圖。
[0011]圖2為本實用新型所述彈簧組件限位式直接拉伸試樣固定裝置中第一中心限位機構或第二中心限位機構或第三中心限位機構或第四中心限位機構的第一種結構示意圖(支撐件為圓桿)，所述中心限位機構處于非工作狀態。
[0012]圖3為圖2的俯視圖。
[0013]圖4為本實用新型所述彈簧組件限位式直接拉伸試樣固定裝置中第一中心限位機構或第二中心限位機構或第三中心限位機構或第四中心限位機構的第二種結構示意圖(支撐件為弧形板體)，所述中心限位機構處于工作狀態。
[0014]圖5為圖4的俯視圖。
[0015]圖中，I一試驗機底部加載座，2—彈簧限位組件，2-1—圓環形支座，2-2—螺桿，2-3—螺套，2-4—限位彈簧，2-5—限位體，3—下接頭，4一支撐件，5—轉接板，6—下鏈條，7 一下插銷，8—下端帽，9 一巖石試樣，10 一上端帽，11 一上插銷，12 一上鏈條，13 一上接頭，14 一試驗機頂部加載座，15—第一螺旋彈簧，16—第二螺旋彈簧。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例對本實用新型所述彈簧組件限位式直接拉伸試樣固定裝置做進一步說明。
[0017]本實施例中，彈簧組件限位式直接拉伸試樣固定裝置如圖1所示，由下位夾具和上位夾具組成。所述下位夾具包括與試驗機底部加載座I連接的下接頭3、固定試樣的下端帽8、連接下接頭與下端帽的下鏈條6、第一螺旋彈簧15、第一中心限位機構、第二中心限位機構，下端帽8由試樣固定槽和連接段構成，第一螺旋彈簧15為圓柱壓縮螺旋彈簧；所述上位夾具包括與試驗機頂部加載座14連接的上接頭13、固定試樣的上端帽10、連接上接頭與上端帽的上鏈條12、第二螺旋彈簧16、第三中心限位機構和第四中心限位機構，上端帽10由試樣固定槽和連接段構成，第二螺旋彈簧16為圓柱壓縮螺旋彈簧。
[0018]所述第一中心限位機構、第二中心限位機構、第三中心限位機構和第四中心限位機構的結構相同，均由彈簧限位組件2、支撐件4和轉接板5組成，如圖2、圖3所示；彈簧限位組件2包括圓環形支座2-1、三根螺桿2-2、三個帶有外螺紋和內螺紋的螺套2-3、三根限位彈簧2-4和三個限位體2-5，所述圓環形支座的壁上設置有三個螺孔，三個螺孔的中心線均通過圓環形支座的中心，且相鄰螺孔的中心線之間的夾角為120°，三個螺孔的內螺紋與螺套2-3的外螺紋相匹配，所述螺套2-3的內螺紋與所述螺桿2-2的外螺紋相匹配，所述限位體2-5為與螺桿2-2的外螺紋相匹配的螺帽，所述限位彈簧2-4為圓柱壓縮螺旋彈簧?’支撐件4為四根圓桿，轉接板