一种用于金属材料的高温疲劳拉伸试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及金属高温疲劳试验技术设备领域，具体的说是一种用于金属材料的高温疲劳拉伸试验装置。


背景技术：

2.金属材料在工业制造生产中应用广泛，部分金属材料会应用于高温环境中，为了保证金属材料的使用安全，需要将金属材料放置于高温环境下进行拉伸、压缩，以检测金属材料的疲劳性能、疲劳寿命等。
3.现有技术中通过夹具将十字形的金属试件固定在加热炉内，再通过加热炉内腔升温和夹具的拉伸以对十字形的金属试件进行高温疲劳拉伸试验。但是现有技术中用于加热十字形的金属试件的加热炉内腔较大，导致加热炉内腔温度上升速率较慢，而且，加热炉内腔较大会增加加热的能耗。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在提供一种用于金属材料的高温疲劳拉伸试验装置，能够使加热装置内腔快速升温，并能减少加热的能耗。
5.为了解决以上技术问题，本实用新型采用的具体方案为一种用于金属材料的高温疲劳拉伸试验装置：包括底座、设置在底座上的机架以及设置在机架上多个用于夹持拉伸十字形的金属试件对应端部的夹具，还包括加热箱、设置在加热箱上的多个压紧件以及用于驱动加热箱开合的驱动机构；
6.加热箱包括下加热箱和设置在下加热箱上方的上加热箱，上加热箱和下加热箱的相对面上均开设有十字形的凹槽，十字形的凹槽随上加热箱和下加热箱的闭合形成加热金属试件的加热腔，加热腔与金属试件形状相同、规格较金属试件大；下加热箱上位于凹槽的外周设置有防止加热腔内热量散失的保温棉；
7.驱动机构包括沿竖向转动穿设在底座上的丝杠、固定设置在丝杠一侧的导向杆以及用于驱动丝杠转动的手轮；上加热箱和下加热箱上均设有与丝杠配合安装的丝母和与导向杆滑动配合的穿孔，丝杠上分别设有朝向相反方向分布的外螺纹，以使丝母随丝杠的转动而带动上加热箱、下加热箱朝向相反方向移动而控制加热箱的开合；
8.压紧件包括弯钩、底板以及铰接在底板上的把手；把手底部穿设有转轴，转轴上穿设有扣合框，扣合框随把手的转动而与对应弯钩扣合，以将下加热箱上的保温棉上沿紧密贴合上加热箱的下沿；扣合框的两端分别固定在位于把手两侧转轴的端部。
9.作为本实用新型一种用于金属材料的高温疲劳拉伸试验装置的进一步优化：上加热箱和下加热箱内分别位于对应十字形的凹槽的侧壁上均间隔设置有加热元件。
10.作为本实用新型一种用于金属材料的高温疲劳拉伸试验装置的进一步优化：弯钩分别通过螺栓固定在上加热箱的一侧，底板通过螺栓固定在对应弯钩正下方的下加热箱上。
11.作为本实用新型一种用于金属材料的高温疲劳拉伸试验装置的进一步优化：上加热箱和下加热箱上均连接有固定在对应丝母上的连接杆，连接杆远离加热箱的另一端设置有与导向杆滑动配合的套筒。
12.作为本实用新型一种用于金属材料的高温疲劳拉伸试验装置的进一步优化：加热箱为矩形，加热箱的各个侧面上均设置有压紧件。
13.作为本实用新型一种用于金属材料的高温疲劳拉伸试验装置的进一步优化：底座上开设有供丝杠穿过并转动的通孔；底座上位于通孔的外周设置有轴座，轴座与通孔贯通以供丝杠在底座上转动。
14.有益效果
15.本实用新型中上加热箱和下加热箱上的十字形的凹槽，十字形的凹槽随加热箱的闭合而形成用于加热十字形的金属试件的加热腔，加热腔的形状与十字形的金属试件的形状一致，但加热腔的规格大于十字形的金属试件。加热腔较小，能够以较少的能耗使加热腔内快速达到高温状态。
16.本实用新型中通过转动手轮带动丝杠转动，丝母随丝杠的转动而带动对应的上加热箱、下加热箱朝向相反方向移动而控制加热箱的开合。通过驱动机构能够快速使加热箱闭合，从而使金属试件快速进入拉伸疲劳试验中，提高试验效率。
17.本实用新型中的扣合框能够通过把手的转动而与弯钩扣合，压紧件的扣合配合能够将由于保温棉的弹性势能作用下而上升的上加热箱与下加热箱压紧密封贴合，以保持加热箱内加热腔的密封性，防止热量流失。
附图说明
18.图1为加热箱未闭合状态下的剖视结构示意图；
19.图2为加热箱闭合状态下的剖视结构示意图；
20.图3为扣合框放置于弯钩内的主体结构示意图；
21.附图标记：1、底座，2、下加热箱，3、压紧件，31、弯钩，32、扣合框，33、底板，34、转轴，35、把手，4、保温棉，5、夹具，6、金属试件，7、上加热箱，8、加热元件，9、凹槽，10、连接杆，11、丝杠，12、导向杆，13、套筒，14、轴座，15、通孔，16、手轮。
具体实施方式
22.如图1所示，本实用新型的一种用于金属材料的高温疲劳拉伸试验装置，包括底座1、设置在底座1上方的加热箱、设置在加热箱上的多个压紧件3以及用于驱动加热箱开合的驱动机构。
23.底座1为矩形长板，底座1上设置有多个沿竖直方向分布的机架，机架上设置有用于多个夹持拉伸十字形的金属试件6对应端部的夹具5。底座1上开设有沿竖向分布的通孔15，通孔15供驱动机构穿过并转动配合。
24.如图2所示，加热箱为矩形，加热箱用于加热十字形的金属试件6。加热箱包括位于十字形的金属试件6上方的上加热箱7和位于十字形的金属试件6下方的下加热箱2，以使上加热箱7和下加热闭合时加热金属试件6。上加热箱7下沿和下加热箱2上沿相对分布，且上加热箱7和下加热箱2的相对面上均开设有十字形的凹槽9，十字形的凹槽9随上加热箱7和
下加热箱2的闭合形成加热十字形的金属试件6的加热腔。
25.由十字形的凹槽9合围形成的加热腔的形状与金属试件6的形状相同，但是加热腔的规格较金属试件6的规格大，以避免金属试件6的侧边贴合在凹槽9的侧壁上，从而避免由于金属试件6加热不均而导致试验结果不准确的情况发生，并能够减少加热腔的加热能耗。
26.如图1所示，上加热箱7和下加热箱2内均设置有多个加热元件8，加热元件8为电加热丝。加热元件8沿十字形的凹槽9的槽壁均匀间隔设置，以使加热腔内快速升温。下加热箱2上沿位于十字形凹槽9的外周开设有安装槽，安装槽内设置有用于加强加热腔内的保温效果的保温棉4，上加热箱7和下加热箱2闭合时保温棉4的上沿与上加热箱7的下沿接触贴合，用以减少加热腔内热能流失。
27.上加热箱7和下加热箱2上位于十字形的凹槽9的槽口处设置有类似保温棉材质的保温材料，以防止上加热箱7和下加热箱2闭合时加热腔内的热量由十字形凹槽9的槽口与金属试件6间的空隙散出。
28.驱动机构包括丝杠11、设置在丝杠11右侧的导向杆12以及用于驱动丝杠11转动的手轮16。丝杠11的下端穿设于通孔15内并与通孔15转动配合，底座1上沿位于通孔15的外周设置有用于固定丝杠11在通孔15内转动的轴座14，轴座14与通孔15贯通，以使丝杠11下端穿过轴座14后再穿入通孔15内。手轮16固定设置在穿出通孔15的丝杠11的下端，转动手轮16驱动丝杠11转动。
29.位于底座1上方的丝杠11上间隔设置有两段旋向相反的外螺纹，丝杠11上位于两段外螺纹的位置分别安装有丝母。丝母上分别固定设置有沿水平方向分布的连接杆10，位于丝杠11上端的连接杆10的左端固定连接上加热箱7，位于丝杠11中部的连接杆10的左端固定连接下加热箱2。连接杆10的右端均设置有具有穿孔的套筒13，套筒13滑动套装在导向杆12上。手轮16转动，丝母随丝杠11的转动而带动上加热箱7和下加热箱2朝向相反方向移动而控制加热箱的开合。
30.加热箱的各个侧面上均设置有压紧件3，如图3所示，压紧件3包括固定在上加热箱7侧面上的弯钩31、固定设置在下加热箱2侧面上的底板33以及铰接设置在底板33上的把手35。弯钩31通过螺栓固定在上加热箱7上，底板33通过螺栓固定在下加热箱2上并处于对应弯钩31的正下方。
31.把手35上远离与底板33铰接点的底部穿设有沿水平方向分布的转轴34，转轴34上穿设有扣合框32。扣合框32为凵字形，扣合框32开口两侧的端部分别穿设在把手35两侧的转轴34端部内，并通过将位于转轴34一端部两侧的扣合框32上安装上螺母而将扣合框32固定在转轴34上。扣合框32随把手35的转动而旋转至弯钩31内，并通过压紧把手35而将扣合框32闭口端与对应弯钩31紧密扣合。
32.如图2所示，上加热箱7和下加热箱2在驱动机构的驱动下闭合，且上加热箱7下沿与保温棉4接触时，上加热箱7和下加热箱2在保温棉4的弹性势能下上移或下降，导致上加热箱7和下加热箱2间产生能使加热腔内热量流失的空隙。通过扣合框32和弯钩31的扣合能够使上加热箱7压紧固定在下加热箱2上，压紧件3加强了上加热箱7和下加热箱2间的密封，从而避免了由于上加热箱7在保温棉4弹性势能下上移而导致加热腔内的热量散失。
33.本实用新型的具体实施方式如下：首先，通过夹具5将十字形的金属试件6各端部进行夹持固定至如图1所示的状态。然后，人工顺时针转动手轮16，丝杠11随手轮16的转动
而顺时针转动。此时，处于图1状态下的丝母随丝杠11的转动而带动上加热箱7、下加热箱2朝向十字形的金属试件6移动至如图2所示的闭合状态。当上加热箱7和下加热箱2闭合后，首先，人工转动把手35并将扣合框32放置于弯钩31内至如图3所示的状态。然后，把手35朝向底板33的方向转动以将扣合框32压紧扣合在弯钩31上，此时，上加热箱7紧压固定在下加热箱2上。即可开启加热元件8，对十字形的金属试件6进行疲劳拉伸试验。
34.当十字形的金属试件6的拉伸疲劳试验完成后，首先，朝向远离底板33的方向转动把手35，并使扣合框32与弯钩31分离。其次，人工逆时针转动手轮16，丝杠11逆时针转动。丝母随丝杠11的转动而带动对应的上加热箱7、下加热箱2朝向相反方向移动至如图1所示的状态。然后，松开夹具5，取下十字形的金属试件6即可。