薄壁钢管拉伸试验夹持装置的制作方法及注意事项

　　本实用新型涉及一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置。

　　背景技术：

　　薄壁钢管强度是薄壁钢管重要的物理力学指标之一，进行薄壁钢管拉伸试验是一项非常重要的工作。同时，如何有效夹持薄壁钢管，便成为拉伸试验成功与否最重要的工作之一。

　　现有技术中，夹持薄壁钢管，主要采用GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》提出的方法：在试样两端加以塞头，然后把薄壁钢管夹在拉力试验机的带齿夹具上。实际工作中，对于薄壁钢管（特别是壁厚<3mm的钢管），由于薄壁钢管拉伸的反作用力是由位于塞头与拉力试验机夹具之间钢管壁与带齿夹具上的齿相对滑动产生的磨阻力承担，因此破坏部位经常位于塞头与拉力试验机夹具之间钢管壁上，即塞头与拉力试验机夹具之间钢管壁由于壁薄而被拉力试验机夹具的齿撕裂，造成检测无法进行。

　　综上所述，以上薄壁钢管（特别是壁厚<3mm的钢管）拉伸试验夹持方法存在成功率低的不足之处，故需要设计改进。

　　技术实现要素：

　　本实用新型提出了一种组装方便、设计合理的薄壁钢管拉伸试验夹持装置，该装置能够解决现有薄壁钢管（特别是壁厚<3mm的钢管）拉伸试验夹持方法成功率低的问题。

　　本实用新型采用的技术方案是：一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，包括套住薄壁钢管端部的空心套筒；所述空心套筒两端分别与顶盖、底盖连接；所述顶盖通过连接装置与位于薄壁钢管内部的顶紧头连接；所述顶盖、薄壁钢管内壁、顶紧头之间嵌有内楔形插片；所述底盖、薄壁钢管外壁、空心套筒内壁之间嵌有外楔形插片；所述空心套筒、顶盖、底盖、连接装置、顶紧头、内楔形插片、外楔形插片纵轴同轴。本实用新型把内楔形插片嵌入薄壁钢管内壁与顶紧头之间，把外楔形插片嵌入薄壁钢管外壁与空心套筒内壁之间，再通过拧紧顶盖与底盖，使内楔形插片与外楔形插片紧紧夹住薄壁钢管薄壁，最后通过连接装置与拉力机夹具连接，进行薄壁钢管拉伸试验。

　　进一步，所述空心套筒为通用金属夹具用钢，中空圆柱状；外表面两端攻有正、反螺纹分别与顶盖、底盖连接；内为圆台形中心通孔，通孔上表面直径大于薄壁钢管外径，圆台锥度（6°- 9°）。

　　进一步，所述顶盖为通用金属夹具用钢，包括上部内圆外正六边体和下部内圆外正六边体，上部内圆外正六边体下表面与下部内圆外正六边体上表面六条边重合，上部内圆外正六边体中心钻有连接圆孔与连接装置连接，下部内圆外正六边体内表面攻有与正、反螺纹对应的内螺纹，高度小于正、反螺纹高度。

　　进一步，所述连接装置为钢制，包括连接螺杆和配套的连接螺母；连接螺杆一端穿过连接圆孔与位于薄壁钢管内部的顶紧头连接，连接圆孔直径大于连接螺杆外径（0-2）mm；连接螺杆另一端与拉力试验机夹具连接；连接螺杆屈服荷载应大于薄壁钢管抗拉荷载；连接螺母位于上部圆环体上表面上。

　　进一步，所述顶紧头为通用金属夹具用钢，圆台体，上表面直径小于薄壁钢管内径，中心连接有连接螺杆，圆台锥度（6°- 9°）。

　　进一步，所述底盖为通用金属夹具用钢，包括上部内圆外正六边体和下部内圆外正六边体；上部内圆外正六边体下表面与下部内圆外正六边体上表面六条边重合；上部内圆外正六边体内表面攻有与正、反螺纹对应的内螺纹，高度小于正、反螺纹高度；下部内圆外正六边体中心钻有穿管圆孔，穿管圆孔直径大于薄壁钢管外径（0-2）mm。

　　进一步，所述内楔形插片为通用金属夹具用钢，两片式中空圆柱状；圆柱直径等于薄壁钢管内径；圆柱与薄壁钢管平面弧度相同；内为圆台形中心通孔，圆台锥度与顶紧头相同，圆台高度应使圆台上表面直径小于顶紧头上表面直径且大于连接螺杆外径。

　　进一步，所述外楔形插片为通用金属夹具用钢，两片式中空圆台状；圆台锥度与空心套筒圆台形中心通孔相同，圆台高度应使圆台下表面直径大于空心套筒圆台形中心通孔下表面直径；内为圆柱形中心通孔，圆柱直径等于薄壁钢管外径，通孔与薄壁钢管平面弧度相同。

　　本实用新型的有益效果：（1）在进行夹持过程中，通过把内楔形插片嵌入薄壁钢管内壁与顶紧头之间，把外楔形插片嵌入薄壁钢管外壁与空心套筒内壁之间，再通过拧紧顶盖与底盖，使内楔形插片与外楔形插片紧紧夹住薄壁钢管，最后通过连接装置与拉力机夹具连接，进行薄壁钢管拉伸试验，组装方便，设计合理；（2）由于试验采用夹紧力，且随着拉伸试验的进行，顶紧头与内楔形插片产生相对移动，内楔形插片更加夹紧钢管薄壁，不会导致钢管壁撕裂或滑脱，可解决现有薄壁钢管（特别是壁厚<3mm的钢管）拉伸试验夹持方法成功率低的问题。

　　附图说明

　　图1是本实用新型的竖向剖面示意图。

　　图2是本实用新型的竖向立面示意图。

　　图3是本实用新型的水平剖面示意图。

　　具体实施方式

　　下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

　　参照图1-3，一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，包括套住薄壁钢管13端部的空心套筒4；所述空心套筒4两端分别与顶盖3、底盖11连接；所述顶盖3通过连接装置14与位于薄壁钢管13内部的顶紧头12连接；所述顶盖3、薄壁钢管13内壁、顶紧头12之间嵌有内楔形插片10；所述底盖11、薄壁钢管13外壁、空心套筒4内壁之间嵌有外楔形插片5。本实用新型把内楔形插片10嵌入薄壁钢管13内壁与顶紧头12之间，把外楔形插片5嵌入薄壁钢管13外壁与空心套筒4内壁之间，再通过拧紧顶盖3与底盖11，使内楔形插片10与外楔形插片5紧紧夹住薄壁钢管13薄壁，最后通过连接装置14与拉力机夹具15连接，进行薄壁钢管13拉伸试验。

　　本实施例所述薄壁钢管13外径50mm，壁厚1mm。

　　本实施例所述空心套筒4为经过热处理的高强合金钢，中空圆柱状，外径100mm，高度70mm；外表面两端攻有长度25mm正、反螺纹7分别与顶盖3、底盖11连接；内为圆台形中心通孔，通孔上表面直径54mm，通孔下表面直径74mm，锥度8°。

　　本实施例所述顶盖3为经过热处理的高强合金钢，包括上部内圆外正六边体和下部内圆外正六边体；上部内圆外正六边体下表面与下部内圆外正六边体上表面六条边重合，对角线长度140mm；上部内圆外正六边体中心钻有连接圆孔8与连接装置14连接，连接圆孔8孔径20mm；下部内圆外正六边体内表面攻有与正、反螺纹7对应的内螺纹6，高度20mm。

　　本实施例所述连接装置14为经过热处理的高强合金钢，包括连接螺杆1和配套的连接螺母2，连接螺杆1规格M18；连接螺杆1一端穿过连接圆孔8与位于薄壁钢管13内部的顶紧头12连接；连接螺杆1另一端与拉力试验机夹具15连接；连接螺杆1屈服荷载应大于薄壁钢管13抗拉荷载；连接螺母2位于上部圆环体上表面上。

　　本实施例所述顶紧头12为经过热处理的高强合金钢，圆台体，上表面直径24mm，下表面直径44mm，高度70mm，锥度8°；中心连接有连接螺杆1。

　　本实施例所述底盖11为经过热处理的高强合金钢，包括上部内圆外正六边体和下部内圆外正六边体；上部内圆外正六边体下表面与下部内圆外正六边体上表面六条边重合，对角线长度140mm；上部内圆外正六边体内表面攻有与正、反螺纹7对应的内螺纹9，高度20mm；下部内圆外正六边体中心钻有穿管圆孔17，穿管圆孔17孔径52mm。

　　本实施例所述内楔形插片10为经过热处理的高强合金钢，两片式中空圆柱状；圆柱直径48mm；圆柱与薄壁钢管13平面弧度相同；内为圆台形中心通孔，圆台高度80mm，圆台锥度8°。

　　本实施例所述外楔形插片5为经过热处理的高强合金钢，两片式中空圆台状；圆台锥度8°，圆台高度80mm；内为圆柱形中心通孔，圆柱直径50mm，通孔与薄壁钢管13平面弧度相同。

　　本实施例检测步骤如下：（1）把外楔形插片5嵌入空心套筒4中，薄壁钢管13端部依次向上穿过底盖11上的穿管圆孔17外楔形插片5，底盖11上的内螺纹9与正、反螺纹7拧至外楔形插片5下表面与底盖11接触；（2）顶紧头12放入薄壁钢管13内，把内楔形插片10嵌入顶紧头12与薄壁钢管13内壁之间，连接螺杆1穿过顶盖3上的连接圆孔8，顶盖3上的内螺纹6与正、反螺纹7拧至内楔形插片10上表面与顶盖3接触；（3）连接螺母2旋进连接螺杆1至顶盖3上表面上，拧紧，使顶紧头12上移顶紧内楔形插片10；（4）用扳手同时拧紧顶盖3与底盖11，使内楔形插片10与外楔形插片5紧紧夹住薄壁钢管13薄壁；（5）薄壁钢管13另一端进行相同操作；（6）把连接螺杆1另一端与拉力机夹具15连接，进行薄壁钢管13拉伸试验。

　　技术特征：

　　1.一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，其特征在于：包括套住薄壁钢管端部的空心套筒；所述空心套筒两端分别与顶盖、底盖连接；所述顶盖通过连接装置与位于薄壁钢管内部的顶紧头连接；所述顶盖、薄壁钢管内壁、顶紧头之间嵌有内楔形插片；所述底盖、薄壁钢管外壁、空心套筒内壁之间嵌有外楔形插片；所述空心套筒、顶盖、底盖、连接装置、顶紧头、内楔形插片、外楔形插片纵轴同轴。

　　2.根据权利要求1所述的一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，其特征在于：所述空心套筒为通用金属夹具用钢，中空圆柱状；外表面两端攻有正、反螺纹分别与顶盖、底盖连接；内为圆台形中心通孔，通孔上表面直径大于薄壁钢管外径，圆台锥度6°- 9°。

　　3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，其特征在于：所述顶盖为通用金属夹具用钢，包括上部内圆外正六边体和下部内圆外正六边体，上部内圆外正六边体下表面与下部内圆外正六边体上表面六条边重合，上部内圆外正六边体中心钻有连接圆孔与连接装置连接，下部内圆外正六边体内表面攻有与正、反螺纹对应的内螺纹，高度小于正、反螺纹高度。

　　4.根据权利要求3所述的一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，其特征在于：所述连接装置为钢制，包括连接螺杆和配套的连接螺母；连接螺杆一端穿过连接圆孔与位于薄壁钢管内部的顶紧头连接，连接圆孔直径大于连接螺杆外径0-2mm；连接螺杆另一端与拉力试验机夹具连接；连接螺杆屈服荷载应大于薄壁钢管抗拉荷载；连接螺母位于上部圆环体上表面上。

　　5.根据权利要求4所述的一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，其特征在于：所述顶紧头为通用金属夹具用钢，圆台体，上表面直径小于薄壁钢管内径，中心连接有连接螺杆，圆台锥度6°- 9°。

　　6.根据权利要求1或权利要求2所述的一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，其特征在于：所述底盖为通用金属夹具用钢，包括上部内圆外正六边体和下部内圆外正六边体；上部内圆外正六边体下表面与下部内圆外正六边体上表面六条边重合；上部内圆外正六边体内表面攻有与正、反螺纹对应的内螺纹，高度小于正、反螺纹高度；下部内圆外正六边体中心钻有穿管圆孔，穿管圆孔直径大于薄壁钢管外径0-2mm。

　　7.根据权利要求1所述的一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，其特征在于：所述内楔形插片为通用金属夹具用钢，两片式中空圆柱状；圆柱直径等于薄壁钢管内径；圆柱与薄壁钢管平面弧度相同；内为圆台形中心通孔，圆台锥度与顶紧头相同，圆台高度应使圆台上表面直径小于顶紧头上表面直径且大于连接螺杆外径。

　　8.根据权利要求1所述的一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，其特征在于：所述外楔形插片为通用金属夹具用钢，两片式中空圆台状；圆台锥度与空心套筒圆台形中心通孔相同，圆台高度应使圆台下表面直径大于空心套筒圆台形中心通孔下表面直径；内为圆柱形中心通孔，圆柱直径等于薄壁钢管外径，通孔与薄壁钢管平面弧度相同。

　　技术总结

　　一种薄壁钢管拉伸试验夹持装置，包括套住薄壁钢管端部的空心套筒；所述空心套筒两端分别与顶盖、底盖连接；所述顶盖通过连接装置与位于薄壁钢管内部的顶紧头连接；所述顶盖、薄壁钢管内壁、顶紧头之间嵌有内楔形插片；所述底盖、薄壁钢管外壁、空心套筒内壁之间嵌有外楔形插片；所述空心套筒、顶盖、底盖、连接装置、顶紧头、内楔形插片、外楔形插片纵轴同轴。本实用新型把内楔形插片嵌入薄壁钢管内壁与顶紧头之间，把外楔形插片嵌入薄壁钢管外壁与空心套筒内壁之间，再通过拧紧顶盖与底盖，使内楔形插片与外楔形插片紧紧夹住薄壁钢管薄壁，最后通过连接装置与拉力机夹具连接，进行薄壁钢管拉伸试验，组装方便，设计合理，夹持成功率高。

　　技术研发人员：程彦;任丽丽;章建成;左丽梅;程杰;周子义

　　受保护的技术使用者：程彦

　　技术研发日：2019.01.17

　　技术公布日：2019.09.24