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提高拉力试验机夹块寿命的方法

更新时间:2017-03-06 来源:拉力试验机关闭

        当在拉力试验机上用两端被压偏了的弓形带状试样和管形试样来确定管子的机械性能的时候,使用在其工作表面上切齿的平面夹紧钳口。为了减少金属的耗费和降低制造钳口的劳动强度,在嵌入钳口“燕尾槽”中的特制夹块上切齿(图1)。

        夹块的质量对所获得的机械性能(特别是} a)的准确度,以及试验人员的劳动生产率有很大的影响。夹块的寿命依赖于它的工作条件,而该条件又主要取决于试样金属的性质,尺寸(厚度),被夹块卡紧的表面状况。

        如果夹块具有易于侵入到试样内部的锐利齿的工作表面,就可以保证与试样可靠的机械咬合。因此夹块的硬度应该大大超过试样材料的硬度。夹块对齿的咬入深度有影响,同样也对试样夹紧力的数值有影响,该力值与楔形角有关,并计算,它与拉力相等,方向相反。借助于在试样表面被钳口夹紧的部位预先刻以印痕的方法,即人为地增加粗糙度也可以减小试样的最初夹紧力。

        肖置于冲击和交变负荷的作用下,因为带齿夹块承受挤压、剪切、弯曲和磨损,夹块的材料在具有足够的冲击韧性的情况下还应具有高的硬度和强度。因为尖锐的划痕、裂口以及其它表面缺陷会引起应力集中,并且导至齿的提前损坏和变钝,所以疲劳应力的存在要求夹块齿的表面具有高的光洁度。因此,夹块的制造工艺应该保证齿的几何精度和没有表面缺陷。

        在我国拉力试验机规程里规定夹块用经过淬火和低温回火到HRC=54-58的钢来制造。但是这种夹块在我们工厂里的使用

    证明,它们在寿命方面不能满足生产的要求。它们的使用期限不超过两周,在此期间内试验了1500~2000套试样。

        由钢工RC=54-58制做的夹块通常被磨钝,个别的有齿崩。如同显微镜分析所表明,磨钝与热处理过程中表面的脱碳有关—虽然是有一般的高硬度,但是齿的锐边还软。因此我们用经过950℃,  8小时渗碳,然后进行渗碳加热淬火及200℃回火之后的钢soxrca来代替钢LT1X15。夹块的寿命提高了1。5倍。但是因为提高了齿的脆性而经常发生齿崩。在用过了的渗碳剂中做了特殊的加热至800℃的渗碳之后,将夹块进行淬火,但还不能完全消除齿崩。业已查明,齿崩与它的几何形状(尖端锐角,最大高度)和脆性(网状碳化物的存在)有关。

        后来将渗碳后的冷却工序和淬火的加热工序结合起来。由于减小了渗碳深度(它不超过齿根厚度的一半)和避免了网状碳化物结构,齿的脆性降低了。为此,渗碳温度由950℃降至930℃,而时间由8小时降至4小时,同时使渗碳剂的成分减少。新的热处理规程示于图20齿尖角增大为90°,以改善齿的工作条件。

    山东万辰试验机有限公司     这样的夹块寿命平均提高到一个月(~4000次试验)。但是因为夹块在HRC=58~61时要磨钝,所以不能被完全使用。

    对磨钝原因的分析指出:齿的几何形状和刻线的质量起着决定性的作用。现有的各种拉力试验机的夹块刻齿种类按几何形状已由数据表格表示出来。(同时参见图3).

    山东万辰试验机有限公司     为了考查齿的几何形状和其制造工艺对夹块寿命的影响,为试验机制造了四种试验夹块。1)按照图表,刨齿,2)按照图表,铣齿,3)与2)相似但是齿顶角为60°; 4)与2)相似,但是具有不与轴倾斜的刻线(φ=90°)。

        第二种夹块表现出最好的结果,它的平均寿命为三个月。因而用铣齿代替刨齿,其结果是大大提高了表面光洁度和纹齿的几何形状精度。

        由于几何尺寸各不相同(见表),考查了统一夹块的可能性。对于部分试验机制成了适用于50 *50夹块的成套试验钳口。三个月的使用经验表明:这种统一夹块能够在各种试验机上采用,但是刻线的深度和齿距必须依照试样的尺寸和材料的性质来选择。

        夹块的厚度选为8mm,以便当其多次(3~5次)损坏时,可以通过在回火和消除不合格刻线层(在刨床上)以后重新刻线来修复。

        这样一来便可以将拉力试验机夹块的寿命提高数倍,并且将试样卡紧长度平均减少40mm,这样做的经济效果在一年内节省不少。

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