单双面剪切试验装置的设计.pdf

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1、单双面剪切试验装置的设计石培营仲梁维罗英平1同济大学中德学院上海2000922上海理工大学机械工程学院上海200093摘要：根据工程实际需求，设计了～种适合销类零件进行单剪和双剪的剪切试验装置，并利用该装置对进口安全销和自制安全销的静剪切强度进行测试，通过观察断口、比较测试数据，证明了该套试验装置的实用性。关键词：剪切；试验装置；安全销；夹具；设计中图分类号：TH1316：TH87文献标识码：A文章编号：1001—0785(2011)11—0021—03Abstract：Accordingtotheactualprojectdemand，thepaperdesignsash

2、eartestrigthatissuitabletosingleanddoubleshearofpintypeparts，andconductsthestaticshearstrengthtestofimportedandserf-madesafetypinsusingtherig，provingthepracticabilityofthetestrigviafractureobservationanddatacomparison．Keywords：shear；testrig；safetypin；clamp；design此，设计1套符合国标要求的万能剪切试验装置。0引言其综

3、合性能优于GB／T13683-1992中推荐的典型工程实际中，为了避免机器设备因超负荷带的销剪切试验夹具⋯(如图1)、燕尾槽剪切试验来的不必要的经济损失，常采用一些保护装置或夹具(如图2)以及铝合金双剪夹具』，经济零件，如保险螺栓、安全销等。这些零件虽小，性能和使用范围优于燕尾槽剪切试验夹具。燕尾但对设备正常运行起着重要作用。以安全销为例，槽剪切夹具的特点：导向性能好，属于专用夹具，同样尺寸的安全销，材料不同，剪切性能不同，只能用于一种公称直径销的单剪试验，无法进行其使用寿命也不同。选择安全销要恰到好处，该双剪试验，加载载荷为拉载荷；使用过程中夹具失效时必须失效，以保护整机

4、，但若剪切强度太安装简单快捷，适合大批量同一公称直径的销剪低，会经常失效，造成频繁更换安全销而影响机切试验。器效率。此外，近年来因进口设备的整体价格降低，许多企业的进口设备数量有所增加，但是其配件和易耗品的价格却居高不下，以FI本进口的某品牌电子式万能材料试验机为例，其进口安全销与自制安全销价格之比达到25：1，成为许多进口设备安全销国产化的一个重要原因。而安全销国产化的一个重要环节就是进行剪切性能的对比测试。目前多数剪切试验在万能试验机上进行，试样置于剪切夹具上，加载形式有单剪租双剪2种。1．淬硬衬套2．剪切块3．销4．夹具本文重点讨论剪切夹具的设计。5．垫块6．垫圈和剪

5、切块导柱图1典型的销剪切试验夹具1单双面剪切试验装置的设计·常见的安全销或保险螺栓都是圆形截面，因1)载荷方向选取。无论单剪还是双剪，都上海市第三批教育高地建设项目资助《起重运输机械》2011(11)图3剪切试验装置实物图fb)1．试件安装孔2．同轴圆柄2安全销等实物剪切试验的必要性图2燕尾槽剪切试验夹具文献[4]给出了大尺寸安全销实物试验和材料试验的对比试验，试验结果表明：不同材料的没有规定加载载荷方向。一般万能试验机有2个实物剪切强度与小试样抗拉强度性能之比f／载荷方向，活动横梁相对于固定端靠近(压载或rb／R"(其中为剪切强度，R为抗拉强度，荷)或者远离(拉载荷)。为

6、了降低加载前的空尺，m为由硬度换算成的抗拉强度)相差很大，其中行程，减小因多级传递造成的误差，降低夹具与rh／R的最小值和最大值相差20％。由此可见，试验机连接的复杂性，综合本试验室的特点，选进行实物试验十分必要。择加载方式为压载荷。万能试验机上压头压盘的更换较方便，可根据压缩试样的尺寸和材料选择3剪切试验实例不同规格的压盘，因此，只需设计接口与压盘相将剪切夹具置于3点弯曲试验的T形槽装置同的剪切块。压载荷更容易实现2个剪切面相距上，选择合适位置，用螺栓固定，然后将淬硬衬较远时的双面剪切。常用的金属销公称直径为套套在待测安全销外，把装好待测试件的淬硬衬0．8～25mm，剪切

7、面与端面的距离不小于1倍的套塞进剪切夹具中。因本待测安全销较短，待测销径，双剪时2剪切面间的距离不小于2倍的销剪切面为带有过渡圆弧的凹槽，不便于直接进行径。当销的直径较大时，剪切夹具的宽度也较双剪试验，可直接进行单剪试验，如图4所示。大，如果采用拉载荷，拉伸夹具的夹块也会较但可按图3将2个待测安全销组合起来进行双剪试大。此外，载荷较大时拉伸夹具的夹块和剪切夹验。用现有的100kN万能材料试验机对剪切块施具易产生夹不紧、滑移现象，限制了加载载荷的加压力，剪切块在压力的作用下与剪切夹具产生大小。而采用压载荷时，工作空间