动态材料试验机的液压夹头设计

　　1引言

　　动态材料试验机}要用于金属和非金属材料的动态力学性能试验研究。它可以完成诸如高周疲劳试验、低周疲劳试验、断裂力学试验、疲劳裂纹的预制、随机波谱试验等工作。在各种动态试验，液压夹头是重要装置之一，用于对试件的夹持。在夹持试件时，要求工作可靠、坚固耐用、适应性强、更换钳口方便。它的工作好坏，直接影响试验机的工作性能。本文介绍了一种以气一液增压油源为动力源、液压强迫夹持的闭式夹头，它具有夹紧力宽范围可调、变形小、工作可靠等优点，在实际使用，取得了满意的夹持效果。

　　2动态材料试验机液压夹头的工作特点

　　在材料的动态试验凶一先，液压夹头所承受的是过零点的拉压双向载荷。这就首先要求夹头必须采用液压强迫夹持方式，即夹头的钳口在承受试件的反推力作用时，不产生滑移。其次，由于液压夹头所夹持的试件硬度覆盖面宽，不仅有硬度很高的金属材料，还有旱塑性的非金属材料和易碎而坚硬的陶瓷材料，这就要求夹紧力有较宽的可调范围，对不同材料具有较强的适应性。再次，液压夹头输出的夹紧力必须稳定、波动度小，这就一方面要求液压夹头的供油压力脉动要小，同时还要求钳口座刚性好、变形小。基于以上诸方面要求，我们设计的液压夹头，钳口座采用闭式结构以减小受力变形、液压源用气一液增压油源提高夹紧力安全系数，下面}要介绍这两方面的内容。

　　3气-液增压系统的工作原理

　　气一液增压系统利用压缩空气通过增压缸对油液增压，可将油液压力提高到50 MPa甚至更高。其工作原理如图1所示: 0 21 MPa的}油源来油先注入夹紧油路和增压缸的小腔，压缩空气通过气动三联件进入增压缸的大腔，通过面积比为125:1的活塞对油液增压。增压缸内部装有机动换向阀，可以对油液连续增压，直至活塞两端受力平衡。一旦夹紧油路囚换向阀内泄漏而压力降低，增压活塞两端面受力失去平衡，立即反应，再次对油液增压。通过调节气动三联件，的精密减压阀出口供气压力，就可达到对增压油路供油压力的控制。

　　值得指出的是，由于试件的强度和硬度各有不同，所需的供油压力也有高有低。有的要进行增压，有的正好相反，如非金属材料必须降低供油压力以免夹持时试件受损。液压系统在减压输出时，应切断气源和关闭节流阀5,油源来油经减压阀4减压后进入夹紧回路，这时的夹紧压力低于21 MPa o

　　由于气一液增压缸是标准件，设计系统也比较方便，采用气一液增压系统具有保压性能好、噪音低、反应快的优点。