钛合金轮子滑槽四边可控天然橡胶夹具技术领域
本发明涉及一种钢化玻璃测试夹具，分类号：G01N3/04，尤其涉及这样一种四周都能放
大或缩小，且用于测试玻璃强度的钛合金轮子滑槽四边可控天然橡胶夹具。
背景技术
现有的钢化玻璃碎片试验方法是将钢化玻璃试样自由平放在试验台上，并用透明
胶带纸或其他方式约束玻璃周边，或在钢化玻璃上覆盖一层薄膜，以防止玻璃碎片溅开。在
试样的最长边中心线上距离周边20mm左右的位置，用尖端曲率半径为0.2mm士0.05mm
的尖锤或冲头进行冲击，使试样破碎，制品边缘20mm范围内及以冲击点为圆心半径75mm圆
内的碎片数不作检查。保留碎片图案的措施应在冲击后10s后开始并且在冲击后3min内
结束。这种方法不仅操作不便，花费时间较长，且胶带为一次性用品，容易造成浪费和污染，
而且每次测试后须将测试台平板上的胶带残留物清除干净，才能清除干净碎玻璃，否则，残
留的玻璃碎末将影响下一次实验测试作业。
同时胶带也有被钢化玻璃炸裂力量崩开的可能性，导致操作人员受伤，因此，对钢
化玻璃碎片试验装置的改进是十分必要的。
中国专利申请号：201420595067.X，钢化玻璃碎片状态试验装置，提出了一些全
新的方法措施来应对脆性玻璃的夹具，但还是无法做到任意尺寸调节，也无法做到让四边
挡墙都在同一平面上。该专利中至少要有一边是无法与试验工作台面相接触。实施例中的
被称之为悬空挡墙5是无法与其它三边挡墙一起同时与底座1相接触，不得不借用挡片4来
弥补悬空挡墙5与底座1之间的空隙，导致四周边受力不均匀。此外，挡片4自身宽度是固定
的，只能采用多块拼接，无法做到不同宽度的连续变化。
发明内容
针对以上现有技术存在的问题，本发明采用轮子滑槽结合齿轮调节，实现了精确
微调，对多种不同尺寸规格的钢化玻璃板，做到四周边同平面固定，进行玻璃碎片测试。具
体方案如下：钛合金轮子滑槽四边可控天然橡胶夹具，包括四只结构尺寸相同的第一夹具、
第二夹具、第三夹具和第四夹具，每只夹具由夹持部分和滑移骨架及其滑移附件所组成，第
一夹具由第一夹持部分和第一滑移骨架及其滑移附件所组成，第二夹具由第二夹持部分和
第二滑移骨架及其滑移附件所组成，第三夹具由第三夹持部分和第三滑移骨架及其滑移附
件所组成，第四夹具由第四夹持部分和第四滑移骨架及其滑移附件所组成；作为改进：
每只夹具上所述的夹持部分包括夹具上平面和夹持斜坡以及立面齿条，夹具上平面与
立面齿条相互垂直，夹持斜坡与立面齿条之间的夹角为锐角；夹具上平面上有轮子滑槽，轮
子滑槽与夹具上平面之间有过渡开槽，轮子滑槽底部有盲槽空间，且所述的轮子滑槽单端
开口；夹持斜坡上有防脱落凹槽，夹持斜坡上还附着有橡皮压片，橡皮压片上有防脱落凸
条，防脱落凸条与防脱落凹槽之间为过盈配合；
每只夹具上所述的滑移骨架包括滑移下平面和滑移阶梯面，滑移阶梯面上有垂直轴
孔；台阶轴销位于滑移下平面上，台阶轴销上有轮孔配合段，轮孔配合段与所述的台阶轴销
之间是轴销台阶，所述的轮孔配合段外端是轴销外端，轴销外端中心有轴销螺孔；
滑移轮子外圈上有轮子工字外圆，滑移轮子内侧为轮子内侧面，轮子内侧面上有轮子
内孔，滑移轮子外侧面上有轮子台阶孔，轮子台阶孔与轮子内孔之间为轮子台阶面；所述的
轮孔配合段外圆上可旋转配合着轮子内孔，轮子内侧面贴着所述的轴销台阶；
所述的轴销螺孔上配合有轮子螺钉，轮子螺钉螺脑贴着所述的轴销外端，轮子螺钉螺
脑同时挡住轮子台阶面，轮子螺钉外露螺脑可位于所述的轮子台阶孔之中；
齿轮轴一端有轴阶档肩和圆柱齿轮，齿轮轴另一端有弹簧卡槽和手柄轴端，手柄轴端
上有轴端销孔；齿轮轴与所述的垂直轴孔之间可旋转配合；轴用卡簧位于弹簧卡槽之中，给
予齿轮轴相对于垂直轴孔作轴向位移限制；
手柄组件上有摇手柄和手柄通孔，手柄通孔上有手柄销孔；手柄轴销穿越所述的手柄
销孔和所述的轴端销孔，将手柄组件与手柄轴端铆接固定；
所述的轮子滑槽表面上有一层厚度为0.24~0.26毫米的硬质钛合金镀层，该硬质钛合
金镀层材料由如下重量百分比的元素组成：Ti：26~28%、Cr：3.2~3.4%、Cu：2.6~2.8%、Mo：2.4
~2.6%、W：2.6~2.8%、Ni：1.6~1.8%、C：1.0~1.2%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重
量百分比含量为：Si少于0.22%、S少于0.013%、P少于0.016%，该硬质钛合金镀层的表面洛
氏硬度值为HRC57~59。
作为进一步改进：所述的滑移轮子采用自润滑材料，该自润滑材料为A型复合聚四
氟乙烯，复合聚四氟乙烯的组分重量百分比为：聚四氟乙烯77~79%、石墨粉13~15%、聚苯酯7
~9%。
作为进一步改进：所述的橡皮压片采用合成天然橡胶，该合成天然橡胶的材料成
分为：天然橡胶片37~39%、氯化聚乙烯橡胶7.6~7.8%、油脂类DOP6.5~6.7%、聚四氟乙烯5.1
~5.3%、纳米氢氧化镁9.7~9.9%、齐聚酯5.4~5.6%、促进剂4.3~4.5%、抗硫化还原剂0.7~
0.9%、硫化剂1.5~1.7%，其余为填充料。
本发明上的有益效果：
一、所述的滑移骨架位于所述的夹持部分一端且搭接在夹持部分上平面，且所述的滑
移下平面与所述的夹具上平面处于同一高度，确保被测试的钢化玻璃板四周边处于同平面
均匀受力；特别是每只夹具上的圆柱齿轮与相邻夹具上的立面齿条相啮合，实现了精确调
节，使得钢化玻璃板在被检测试验过程中局部受力做到精确控制，钢化玻璃板固定过程发
生意外破损的概率降低了21%。
滑移轮子采用A型复合聚四氟乙烯作为自润滑材料，与子滑槽之间实现了无油润
滑，降低了摩擦阻力，彻底避免了玻璃碎片被润滑油粘在测试台平板上，方便清除玻璃碎
片。
二、每边夹具的滑移轮子与相邻夹具的轮子滑槽之间为滑动配合，实现对不同宽
度的钢化玻璃板可以连续任意调节。
三、所述的夹持斜坡与夹具上平面之间为锐角，且所述的夹持斜坡上挤压固定有
一层橡皮压片，在调节宽度对钢化玻璃板进行平面限位的同时，能产生一个向下的分力，使
得被测试的钢化玻璃板贴住测试台平板。
四、顺丁橡胶特有弹性所产生的橡胶弹性凹角避免钢化玻璃板在被检测试验过程
中局部受力不均匀产生爆裂；防脱落凸条两侧斜面与防脱落凹槽两侧斜面之间有过盈配合
产生挤压胀力，无需涂胶也可防止脱落，避免了由粘接胶水老化所产生的脱落事故；防脱落
凸条高度与防脱落凹槽深度之间有间隙配合，便于安装结合。
附图说明
图1为本发明固定着正方形的钢化玻璃板600组合使用时的俯视图。
图2为图1中的本发明整体组合呈现矩形的使用前俯视图。
图3为图1或者图2中的第二夹持部分529与第一滑移骨架518其滑移附件的结合部
位放大图。
图4为图1中的A—A剖视图。
图5为图4中第二夹持部分529部位的局部放大图。
图6为图3中的B—B旋转剖视图。
图7为图6中的第二夹持部分529剖面图。
图8为图6中的第一滑移骨架518及其滑移附件的剖面图。
图9为图8中的手柄组件451局部剖面图。
图10为图8中的齿轮轴100局部剖面图。
图11为图8中的第一滑移骨架518的剖面图。
图12为图8中的滑移轮子41放大图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：图4中，钢化玻璃板600被固定
住后放置在测试台平板190上。
图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12中：钛合金轮子滑槽
四边可控天然橡胶夹具，包括四只结构尺寸相同的第一夹具510、第二夹具520、第三夹具
530和第四夹具540，每只夹具由夹持部分和滑移骨架及其滑移附件所组成，第一夹具510由
第一夹持部分519和第一滑移骨架518及其滑移附件所组成，第二夹具520由第二夹持部分
529和第二滑移骨架528及其滑移附件所组成，第三夹具530由第三夹持部分539和第三滑移
骨架538及其滑移附件所组成，第四夹具540由第四夹持部分549和第四滑移骨架548及其滑
移附件所组成；作为改进：
每只夹具上所述的夹持部分包括夹具上平面516和夹持斜坡515以及立面齿条119，夹
具上平面516与立面齿条119相互垂直，夹持斜坡515与立面齿条119之间的夹角为锐角；夹
具上平面516上有轮子滑槽514，轮子滑槽514与夹具上平面516之间有过渡开槽571，轮子滑
槽514底部有盲槽空间517，且所述的轮子滑槽514单端开口；
夹持斜坡515上有防脱落凹槽585，夹持斜坡515上还附着有橡皮压片551，橡皮压片551
上有防脱落凸条558，防脱落凸条558与防脱落凹槽585之间为过盈配合；
每只夹具上所述的滑移骨架包括滑移下平面561和滑移阶梯面662，滑移阶梯面662上
有垂直轴孔112；台阶轴销574位于滑移下平面561上，台阶轴销574上有轮孔配合段578，轮
孔配合段578与所述的台阶轴销574之间是轴销台阶576，所述的轮孔配合段578外端是轴销
外端575，轴销外端575中心有轴销螺孔579；
滑移轮子541外圈上有轮子工字外圆545，滑移轮子541内侧为轮子内侧面546，轮子内
侧面546上有轮子内孔547，滑移轮子541外侧面上有轮子台阶孔542，轮子台阶孔542与轮子
内孔547之间为轮子台阶面543；所述的轮孔配合段578外圆上可旋转配合着轮子内孔547，
轮子内侧面546贴着所述的轴销台阶576；
所述的轴销螺孔579上配合有轮子螺钉511，轮子螺钉511螺脑贴着所述的轴销外端
575，轮子螺钉511螺脑同时挡住轮子台阶面543，轮子螺钉511外露螺脑可位于所述的轮子
台阶孔542之中；
齿轮轴100一端有轴阶档肩109和圆柱齿轮129，齿轮轴100另一端有弹簧卡槽117和手
柄轴端110，手柄轴端110上有轴端销孔108；齿轮轴100与所述的垂直轴孔112之间可旋转配
合；轴用卡簧144位于弹簧卡槽117之中，给予齿轮轴100相对于垂直轴孔112作轴向位移限
制；
手柄组件451上有摇手柄458和手柄通孔452，手柄通孔452上有手柄销孔453；手柄轴销
118穿越所述的手柄销孔453和所述的轴端销孔108，将手柄组件451与手柄轴端110铆接固
定；
所述的轮子滑槽514表面上有一层厚度为0.25毫米的硬质钛合金镀层，该硬质钛合金
镀层材料由如下重量百分比的元素组成：Ti：27%、Cr：3.3%、Cu：2.7%、Mo：2.5%、W：2.7%、Ni：
1.7%、C：1.1%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Si为于0.18%、
S为0.008%、P为0.013%，该硬质钛合金镀层的表面洛氏硬度值为HRC58。
作为进一步改进：所述的滑移轮子541采用自润滑材料，该自润滑材料为A型复合
聚四氟乙烯，复合聚四氟乙烯的组分重量百分比为：聚四氟乙烯78%、石墨粉14%、聚苯酯8%。
作为进一步改进：所述的橡皮压片551采用合成天然橡胶，该合成天然橡胶的材料
成分为：天然橡胶片38%、氯化聚乙烯橡胶7.7%、油脂类DOP6.6%、聚四氟乙烯5.2%、纳米氢
氧化镁9.8%、齐聚酯5.5%、促进剂4.4%、抗硫化还原剂0.8%、硫化剂1.6%，其余为填充料。
所述的促进剂为氧化锌，所述的硫化剂为硫磺，所述的填充料为不低于1280目的
滑石粉。
实施例中，夹持斜坡515与夹具上平面516之间的夹角为60度，圆柱齿轮129的模数
为2，齿数为19；立面齿条119的模数为2，齿数为66；夹持斜坡515上挤压固定有一层橡皮压
片551。
图1、图3和图4中，要对钢化玻璃做碎片试验时，步骤如下：
一、将四只结构尺寸相同的第一夹具510、第二夹具520、第三夹具530和第四夹具540放
置在测试台平板190上面，第一夹持部分519上的轮子滑槽514与第四滑移骨架548上的滑移
轮子541之间为滑动配合，第二夹持部分529上的轮子滑槽514与第一滑移骨架518上的滑移
轮子541之间为滑动配合，第三夹持部分539上的轮子滑槽514与第二滑移骨架528上的滑移
轮子541之间为滑动配合，第四夹持部分549上的轮子滑槽514与第三滑移骨架538上的滑移
轮子541之间为滑动配合，使得四只结构尺寸相同的第一夹具510、第二夹具520、第三夹具
530和第四夹具540之间围城一个四周环绕空间；
二、上述四周环绕空间尺寸大于要被测试的钢化玻璃板600的外缘尺寸，将要被测试的
钢化玻璃板600放置在上述四周环绕空间内的测试台平板190上面；
同时正方向旋转两对边上的摇手柄458，依次移动四只结构尺寸相同的夹具分别夹紧
钢化玻璃板600两对边，使得每只夹具上的橡皮压片551紧紧贴靠、钳住要被测试的钢化玻
璃板600的四边外缘，凭借四只结构尺寸相同的夹具自身重量，将固定在测试台平板190上；
三、要被测试的钢化玻璃板600被固定住后，按照测试标准用尖锤在指定位置上施力，
将被测试的钢化玻璃板600破坏，按照国家标准要求进行检测，完成钢化玻璃的碎片状态试
验的检测项目；
四、同时反方向旋转两对边上的摇手柄458，分别拆分第一夹具510和第三夹具530以及
第二夹具520和第四夹具540，清除掉测试台平板190上的钢化玻璃碎片，为下一次要被测试
的钢化玻璃板600做准备。
本发明上述突出的实质性特点，确保能带来如下显著的进步效果：
一、所述的滑移骨架位于所述的夹持部分一端且搭接在夹持部分上平面，且所述的滑
移下平面561与所述的夹具上平面516处于同一高度，确保被测试的钢化玻璃板600四周边
处于同平面均匀受力；特别是每只夹具上的圆柱齿轮129与相邻夹具上的立面齿条119相啮
合，实现了精确调节，使得钢化玻璃板600在被检测试验过程中局部受力做到精确控制，钢
化玻璃板600固定过程发生意外破损的概率降低了21%；
滑移轮子541采用A型复合聚四氟乙烯作为自润滑材料，与子滑槽514之间实现了无油
润滑，降低了摩擦阻力，彻底避免了玻璃碎片被润滑油粘在测试台平板190上，方便清除玻
璃碎片。
二、每边夹具的滑移轮子541与相邻夹具的轮子滑槽514之间为滑动配合，实现对
不同宽度的钢化玻璃板600可以连续任意调节。
三、所述的夹持斜坡515与夹具上平面516之间为锐角，且所述的夹持斜坡515上挤
压固定有一层橡皮压片551，在调节宽度对钢化玻璃板600进行平面限位的同时，能产生一
个向下的分力，使得被测试的钢化玻璃板600贴住测试台平板190。
四、顺丁橡胶特有弹性所产生的橡胶弹性凹角105避免钢化玻璃板600在被检测试
验过程中局部受力不均匀产生爆裂；防脱落凸条558两侧斜面与防脱落凹槽585两侧斜面之
间有过盈配合产生挤压胀力，无需涂胶也可防止脱落，避免了由粘接胶水老化所产生的脱
落事故；防脱落凸条558高度与防脱落凹槽585深度之间有间隙配合，便于安装结合；
实现了检测试验全过程无需使用一次性用品胶带，不但节省了测试耗材成本，避免污
染环境；还缩短了作业时间，每次测试后无须清除粘贴在测试台平板190上的胶带残留物，
仅需清除干净碎玻璃，就可实施下一次实验测试作业，使得工作效率提高了近两倍。更重要
的是：彻底避免了因胶带被钢化玻璃炸裂力量崩开的可能性，操作人员的人身安全更有保
障。