CN101368892B - 一种叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法及装置。其方法是在轴向疲劳试验机对试件进行轴向疲劳实验的同时在试件上施加磨损载荷；磨损载荷通过套在试件上的磨损载荷装置施加。其装置包括轴向疲劳试验机和磨损载荷装置，磨损载荷装置包括减速器，减速器的输入轴与调速电机连接，减速器的输出轴为筒形结构，减速器的输出轴两侧对称的设有调节螺钉，减速器的输出轴内设有磨擦片。本发明可以使实验室中的实验结果能够较为真实地反映构件在多种载荷作用下的实际使用寿命，克服现有实验结果的片面性。本发明对查明构件同时承受磨损载荷和疲劳载荷共同作用下的疲劳断裂原因和疲劳寿命预测具有一定的帮助。

Description

一种叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法及装置

技术领域

本发明涉及一种实验方法及装置，特别是一种叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法及装置。

背景技术

目前，疲劳试验主要有弯曲疲劳、轴向疲劳试验，而构件在实际使用过程中往往会受到多种载荷的作用，如腐蚀、温度、磨损、挤压等载荷与疲劳载荷共同作用，导致疲劳寿命和疲劳强度发生显著变化。而实验室的疲劳试验一般是进行单一的疲劳试验，如单独的进行轴向疲劳试验，或单独的进行摩擦载荷试验，具有一定的片面性，难以将多种载荷同时施加在试件上进行轴向疲劳试验和摩擦载荷的实验，因此实验室疲劳实验预测的寿命与构件实际使用寿命相差较大。造成实验预测寿命与实际使用寿命不符。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法及装置，使实验室中的实验结果能够较为真实地反映构件在多种载荷作用下的实际使用寿命，克服现有实验结果的片面性。

本发明的技术方案。本发明的一种叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法为：该方法是在轴向疲劳试验机对试件进行轴向疲劳实验的同时在试件上施加磨损载荷；磨损载荷通过套在试件上的磨损载荷装置施加。

上述的叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法中，所述磨损载荷装置上的摩擦片对试件施加摩擦载荷，摩擦载荷的压力通过调节摩擦片背面的螺钉压力实现。

前述的叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法中，所述摩擦载荷的摩擦速度通过调节调速电机的转速实现，调速电机的转速为0～200r/min可调。

根据前述的叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法构建的叠加磨损载荷的轴向疲劳实验装置，包括轴向疲劳试验机和磨损载荷装置，磨损载荷装置包括减速器，减速器的输入轴与调速电机连接，减速器的输出轴为筒形结构，减速器的输出轴两侧对称的设有调节螺钉，减速器的输出轴内设有摩擦片。

上述的叠加磨损载荷的轴向疲劳实验装置中，所述的摩擦片由两片对称的半圆弧组成，摩擦片的内圆弧上设有与试件上的槽相对应的凸台，摩擦片的外圆弧上设有与调节螺钉相对应的定位槽或定位孔。

与现有技术相比，本发明可以对试件进行轴向疲劳实验的同时加裁摩擦载荷，并且所加的摩擦载荷压力和摩擦速度可调，使实验室中的实验结果能够较为真实地反映构件在多种载荷作用下的实际使用寿命，克服现有实验结果的片面性。本发明的装置轻便小巧，控制操作方便，转速控制精确。本发明在实验室疲劳试验装置上考虑多种载荷的影响对较为准确预测实际构建的疲劳寿命具有重要实际作用。这对查明构件同时承受磨损载荷和疲劳载荷共同作用下的疲劳断裂原因，准确预测构件的疲劳寿命以及改进现有构件的强度设计都具有重要意义。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中磨损载荷装置与摩擦片和试件之间的安装关系图；

图3为摩擦片的结构示意图。

附图中的标记为：1-疲劳试验机，2-减速器，3-调速电机，4-调节螺钉，5-摩擦片，6-凸台，7-定位槽或定位孔，8-试件，9-凹槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的限制。

本发明的实施例。一种叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法，如图1和图2所示。该方法是在轴向疲劳试验机1对试件8进行轴向疲劳实验的同时在试件8上施加磨损载荷；磨损载荷通过套在试件8上的磨损载荷装置施加。磨损载荷装置上的摩擦片5对试件8施加摩擦载荷，摩擦载荷的压力通过调节摩擦片背面的调节螺钉4压力实现摩擦载荷的摩擦速度通过调节调速电机3的转速实现，调速电机3的转速为0～200r/min可调。

按照前述的叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法构建的叠加磨损载荷的轴向疲劳实验装置为：包括轴向疲劳试验机1和磨损载荷装置，轴向疲劳试验机1可采用现有技术中的成品，磨损载荷装置包括减速器2，将减速器2的输入轴与调速电机3连接，减速器2的输出轴为筒形结构，在减速器2的输出轴两侧对称的安装上调节螺钉4，在减速器2的输出轴内安装上摩擦片5；摩擦片5由两片对称的半圆弧组成，在摩擦片5的内圆弧上制作出与试件上的槽相对应的凸台6，在摩擦片5的外圆弧上制作出与调节螺钉4相对应的定位槽或定位孔7即成。

本发明的实验过程及原理如下所述：

在进行实验时，先将试件8穿在磨损载荷装置上减速器2的输出轴内，为了能够将试件8穿在减速器2的输出轴内，减速器2的输出轴制成管状结构。将摩擦片5放入管状的减速器2输出轴中摩擦片5上的凸台6与试件上的凹槽9对齐，转动摩擦片5使摩擦片5上的定位槽或定位孔7与减速器2输出轴上的调节螺钉4对齐，将调节螺钉4拧紧，拧紧程度可根据实验时所需要施加的磨擦压力决定，摩擦片5上的定位槽或定位孔7是为了使调节螺钉4能够卡住摩擦片5，防止摩擦片5在减速器2输出轴中打滑。使其能够与减速器2输出轴同步旋转。当把试件8正确的夹持在磨损载荷装置上之后，再将试件8夹持在现有的轴向疲劳试验机1的上下夹具上。然后起动轴向疲劳试验机1和磨损载荷装置，轴向疲劳试验机1只对试件施加轴向力，试件并不旋转。磨损载荷装置带动摩擦片5旋转，摩擦速度可通过调速电机3在0～200r/min可调，磨擦压力是通过减速器2输出轴上的调节螺钉4进行调节的，调节螺钉4拧的紧些，磨擦压力大，反之调节螺钉4拧的板些，磨擦压力小。但在实际制作摩擦片5时，由两个半圆弧构成的一对摩擦片5之间应留有间隙，防止出现由于一对摩擦片5之间互相顶死，使调节螺钉4失去调节作用。

另外在磨损载荷装置下方可设置支架，支架与轴向疲劳试验机1固定在一起，防止磨损载荷装置悬吊在试件上，增加附加作用力。图中未画出支架，支架的支撑方式有多种方式。减速器最好采用高度较小的卧式减速器，减速器内部可采用涡轮、涡杆结构，也可以采用其它结构的减速器，只要能符合减速比要求即可。

Claims (5)

1.一种叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法，其特征在于：该方法是在轴向疲劳试验机对试件进行轴向疲劳实验的同时在试件上施加磨损载荷；磨损载荷通过套在试件上的磨损载荷装置施加；其磨损载荷装置包括减速器，减速器的输入轴与调速电机连接，减速器的输出轴为筒形结构，减速器的输出轴两侧对称的设有调节螺钉，减速器的输出轴内设有摩擦片；摩擦片由两片对称的半圆弧组成，摩擦片的内圆弧上设有与试件上的槽相对应的凸台，摩擦片的外圆弧上设有与调节螺钉相对应的定位槽或定位孔。

2.根据权利要求1所述的叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法，其特征在于：所述磨损载荷装置上的摩擦片对试件施加摩擦载荷，摩擦载荷的压力通过调节摩擦片背面的螺钉压力实现。

3.根据权利要求2所述的叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法，其特征在于：所述摩擦载荷的摩擦速度通过调节调速电机的转速实现，调速电机的转速为0～200r/min可调。

4.一种叠加磨损载荷的轴向疲劳实验装置，包括轴向疲劳试验机(1)，其特征在于：还包括磨损载荷装置，磨损载荷装置包括减速器(2)，减速器(2)的输入轴与调速电机(3)连接，减速器(2)的输出轴为筒形结构，减速器(2)的输出轴两侧对称的设有调节螺钉(4)，减速器(2)的输出轴内设有摩擦片(5)。

5.根据权利要求4所述的叠加磨损载荷的轴向疲劳实验装置，其特征在于：所述的摩擦片(5)由两片对称的半圆弧组成，摩擦片(5)的内圆弧上设有与试件上的槽相对应的凸台(6)，摩擦片(5)的外圆弧上设有与调节螺钉(4)相对应的定位槽或定位孔(7)。

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