CN102607836B - 重载销轴疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

一种重载销轴疲劳试验装置，包括底座、第一油缸、第二油缸、两根摇臂以及长度可微调压梁，所述两根摇臂通过第一组试验销轴与所述底座铰接，所述两根摇臂的一端之间安装有第一油缸，所述第一油缸与所述两摇臂之间通过第二组试验销轴铰接，所述两根摇臂的另一端之间安装有长度可微调压梁，所述长度可微调压梁与所述两摇臂之间通过第三组试验销轴铰接，所述底座与所述摇臂之间还安装有所述第二油缸，并且所述第二油缸的活塞端与其中一个所述摇臂活动连接。本发明方法简单、操作方便、适应性强、可在高频率高载荷工况下并列进行多个销轴的重载疲劳试验，提高试验效率，降低试验成本。

Description

重载销轴疲劳试验装置

技术领域

本发明涉及一种试验装置，特别是一种重载销轴疲劳试验装置。

背景技术

轴的疲劳特性对结构的寿命和承载能力都起着至关重要的作用。机械设备在设计的过程中难免会出现各种各样承受变应力的重载销轴，这些销轴在重载交变应力作用下会出现裂纹，甚至断裂，造成重大损失。为了更清楚的了解销轴在重载交变应力下的疲劳特性，优化结构设计，提高销轴的疲劳寿命，进行销轴重载疲劳试验有着重要的意义。

目前的重载销轴疲劳试验多采用油缸直接加载法，即通过控制液压系统使用液压缸直接对销轴施加循环载荷，由于液压系统的缺陷，能够施加的载荷较小，频率较低，试验周期过长，而且每次只能对一根销轴进行试验，效率较低，从而提高了试验成本。而且传统的销轴试验是将销轴固定，只施加一个固定的径向的载荷，这种试验就忽略了真实情况中的结构摆动引起的载荷面的摆动，因此试验同真实的工作情况有一定的偏差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种高频重载、适应性强、可同时进行最多三组试验，能够有效提高试验效率，降低试验成本的重载销轴疲劳试验装置。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种重载销轴疲劳试验装置，包括底座、第一油缸、第二油缸、两根摇臂以及长度可微调压梁，所述两根摇臂通过第一组试验销轴与所述底座铰接，所述两根摇臂的一端之间安装有第一油缸，所述第一油缸与所述两摇臂之间通过第二组试验销轴铰接，所述两根摇臂的另一端之间安装有长度可微调压梁，所述长度可微调压梁与所述两摇臂之间通过第三组试验销轴铰接，所述底座与所述摇臂之间还安装有所述第二油缸，并且所述第二油缸的活塞端与其中一个所述摇臂活动连接。

本发明中，所述底座、两根摇臂、长度可微调压梁和第一油缸构成平行四边形联动机构。

本发明中，所述底座上固定有两个第一插槽，所述第一插槽内安装有第一组销轴座，所述两根摇臂通过安装在所述第一组销轴座内的第一组试验销轴分别安装在所述底座的两根第一插槽内；所述第一油缸的两端上分别固定有一个第二插槽，所述第二插槽内安装有第二组销轴座，所述两根摇臂通过安装在所述第二组销轴座内的第二组试验销轴分别安装在所述第一油缸的第二插槽内；所述长度可微调压梁的两端上均安装有第三插槽，所述第三插槽内安装有第三组销轴座，所述两根摇臂通过安装在所述第三组销轴座内的第三组试验销轴分别安装在所述长度可微调压梁两端的两根第三插槽内。

本发明中，所述第一油缸和第二油缸通过液压系统控制。

采用上述方案，本装置具有如下优点：

1)利用油缸对装置进行加载，通过结构的杠杆作用放大，可以在不使用超大油缸的情况下，使得最大试验载荷达到数百吨，从而解决了重载销轴疲劳试验中的高载荷问题；

2)所述实验装置中，可以通过第二油缸控制销轴的摆动，以及销轴受力的位置，从而可以研究实际工程应用中销轴的摆动对于销轴疲劳寿命的影响；

3)所述实验装置中，通过在所述摇臂、所述底座、所述长度可微调压梁、所述第一油缸上设置插槽可以方便的更换销轴，最多可以同时产生两种载荷，并且同时对四根销轴进行疲劳试验，提高试验效率。

综上所述，本装置结构简单使用方便，可以对销轴实现重载高频的载荷施加；所述装置可以在一次试验中同时对多组销轴进行疲劳试验，能够在很大程度上减少试验次数和成本，显著地提高了试验效率；所述装置可以通过插槽方便的更换试验销轴，有效地降低了销轴的更换难度；所述装置中，通过调试载荷的大小，载荷施加频率，销轴的受力作用面亦或销轴摆动角度，而更加准确地反映重载销轴的疲劳寿命。本发明方法简单、操作方便、适应性强、可在高载荷工况下并列进行多个销轴的重载疲劳试验，提高试验效率，降低试验成本。

附图说明

图1本发明机构原理图；

图2本发明立体图一；

图3本发明立体图二；

图4本发明插槽结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图，来详细说明重载销轴疲劳试验装置的具体实施方式。

实施例：

如图1至3所示，一种重载销轴疲劳试验装置，所述摇臂(3、6)安装在所述底座5上，所述第一油缸1安装在所述摇臂(3、6)下端间，所述长度可微调压梁4安装在所述摇臂(3、6)上端间，所述底座5与所述摇臂(3、6)连接处设有第一插槽，所述第一插槽用于固定第一组销轴座8，所述摇臂(3、6)与所述第一油缸1连接处设有第二插槽，同上所述第二组插槽用于固定第二组销轴座9，所述摇臂(3、6)与所述长度可微调压梁4连接处设有第三组插槽，同上所述所述第三插槽用于固定第三组销轴座7；所述底座5与所述摇臂(3、6)之间安装第二油缸2；所述装置的液压系统为所述油缸提供驱动。

本装置中所述油缸的频率、载荷控制均是通过所属液压系统调节，所述液压系统通过液压电控系统进行控制，液压电控系统可以设置载荷的施加频率，设置结构的摆动幅度及频率，并且液压电控系统通过安装在试验销轴上的位移传感器与本试验装置连接。

本发明中，第一、第二、第三插槽的安装原理如附图4所示；具体实施办法是：将加工好的销轴座10插装在插槽11上，安装销轴，确定销轴可以自由转动后，旋紧螺钉12，同理安装其余四个位置的销轴座。

采用本实验装置包括下述步骤：

第一步：选取合适大小的需要进行疲劳试验的销轴两组，通过焊接板件和机加工，加工出销轴座以及要求大小的插槽；

第二步：将销轴座固定于摇臂(3、6)、底座5以及长度可微调压梁4的插槽位置，其中较重载的销轴可以安装在摇臂与底座连接处，稍轻载的安装在压梁与摇臂连接处；

第三步：第一油缸1施加载荷后，调节长度可微调压梁4的长度以补偿插槽间的空隙产生的机构的长度变化，使得平行四边形结构能够顺利摆动不至于卡死；

第四步：；第二油缸2按试验要求摆动或者锁定位置；

第五步：通过液压电控系统设置载荷的施加频率，并开启液压缸的施压系统；

第六步：通过液压电控系统设置结构的摆动幅度及频率，若结构固定则设置固定的角度位置；

第七步：通过液压电控系统开启断裂自动保护系统，既是一旦有销轴出现断裂，安装在销轴处的位移传感器就会产生信号，从而系统发出警报同时停止第一液压缸的加载以及第二液压缸的摆动；

第八步：开启自动循环程序开始计数，一直到销轴断裂系统响应或是认为终端疲劳试验程序，或是人为终止程序；

记录好相应数据之后，可以测得相应销轴在设置的载荷周期下的疲劳寿命，为了提高实验精度，降低随机性，应做几个同样的试件，多做几次实验求平均值，最后分析实验数据，得到相对准确的疲劳寿命。

Claims (3)

1.一种重载销轴疲劳试验装置，其特征在于：包括底座、第一油缸、第二油缸、两根摇臂以及长度可微调压梁，所述两根摇臂通过第一组试验销轴与所述底座铰接，所述两根摇臂的一端之间安装有第一油缸，所述第一油缸与所述两摇臂之间通过第二组试验销轴铰接，所述两根摇臂的另一端之间安装有长度可微调压梁，所述长度可微调压梁与所述两摇臂之间通过第三组试验销轴铰接，所述底座与所述摇臂之间还安装有所述第二油缸，并且所述第二油缸的活塞端与其中一个所述摇臂活动连接，所述底座、两根摇臂、长度可微调压梁和第一油缸构成平行四边形联动机构。

2.根据权利要求1所述的重载销轴疲劳试验装置，其特征在于：所述底座上固定有两个第一插槽，所述第一插槽内安装有第一组销轴座，所述两根摇臂通过安装在所述第一组销轴座内的第一组试验销轴分别安装在所述底座的两根第一插槽内；所述第一油缸的两端上分别固定有一个第二插槽，所述第二插槽内安装有第二组销轴座，所述两根摇臂通过安装在所述第二组销轴座内的第二组试验销轴分别安装在所述第一油缸的第二插槽内；所述长度可微调压梁的两端上均安装有第三插槽，所述第三插槽内安装有第三组销轴座，所述两根摇臂通过安装在所述第三组销轴座内的第三组试验销轴分别安装在所述长度可微调压梁两端的两根第三插槽内。

3.根据权利要求2所述的重载销轴疲劳试验装置，其特征在于：所述第一油缸和第二油缸通过液压系统控制。

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