CN102628744B - 一种仿真疲劳试验装置的双向加载传力单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿真疲劳试验装置的双向加载传力单元，用于存在双向加载位移的机械疲劳试验装置，由构架(14)，联接在构架横梁上的垂直加载机构、固定在基座上的水平加载机构、传力单元(4)及试件夹持机构组成。本发明双向加载传力单元可以为机械疲劳试验装置多向的位移加载提供良好的力矩耦合，可良好地模拟试件的实际工作环境，可用于多种仿真疲劳试验装置中。

Description

一种仿真疲劳试验装置的双向加载传力单元

技术领域

本发明属于特种机械性能测试设备，尤其是仿真疲劳试验装置制造领域。

背景技术

目前对一些构件进行疲劳试验时，往往均采用单方向施加载荷，但是许多构件在实际服役条件下是承受双向载荷甚至多向载荷。在一些需要模拟试件实际工作环境的仿真疲劳试验中，往往需要提供多向的加载，有时还需要在某加载方向上提供加载位移，例如目前我国高速铁路飞速发展，对于关键的零部件急需开发我国自主知识产权的制造技术。电机悬吊试件是350公里/小时以上高速机车转向架的关键部件。在高速机车运行时，该部件主要经受横向与垂向两个方向的交变载荷，疲劳性能是试件最关键的力学性能。如何模拟实际运行工况，对电机悬电机悬吊试件进行疲劳试验，目前国内尚无成熟的技术规范。对电机悬吊试件进行仿真疲劳试验，在国外均属于关键核心技术，严格进行保密。

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是设计一种仿真疲劳试验装置的双向加载传力单元，为机械疲劳试验装置多向的位移加载提供良好的力矩耦合，以克服现有技术的以上缺点。

本发明的目的是通过如下的手段实现的。

仿真疲劳试验装置的双向加载传力单元，为机械疲劳试验装置提供位移双向加载偶合，传力单元4由框板401及垂直加载机构和水平加载机构组成；所述垂直加载机构为一端与外部竖直油缸(3)活塞端联接，另一端与置于传力单元框板401上的横杆407实现与框板401连接的连接板406；水平加载机构由与外部水平油缸2活塞端402连接的轴力板405构成；传力单元4的框板401上设置有四个滚轮，所述四个滚轮与轴力板405的内侧相靠接；所述传力单元4上设置有用于联接被测试件耳孔端103的销轴408。

采用本发明的结构，可准确地模拟实际运行工况对试件进行多向尤其是垂向交变载荷，同时，在其中一个方向还可提供一定的位移。水平加载机构和垂直加载机构的动力分别来自两个外部液压油缸，在水平方向与垂直方向加载时，实现互不干扰。尤其适用于高速机车转向架悬挂装置用电机悬电机悬吊试件实物疲劳性能的评价。

附图说明

图1是本发明传力单元部分的立体图。

图2是本发明传力单元部分的立体图。

图3是本发明传力单元部分的立体图。

图4为图3的右视图。

图5为图3的A部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构作进一步的详述。

结合图1、图2和图3可看到，传力单元4由框板401及垂直加载机构和水平加载机构组成，垂直加载机构为一端与外部竖直油缸3的活塞端联接，另一端与置于传力单元框板401上的横杆407实现与框板401连接的连接板406。水平加载机构由与外部水平油缸2活塞端402连接的轴力板405构成，连接的轴力板405的水平油缸活塞端402实际上构成一悬臂机构；传力单元4的框板401上设置有四个滚轮，由于在实际加载试验中水平油缸活塞端402提供拉力，所以，四个滚轮与轴力板405的内侧保持靠接。四个滚轮(具有代表性，图中仅给出一个标号404固连在框板401上)，在垂直加载机构带动框板401上下位移时，其与轴力板内侧相靠接的部分可在轴力板上滚动。传力单元4上设置有用于联接被测试件耳孔端103的销轴408，测试时将销轴408插入被测试件耳孔端，再安装在框板401上，即可进行试验。

作为一应用实施例，结合图3至图5可看到，电机悬电机悬吊板弹簧仿真疲劳试验装置，以高速铁路机车用电机悬电机悬吊板弹簧为试件。仿真疲劳试验装置由构架14，联接在构架横梁上的垂直加载机构、固定在基座上的水平加载机构、传力单元4及试件夹持机构20组成。所述垂直加载机构由竖直油缸3担任，竖直油缸3的活塞端通过连接板406和横杆407与传力单元4联接。水平加载机构由水平油缸2担任，水平油缸2的活塞端与轴力板405固连。传力单元4上设置有用于联接被测试件耳孔端103的销轴408。传力单元4上与水平油缸2的活塞端邻近端设置有四个滚轮(图中仅标出其中一个404)，该四个滚轮对称分置于平油缸2的活塞端的两侧，各滚轮实际上是固定在传力单元框板401上的摩擦滑轮，所述轴力板405的内侧靠接在所述四个滚轮的表面。水平油缸的轴向拉力使轴力板与四个滚轮之间保持足够大的接触压力，在竖直油缸对被试悬吊试件施以竖向周期载荷产生位移时，轴力板405在与四个滚轮的滚动摩擦中产生竖向的周期滑移，这样的结果，使得被试悬吊试件同时得到横向的拉载荷和竖向的周期位移载荷，与悬吊试件在机车上的受力情况基本一致。

在实际的测试中，在悬吊试件的耳孔端103施加轴向和横向两个方向的载荷，所述轴向的载荷为上载荷量与下载荷量区间的拉-拉交变载荷，下载荷＝10KN，上载荷为35KN。所述横向的载荷为恒定载荷量状态下的位移交变，位移幅度正负5mm。

轴向载荷通过电脑控制的竖向油缸实现。如图5所示，销轴408穿过试件耳孔103与传力单元4形成铰链连接。水平油缸2施加轴向载荷时，由于轴向力下载荷始终保持10KN的拉力，保证了滚轮与轴力板405始终接触，水平油缸2的交变载荷就通过轴力板405、四个滚轮和传力单元4作用于试件100，使试件在耳孔103处承受轴向交变载荷。试件竖向位移(耳孔端103在竖直方向的位移)并不影响试件横向施加的载荷。传感器8和403测出竖向横向载荷代数量值(用正或负表示方向)传入电脑，电脑显示位移量，同时记录时间和次数。

在传力单元4还可以设置配重机构，如图3中410所示，实际上就是在传力单元4上固定一丝杆，具有内螺纹孔的加重块便于旋转调整其在丝杆上的位置并固定，使带有滚轮和丝杆的传力单元与配重块的总重心上，可以随时调整位置以确保轴力板与传力单元上的四个滚轮都能形成接触。水平油缸使轴力板与四个滚轮之间保持足够大的接触压力。

Claims (2)

1.一种仿真疲劳试验装置的双向加载传力单元，为机械疲劳试验装置提供位移双向加载耦合，其特征在于，传力单元（4）主要由框板（401）及垂直加载机构和水平加载机构组成；所述垂直加载机构为连接板（406）与横杆（407）；连接板（406）一端与外部竖直油缸（3）活塞端联接，其另一端与置于传力单元框板（401）上的横杆（407）连接；水平加载机构由与外部水平油缸（2）活塞端（402）连接的轴力板（405）构成，连接轴力板（405）的水平油缸活塞端402构成一悬臂机构；传力单元4的框板（401）上设置有四个滚轮，所述四个滚轮与轴力板（405）的内侧相靠接；所述传力单元（4）上设置有用于联接被测试件耳孔端（103）的销轴（408）。

2.根据权利要求1所述之仿真疲劳试验装置的双向加载传力单元，其特征在于，所述垂直加载机构和水平加载机构上分别设置有测试力度的传感器8和传感器403。

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