CN104729936B - 一种多功能疲劳试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能疲劳试验机，用于检测防波板，包括机架、顶部加载组件、底部加载组件、连接板组件以及控制装置，所述顶部加载组件和底部加载组件均连接所述机架且两者相对设置，所述连接板组件位于所述顶部加载组件和底部加载组件之间的机架上，所述控制装置电连接所述顶部加载组件和底部加载组件；采用本发明所提供的多功能疲劳试验机，能够不仅能够实现防波板的单向循环载荷和双向循环载荷的实验，且结构简单、成本低廉。

Description

一种多功能疲劳试验机

技术领域

本发明涉及一种多功能疲劳试验机，具体的说，是涉及一种用于测试防波板的多功能疲劳试验机。

背景技术

机械疲劳试验在机械产品开发，新材料应用领域有着广泛应用。根据试验加载载荷方向不同，疲劳载荷可分为单向循环载荷，即加载后立即卸载，没有反向加载；另一种为双向循环载荷，即加载后卸载，然后施加反向载荷。

根据试验需求，在试验中可以分为加载恒定力载荷和加载恒定振幅载荷。市面流行的疲劳试验设备多采用加载单向循环载荷，动力源多采用气缸或液压油缸，只能进行简单的往复运动，在加载过程中要么仅能保证单向加载力一致，要么仅能保证循环载荷振幅一致，这种加载方式严格限制了试验设备使用范围和试验可行性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能够不仅能够实现防波板的单向循环载荷和双向循环载荷的实验，且结构简单、成本低廉的多功能疲劳试验机。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种多功能疲劳试验机，用于检测防波板，包括机架、顶部加载组件、底部加载组件、连接板组件以及控制装置，所述顶部加载组件和底部加载组件均连接所述机架且两者相对设置，所述连接板组件位于所述顶部加载组件和底部加载组件之间的机架上，所述控制装置电连接所述顶部加载组件和底部加载组件。

采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：由于顶 部加载组件、底部加载组件以及连接板组件的设置，当进行防波板的疲劳性检测时，只要将防波板的两端固定于连接板组件上，防波板此时位于顶部加载组件和底部加载组件之间，若要进行单向循环载荷的加载工作，根据需要通过控制装置控制顶部加载组件或底部加载组件任一进行加载即可；若要进行双向循环载荷的加载工作，则顶部加载组件和底部加载组件同时进行加载即可实现。

在上述技术方案的基础上，本发明还可作如下改进：

作为优选的方案，所述顶部加载组件包括沿竖直方向设置的第一加载件、连接所述第一加载件的第一导轨以及设置于所述第一加载件的加载端的第一加载板，所述第一加载件沿所述第一导轨上下往复运动。

采用上述优选的方案，第一导轨给第一加载件一导向作用，使得第一加载件和第一加载板的上下运行精度更高，提高了垂直度。

作为优选的方案，所述底部加载组件包括沿竖直方向设置的第二加载件、连接所述第二加载件的第二导轨以及设置于所述第二加载件的加载端的第二加载板，所述第二加载件沿所述第二导轨上下往复运动。

采用上述优选的方案，第二导轨给第二加载件一导向作用，使得第二加载件和第二加载板的上下运行精度更高，提高了垂直度。

作为优选的方案，所述第一加载件和第二加载件均为气缸，所述气缸电连接所述控制装置。

采用上述优选的方案，便于控制，且价格低廉，使得整个设备的结构简单，容易操作。

作为优选的方案，所述第一导轨对称设置于所述第一加载件的两侧；所述第二导轨对称设置于所述第二加载件的两侧。

采用上述优选的方案，由于第一加载件和第二加载件的两侧均设置有对称的导轨，使得第一加载件和第二加载件的导向精度更高，在使用中不会发生位置的偏移。

作为优选的方案，所述第一导轨上设置有第一可调行程控制开关 和第一限位块；所述第二导轨上设置有第二可调行程控制开关和第二限位块；所述控制装置电连接所述第一可调行程控制开关和第二可调行程控制开关。

采用上述优选的方案，可调行程控制开关和限位块的设置，使得在工作中，能够对第一加载件和第二加载件的工作行程进行管控，不会出现超程现象而造成碰撞事故。

作为优选的方案，所述第一加载板的加载面设置有第一橡胶保护垫；所述第二加载板的加载面设置有第二橡胶保护垫。

采用上述优选的方案，第一橡胶保护垫和第二橡胶保护垫的设置，不仅能够保护加载板不受损坏，延长了使用寿命；同时也保证了待测工件表面不被损坏。

作为优选的方案，所述连接板组件成对设置于所述机架上，包括连接架和连接所述连接架的固定板；所述固定板上设置有用于连接待测工件的腰型孔。

采用上述优选的方案，由于固定板上腰型孔的设置，使得能够将不同规格的待测工件的两端进行定位，克服了目前疲劳试验设备多用于截面比较规则的型材，更加适用于梯形横截面防波板的疲劳试验要求。

作为优选的方案，所述机架包括上横梁、下横梁、左立柱、右立柱以及加强筋，所述左立柱和右立柱的两端分别连接所述上横梁和下横梁的一端，所述加强筋设置于立柱和横梁之间的连接处。

采用上述优选的方案，能够使得整个机架的牢固性更强，延长其使用寿命。

作为优选的方案，所述多功能疲劳试验机还包括电气控制柜和与其电连接的气动元件柜，所述控制装置设置于所述电气控制柜内并控制所述气动元件柜内的各气动元件工作，所述各气动元件电连接所述第一加载件和第二加载件。

采用上述优选的方案，能够对第一加载件和第二加载件的加载力度进行实时控制，可根据需要对加载力度进行调节，实现恒定力载荷 加载方式、恒定振幅载荷加载方式、集中载荷加载方式以及局部均布载荷加载方式；适用性和实用性更强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种多功能疲劳试验机的主视图；

图2为本发明一种多功能疲劳试验机的左视图；

图3为本发明一种多功能疲劳试验机中顶部加载组件的主视图；

图4为本发明一种多功能疲劳试验机中底部加载组件的主视图；

图5为本发明一种多功能疲劳试验机中连接板组件的结构示意图；

图6为本发明一种多功能疲劳试验机中机架的结构示意图；

图7为本发明一种多功能疲劳试验机的气动控制原理图之一；

图8为本发明一种多功能疲劳试验机的气动控制原理图之二。

其中，1、防波板，2、机架，21、上横梁，22、下横梁，23、左立柱，24、右立柱，25、加强筋，26、斜板，27、连接座，3、顶部加载组件，31、第一加载件，32、第一导轨，33、第一加载板，34、第一可调行程控制开关，35、和第一限位块，36、第一橡胶保护垫，37、可更换支架，38、第一滑块，4、底部加载组件，41、第二加载件，42、第二导轨，43、第二加载板，44、第二可调行程控制开关，45、第二限位块，46、第二橡胶保护垫，47、可更换支架，48、第二滑块，5、连接板组件，51、连接架，52、固定板，53、腰型孔，6、气源，7、电气控制柜，8、气动元件柜，81、三位五通电磁阀，82、油雾器，83、调压阀，84、空气过滤器一，85、空气过滤器二，86、三通阀，87、截止阀一，88、截止阀二，881、线圈一，882、线圈二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了达到发明的目的，如图1所示，在本发明一种多功能疲劳试验机的一些实施方式中，其用于检测防波板1，包括机架2、顶部加载组件3、底部加载组件4、连接板组件5以及控制装置，顶部加载组件3和底部加载组件4均连接机架2且两者相对设置，连接板组件5位于顶部加载组件3和底部加载组件4之间的机架2上，控制装置电连接顶部加载组件3和底部加载组件4。

采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：由于顶部加载组件3、底部加载组件4以及连接板组件5的设置，当进行防波板1的疲劳性检测时，只要将防波板1的两端固定于连接板组件5上，防波板1此时位于顶部加载组件3和底部加载组件4之间，若要进行单向循环载荷的加载工作，根据需要通过控制装置控制顶部加载组件3或底部加载组件4任一进行加载即可；若要进行双向循环载荷的加载工作，则顶部加载组件3和底部加载组件4同时进行加载即可实现。

在上述技术方案的基础上，本发明还可作如下改进：

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图3所示，在本发明一种多功能疲劳试验机的另外一些实施方式中，顶部加载组件3包括沿竖直方向设置的第一加载件31、连接第一加载件31的第一导轨32以及设置于第一加载件31的加载端的第一加载板33，第一加载件31沿第一导轨32上下往复运动；第一加载件的顶部固定连接机架2。其中，第一加载板33和第二加载板43是可以更换的，应用更灵活。第一加载件31通过第一滑块38与第一导轨32滑动连接。

采用上述优选的方案，第一导轨32给第一加载件31一导向作用，使得第一加载件31和第一加载板33的上下运行精度更高，提高了垂直度。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图4所示，在本发明一种多功能疲劳试验机的另外一些实施方式中，底部加载组件4包括沿竖直方向设置的第二加载件41、连接第二加载件41的第二导轨42以及设置于第二加载件42的加载端的第二加载板43，第二加载件41沿第二导轨42上下往复运动。第二加载件41通过第二滑块48与第二导轨32滑动连接。第一滑块38和第二滑块48可以是导向槽。

采用上述优选的方案，第二导轨42给第二加载件41一导向作用，使得第二加载件41和第二加载板43的上下运行精度更高，提高了垂直度。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明一种多功能疲劳试验机的另外一些实施方式中，第一加载件31和第二加载件41均为气缸，气缸电连接控制装置。

采用上述优选的方案，便于控制，且价格低廉，使得整个设备的结构简单，容易操作。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图3-4所示，在本发明一种多功能疲劳试验机的另外一些实施方式中，第一导轨32对称设置于第一加载件31的两侧；第二导轨42对称设置于第二加载件31的两侧。

采用上述优选的方案，由于第一加载件31和第二加载件41的两侧均设置有对称的导轨，使得第一加载件31和第二加载件41的导向精度更高，在使用中不会发生位置的偏移。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图3-4所示，在本发明一种多功能疲劳试验机的另外一些实施方式中，第一导轨32上设置有第一可调行程控制开关34和第一限位块35；第二导轨42上设置有第二可调行程控制开关44和第二限位块45；控制装置电连接第一可调行程控制开关34和第二可调行程控制开关44。

采用上述优选的方案，可调行程控制开关和限位块的设置，使得在工作中，能够对第一加载件31和第二加载件41的工作行程进行管控，不会出现超程现象而造成碰撞事故。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图3-4所示，在本发明一种多功能疲劳试验机的另外一些实施方式中，第一加载板33的加载面设置有第一橡胶保护垫36；第二加载板43的加载面设置有第二橡胶保护垫46。

采用上述优选的方案，第一橡胶保护垫36和第二橡胶保护垫46的设置，不仅能够保护加载板不受损坏，延长了使用寿命；同时也保证了待测工件表面不被损坏。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图5所示，在本发明一种多功能疲劳试验机的另外一些实施方式中，连接板组件5成对设置于机架2上，包括连接架51和连接连接架51的固定板52；固定板52上设置有用于连接待测工件的腰型孔53。

采用上述优选的方案，由于固定板52上腰型孔53的设置，使得能够将不同规格的待测工件的两端进行定位，克服了目前疲劳试验设备多用于截面比较规则的型材，更加适用于梯形横截面防波板的疲劳试验要求。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图6所示，在本发明一种多功能疲劳试验机的另外一些实施方式中，机架包括上横梁21、下横梁22、左立柱23、右立柱24以及加强筋25，左立柱23和右立柱24的两端分别连接上横梁21和下横梁22的一端，加强筋25设置于立柱和横梁之间的连接处。左立柱23和右立柱24的底部还设置有斜板26进行加固。其中，顶部加载组件3和底部加载组件4分别通过连接座27与机架2的上横梁21、下横梁22相连接。

采用上述优选的方案，能够使得整个机架2的牢固性更强，延长其使用寿命。

为了进一步地优化本发明的实施效果，如图2所示，在本发明一种多功能疲劳试验机的另外一些实施方式中，多功能疲劳试验机还包 括电气控制柜7和与其电连接的气动元件柜8，控制装置设置于电气控制柜7内并控制气动元件柜8内的各气动元件工作，各气动元件电连接第一加载件31和第二加载件41。

采用上述优选的方案，能够对第一加载件31和第二加载件41的加载力度进行实时控制，可根据需要对加载力度进行调节，实现恒定力载荷加载方式、恒定振幅载荷加载方式、集中载荷加载方式以及局部均布载荷加载方式；适用性和实用性更强。

其中，如图2、图8所示，电气控制柜内设置有继电器KM1,KM2，紧急制动按钮SBE，计数继电器KC，模式转换开关SA，可调行程开关SQ等主要电气元件，可调行程开关安装在顶部及底部加载组件处，计数继电器感应部分装在左右立柱处，电气控制基本原理图见图8。

如图7所示，气动元件柜8内设置有三位五通电磁阀81、油雾器82、调压阀83、空气过滤器一84、空气过滤器二85、三通阀86、截止阀一87以及截止阀二88。具体原理图见图8。其中继电器KM1控制三位五通电磁阀右侧线圈一881，继电器KM2控制三位五通电磁阀左侧线圈二882。

下面介绍本发明的工作原理：在进行防波板疲劳试验时，选取合适固定板52固定防波板1，依据试验要求确定加载方式，通过更换可更换第一加载板33和第二加载板43确定是加载集中载荷还是局部均布载荷，通过调节模式转换开关SA和调压阀83从而实现恒定振幅和恒定力加载方式。在试验进行时，可以通过计数继电器KC预设置加载循环载荷次数，达到预定循环次数自动停止试验，也可以直接使用计数模式，统计试验进行次数。

双向循环载荷实现方式：将顶部及底部气缸移动到防波板1处，通过合适的紧固机构将第一加载板33和第二加载板43紧固，借助电气控制系统可实现双向循环载荷疲劳试验。

单向循环载荷实现方式：关闭截止阀87或截止阀88，气源6提供气压，依靠单气缸进行试验。

恒定力载荷实现方式：将模式转换开关SA转换到恒定力方式， 将可移动行程开关移动到最大位移处，调节减压阀，实现恒定力加载方式。

恒定振幅加载实现方式：将模式转换开关SA转换到恒定振幅方式，将可移动行程开关移动到设定振幅处，调节减压阀，实现恒定振幅加载方式。

集中载荷实现方式：更换可更换支架37或可更换支架47，使防波板1在连接放置时即已受集中载荷的作用力下进行加载测试，实现集中载荷加载。其中，可更换支架37设置于第一加载件31和第一导轨32之间，可更换支架47设置于第二加载件41和第二导轨42之间。

局部均布载荷实现方式：更换可更换支架37或可更换支架47，使防波板1在连接放置时即已受局部均布载荷的作用力下进行加载测试，即可实现局部均布载荷加载。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种多功能疲劳试验机，用于检测防波板，其特征在于，包括机架、顶部加载组件、底部加载组件、连接板组件以及控制装置，所述顶部加载组件和底部加载组件均连接所述机架且两者相对设置，所述连接板组件位于所述顶部加载组件和底部加载组件之间的机架上，所述控制装置电连接所述顶部加载组件和底部加载组件，所述顶部加载组件包括沿竖直方向设置的第一加载件、连接所述第一加载件的第一导轨以及设置于所述第一加载件的加载端的第一加载板，所述第一加载件沿所述第一导轨上下往复运动，所述底部加载组件包括沿竖直方向设置的第二加载件、连接所述第二加载件的第二导轨以及设置于所述第二加载件的加载端的第二加载板，所述第二加载件沿所述第二导轨上下往复运动，所述第一加载件和第二加载件均为气缸，所述气缸电连接所述控制装置，所述多功能疲劳试验机采用如下气动控制系统：所述第一加载组件的无杆腔通过气管连接截止阀二的一端，所述截止阀二的另一端通过气管与三位五通电磁阀连接，所述第一加载组件的有杆腔通过气管与三通阀连接，所述第二加载组件的无杆腔通过气管与截止阀一的一端连接，所述截止阀一的另一端与三位五通电磁阀连接，所述第二加载组件的有杆腔与三通阀连接，三通阀连接空气过滤器二，三位五通电磁阀依次连接有油雾器、调压阀和空气过滤器。

2.根据权利要求1所述的多功能疲劳试验机，其特征在于，所述第一导轨对称设置于所述第一加载件的两侧；所述第二导轨对称设置于所述第二加载件的两侧。

3.根据权利要求2所述的多功能疲劳试验机，其特征在于，所述第一导轨上设置有第一可调行程控制开关和第一限位块；所述第二导轨上设置有第二可调行程控制开关和第二限位块；所述控制装置电连接所述第一可调行程控制开关和第二可调行程控制开关。

4.根据权利要求3所述的多功能疲劳试验机，其特征在于，所述第一加载板的加载面设置有第一橡胶保护垫；所述第二加载板的加载面设置有第二橡胶保护垫。

5.根据权利要求1所述的多功能疲劳试验机，其特征在于，所述连接板组件成对设置于所述机架上，包括连接架和连接所述连接架的固定板；所述固定板上设置有用于连接待测工件的腰型孔。

6.根据权利要求5所述的多功能疲劳试验机，其特征在于，所述机架包括上横梁、下横梁、左立柱、右立柱以及加强筋，所述左立柱和右立柱的两端分别连接所述上横梁和下横梁的一端，所述加强筋设置于立柱和横梁之间的连接处。

7.根据权利要求1-6任一项所述的多功能疲劳试验机，其特征在于，所述多功能疲劳试验机还包括电气控制柜和与其电连接的气动元件柜，所述控制装置设置于所述电气控制柜内并控制所述气动元件柜内的各气动元件工作，所述各气动元件电连接所述第一加载件和第二加载件。