CN106198248A - 飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统 - Google Patents

飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，包括试验台架底座、飞轮盘固定装置，角度调整装置，扭矩施加装置，轴向加载装置以及计算机控制终端；其中，飞轮盘固定装置，角度调整装置，扭矩施加装置和轴向载荷施加装置均设置在试验台架底座上；角度调整装置设置在飞轮盘固定装置的一侧面，扭矩施加装置设置在飞轮盘固定装置的另一侧面；扭矩施加装置和轴向加载装置连接计算机控制终端；角度调整装置用于通过调整飞轮盘固定装置的倾斜角度，进而调整安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘的安装角度。本发明能够针对飞轮盘进行旋转弯曲疲劳试验测试，以及旋转弯曲疲劳和轴向疲劳复合加载测试。

Description

飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统
技术领域
本发明涉及旋转弯曲疲劳试验，具体地，涉及一种飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统。
背景技术
旋转弯曲疲劳试验，是测定材料内在质量的一种方法，主要用途是对材料的疲劳性能进行评估，用于测试材料的SN曲线以及疲劳极限。普通传统的旋转弯曲疲劳试验系统是针对标准的圆棒试样进行旋转并承受一固定弯矩。试验一直进行到试样失效或超过预定应力循环次数停止。
近年来，由于汽车行业的快速发展，对汽车飞轮盘产品在各种载荷作用下的疲劳寿命和可靠性评判需求越来越强烈，但目前仍没有针对飞轮盘旋转弯曲疲劳寿命测试的相关标准和专用设备。大多数厂商和测试机构采用在实际运行主机上进行模拟测试，其缺点是无法实现规模化和可复制化，极大影响测试效率和规模。因此急需研制出适合飞轮盘进行旋转弯曲疲劳测试的专用设备。并且由于汽车品牌、型号的不同，飞轮盘尺寸规格各种各样，所研制开发的专用设备应满足各种飞轮盘尺寸规格产品的疲劳测试。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统。
根据本发明提供的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，包括试验台架底座、飞轮盘固定装置，角度调整装置，扭矩施加装置，轴向加载装置以及计算机控制终端；
其中，飞轮盘固定装置，角度调整装置，扭矩施加装置和轴向载荷施加装置均设置在试验台架底座上；
所述角度调整装置设置在所述飞轮盘固定装置的一侧面，所述扭矩施加装置设置在所述飞轮盘固定装置的另一侧面；所述扭矩施加装置和轴向加载装置连接所述计算机控制终端；
所述角度调整装置用于通过调整飞轮盘固定装置的倾斜角度，进而调整安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘的安装角度；所述扭矩施加装置和轴向载荷施加装置用于向安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘加载旋转弯曲和/或轴向拉压载荷。
优选地，还包括步进电机和第一连接轴；
所述步进电机通过所述第一连接轴连接所述飞轮盘固定装置；所述步进电机连接所述角度调整装置，用于通过调节角度调整装置，进而调整安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘的安装角度，实现飞轮盘在1～10°范围内的倾斜安装。
优选地，所述角度调整装置采用步进电机驱动旋转并采用角度位移计进行定位。
优选地，还包括驱动电机和第二连接轴；
所述扭矩施加装置、所述轴向加载装置连接所述驱动电机；所述驱动电机驱动所述第二连接轴；
所述扭矩施加装置、所述轴向加载装置依次通过所述驱动电机、第二连接轴向安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘加载旋转弯曲和/或拉压载荷。
优选地，飞轮盘固定装置上设置有多种安装定位孔。
优选地，所述计算机控制终端用于飞轮盘的旋转弯曲载荷、旋转次数、轴向拉压载荷、轴向位移以及轴向循环次数的采集。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中飞轮盘固定装置，角度调整装置，扭矩施加装置和轴向载荷施加装置均设置在试验台架底座上能够针对飞轮盘进行旋转弯曲疲劳试验测试，以及旋转弯曲疲劳和轴向疲劳复合加载测试；
2、本发明能够根据要求设置飞轮盘的安装偏角、测试速率以及最终循环次数，可以在试验过程中检测扭矩变化，轴向载荷变化，并在试验结束后提供结果数据和报告；
3、本发明能够通过改变飞轮盘固定装置退化成为普通标准试样的旋转弯曲试验系统。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图。
图中：
11为试验台架底座；
12为角度调整装置；
13为飞轮盘固定装置；
14为驱动电机；
15为计算机控制终端；
21为步进电机；
22为第一连接轴；
23为第二连接轴。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，本发明提供的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，包括试验台架底座、飞轮盘固定装置，角度调整装置，扭矩施加装置，轴向加载装置以及计算机控制终端；
其中，飞轮盘固定装置，角度调整装置，扭矩施加装置和轴向载荷施加装置均设置在试验台架底座上；
所述角度调整装置设置在所述飞轮盘固定装置的一侧面，所述扭矩施加装置设置在所述飞轮盘固定装置的另一侧面；所述扭矩施加装置和轴向加载装置连接所述计算机控制终端；
所述角度调整装置用于通过调整飞轮盘固定装置的倾斜角度，进而调整安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘的安装角度；所述扭矩施加装置和轴向载荷施加装置用于向安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘加载旋转弯曲和/或拉压载荷。
本发明提供的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，还包括步进电机和第一连接轴；
所述步进电机通过所述第一连接轴连接所述飞轮盘固定装置；所述步进电机连接所述角度调整装置，用于通过调节角度调整装置，进而调整安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘的安装角度，实现飞轮盘在1～10°范围内的倾斜安装。
更为具体地，角度调整装置12被固定在试验台架底座11上，并通过步进电机21产生一定的转动，以实现飞轮盘在固定倾斜角度下的旋转弯曲疲劳测试；角度调整装置12和步进电机21通过连接轴22与飞轮盘固定装置13(含飞轮盘)连接成一体，从而实现飞轮盘倾斜角度的调整。
角度调整装置采用步进电机驱动旋转并采用角度位移计进行定位。
本发明提供的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，还包括驱动电机和第二连接轴；
所述扭矩施加装置、所述轴向加载装置连接所述驱动电机；所述驱动电机驱动所述第二连接轴；所述扭矩施加装置、所述轴向加载装置依次通过所述驱动电机、第二连接轴向安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘加载旋转弯曲和/或拉压载荷。
更为具体地，飞轮盘固定装置通过第二连接轴23与驱动电机14连接。驱动电机14能够产生扭矩实现旋转弯曲疲劳，也能够产生轴向驱动以实现拉压轴向疲劳，并可以同时进行扭矩和轴向驱动实现复合型加载疲劳测试。所有驱动的方法和方式由与驱动电机14连接的计算机控制终端15实现。计算机控制终端15选用合适的方法并输入参数以实现不同的测试功能，通过在计算机控制终端15可在实验过程中同时进行扭矩、旋转次数、轴向载荷、轴向位移，轴向循环次数等参数的采集。
飞轮盘固定装置上设置有多种安装定位孔。飞轮盘固定装置13与飞轮盘可拆卸，并根据不同的飞轮盘尺寸规格进行改装，此外飞轮盘固定装置上加工出的许多连接孔和开孔长槽以实现具有不同定位孔飞轮盘的安装固定。
本发明提供的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统
在进行实验时，首先将本发明提供的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统进行预热。其次将待测飞轮盘固定在飞轮盘固定装置13上，通过步进电机21调节角度调整装置2使得飞轮盘达到指定的倾斜角度，其默认角度为零度，即垂直于轴向加载方向。然后通过计算机终端设置所需进行测试的方法、参数和安全保护措施等，即可启动试验测试，飞轮盘在破坏或达到指定运行次数后停止。
本发明提供的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，可针对任意尺寸规格的飞轮盘产品进行旋转弯曲疲劳测试，轴向疲劳测试，以及旋转弯曲和轴向疲劳复合加载测试。并且通过角度调整装置可对飞轮盘进行倾斜角度的设置，以实现在极端情况下倾斜飞轮盘的相关疲劳性能测试。
此外，本发明提供的试验系统并非只局限于飞轮盘产品的旋转弯曲疲劳测试。通过对飞轮盘固定装置系统的改装和拆卸，可以满足任意在本发明试验系统允许的尺寸规格、载荷施加条件范围内的产品和结构的旋转弯曲疲劳、轴向疲劳以及复合加载疲劳的测试。也可以通过改装将本发明旋转弯曲疲劳测试退化成为普通的标准材料试验件的旋转弯曲疲劳试验装置。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，其特征在于，包括试验台架底座、飞轮盘固定装置，角度调整装置，扭矩施加装置，轴向加载装置以及计算机控制终端；
其中，飞轮盘固定装置，角度调整装置，扭矩施加装置和轴向载荷施加装置均设置在试验台架底座上；
所述角度调整装置设置在所述飞轮盘固定装置的一侧面，所述扭矩施加装置设置在所述飞轮盘固定装置的另一侧面；所述扭矩施加装置和轴向加载装置连接所述计算机控制终端；
所述角度调整装置用于通过调整飞轮盘固定装置的倾斜角度，进而调整安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘的安装角度；所述扭矩施加装置和轴向载荷施加装置用于向安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘加载旋转弯曲和/或轴向拉压载荷。
2.根据权利要求1所述的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，其特征在于，还包括步进电机和第一连接轴；
所述步进电机通过所述第一连接轴连接所述飞轮盘固定装置；所述步进电机连接所述角度调整装置，用于通过调节角度调整装置，进而调整安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘的安装角度，实现飞轮盘在1～10°范围内的倾斜安装。
3.根据权利要求2所述的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，其特征在于，所述角度调整装置采用步进电机驱动旋转并采用角度位移计进行定位。
4.根据权利要求2所述的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，其特征在于，还包括驱动电机和第二连接轴；
所述扭矩施加装置、所述轴向加载装置连接所述驱动电机；所述驱动电机驱动所述第二连接轴；
所述扭矩施加装置、所述轴向加载装置依次通过所述驱动电机、第二连接轴向安装在飞轮盘固定装置上的飞轮盘加载旋转弯曲和/或拉压载荷。
5.根据权利要求2所述的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，其特征在于，飞轮盘固定装置上设置有多种安装定位孔。
6.根据权利要求2所述的飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统，其特征在于，所述计算机控制终端用于飞轮盘的旋转弯曲载荷、旋转次数、轴向拉压载荷、轴向位移以及轴向循环次数的采集。
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