CN108627333A - 疲劳试验电磁激振加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于齿轮的疲劳试验等技术领域，具体涉及一种疲劳试验电磁激振加载装置。该疲劳试验电磁激振加载装置包括底座、涡轮箱、平衡铁、电磁铁、试验台，所述涡轮箱设置于所述底座上，所述涡轮箱的上端连接所述平衡铁，所述涡轮箱用于调节所述平衡铁的高度，所述平衡铁的上端设置有所述电磁铁，所述电磁铁的上方设置所述试验台，所述试验台与所述电磁铁之间设有磁隙调节装置，所述涡轮箱内设置有滚珠丝杆、步进电机；所述滚珠丝杆的下端连接涡轮箱，上端连接所述平衡铁，所述步进电机驱动所述滚珠丝杆伸缩运动以调节平衡铁的高度。

Description

疲劳试验电磁激振加载装置

技术领域

本发明属于齿轮的疲劳试验等技术领域，具体涉及一种疲劳试验电磁激振加载装置。

背景技术

随着机械工业的发展和科研水平的不断提高，对机械产品的实验和检测手段不断提出了更高的要求。

在齿轮设计中，特别是对于在可靠性方面要求比较高的齿轮，依据可靠性理论对安全系数进行的评估的结果几乎完全无法反映齿轮的可靠性水平。因此，通常需要对齿轮进行疲劳试验，以检验齿轮的可靠性和耐久性，尤其是。

齿轮、金属材料及其构件的疲劳试验，需要测定齿轮、金属材料及其构件在拉、压或拉压交变载荷下的疲劳特性，断裂力学，裂纹扩展速率等的试验和检测。在配备相应的夹具时，夹具能够进行齿轮寿命试验、棒状试样拉压疲劳、板状试样拉压疲劳、三点/四点弯曲疲劳。

因此，如何对齿轮、金属材料及其构件等试件进行动态载荷的加载，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，提出了一种疲劳试验电磁激振加载装置，其可以改善所述现有技术存在的问题。

为实现本发明的目的而提供了一种疲劳试验电磁激振加载装置，包括底座、涡轮箱、平衡铁、电磁铁、试验台，所述涡轮箱设置于所述底座上，所述涡轮箱的上端连接所述平衡铁，所述涡轮箱用于调节所述平衡铁的高度，所述平衡铁的上端设置有所述电磁铁，所述电磁铁的上方设置所述试验台，所述试验台与所述电磁铁之间设有磁隙调节装置，所述涡轮箱内设置有滚珠丝杆、步进电机；所述滚珠丝杆的下端连接涡轮箱，上端连接所述平衡铁，所述步进电机驱动所述滚珠丝杆伸缩运动以调节平衡铁的高度。

优选的，所述步进电机与所述滚珠丝杆的连接处设有油杯。

优选的，还包括用于调节共振频率的调频砝码，所述调频砝码对称设于所述电磁铁的两侧。

优选的，所述调频砝码的下方设有用于支撑多余调频砝码的砝码托盘。

优选的，还包括用于穿过所述调频砝码的螺钉。

优选的，所述磁隙调节装置包括涡轮和蜗杆，所述涡轮和所述蜗杆啮合。

优选的，所述底座通过底座弹簧固定在水泥地基础上。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的疲劳试验电磁激振加载装置，其通过负荷驱动基于电磁共振，通过动态载荷叠加在静态载荷上，给试件施加应力，动态载荷使得试件具有固定频率，损耗能量非常小，启振容易，可以实现电气化系统自动查找共振点无须任何调整；试验加载无磨损，设备维护简单；加载的频率高，试验周期短，大大节约了试验时间。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的疲劳试验电磁激振加载装置的结构示意图；

图2为图1中疲劳试验电磁激振加载装置的振动工作原理图；

其中，附图标记说明：

底座弹簧1、底座2、涡轮箱3、滚珠丝杆4、行程开关5、导向柱6、步进电机7、油杯8、螺母9、平衡铁10、电磁铁11、按钮盒12、砝码托盘13、调频砝码14、螺钉15、涡轮16、蜗杆17、试验台18、下夹头19、试件20、上夹头21、连接杆22、力传感器23、横梁24、大弓形弹簧25。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请参考图1-图2，图1为本发明实施方式提供的疲劳试验电磁激振加载装置的结构示意图；图2为图1中疲劳试验电磁激振加载装置的振动工作原理图。

如图1-图2所示，本发明提供一种疲劳试验电磁激振加载装置包括底座2、涡轮箱3、平衡铁10、电磁铁11、试验台18，所述涡轮箱3设置于所述底座2上，所述涡轮箱3的上端连接所述平衡铁10，所述涡轮箱3用于调节所述平衡铁10的高度，所述平衡铁10的上端设置有所述电磁铁11，所述电磁铁11的上方设置所述试验台18，所述试验台18与所述电磁铁11之间设有磁隙调节装置。所述涡轮箱3内设置有滚珠丝杆4、步进电机7；所述滚珠丝杆4的下端连接涡轮箱3，上端连接所述平衡铁10，所述步进电机7驱动所述滚珠丝杆4伸缩运动以调节平衡铁10的高度。通过步进电机7驱动滚珠丝杆4进行伸缩运动，以调节平衡铁10的高度，可以实现平衡铁10高度的无级调速。

如图2所示，本发明提供的疲劳试验电磁激振加载装置采用非接触的载荷加载方式，直接利用电磁力作为激振力，其中，基座质量m1，主要质量m2，激振质量m3，附加质量(调频砝码14质量)m4，支撑弹簧,K1，主振弹簧K2，试件K3，激振振动弹簧K4。

本发明提供的疲劳试验电磁激振加载装置，负荷驱动基于电磁共振，通过动态载荷叠加在静态载荷上，给试件20施加应力，动态载荷使得试件20具有固定频率，损耗能量非常小，启振容易，可以实现电气化系统自动查找共振点无须任何调整；试验加载无磨损，设备维护简单；加载的频率高，试验周期短，大大节约了试验时间。

具体的方案中，滚珠丝杆4的上端套装有螺母9，通过专门的扳手可以调整螺母9与滚珠丝杆4之间的间隙。

优选的方案中，所述步进电机7与所述滚珠丝杆4的连接处设有油杯8，通过油杯8可以对滚珠丝杆4添加润滑油，对滚珠丝杆4进行润滑。

优选的方案中，还包括用于调节共振频率的调频砝码14，所述调频砝码14对称设于所述电磁铁11的两侧。调频砝码14为对称加载，调频砝码14通过大弓形弹簧25连接在试验台18与电磁铁11之间的主丝杆上，由调频砝码14与大弓形弹簧25构成励磁系统，通过改变调频砝码14的数量可以改变运行频率。

优选的方案中，所述调频砝码14的下方设有用于支撑多余调频砝码14的砝码托盘13。多余的调频砝码14可以放置在砝码托盘13上。

优选的方案中，还包括用于穿过所述调频砝码14的螺钉15。为了便于放置调频砝码14，调频砝码14可以穿过所述螺钉15，可以根据调频砝码14的数量选择不同长度的螺钉15。

优选的方案中，所述磁隙调节装置包括涡轮16和蜗杆17，所述涡轮16和所述蜗杆17啮合，所述涡轮16连接试验台18与电磁铁11之间的主丝杆，可以通过专门的手柄转动蜗杆17，进而通过旋转涡轮16调整主丝杆的长度，以调整磁铁气隙。

优选的方案中，所述横梁24与所述底座2之间设有侧立柱，所述侧立柱用于支撑所述横梁24。

进一步的方案中，所述侧立柱的预设位置设有接近开关，所述接近开关用于检测所述试验台18是否抵达预设位置，若所述试验台18抵达预设位置，则控制减少所述电磁铁11的供电电流或者终端所述供电电流。可以实现机械限位保护或出现负荷超过满量程的110％或过压欠压、过电流、通信错误等异常情况时，以实现强制保护。

优选的方案中，所述侧立柱上设有按钮盒12，所述按钮盒12用于接收手动控制信号，以控制所述步进电机7动作。

优选的方案中，所述连接杆22与所述横梁24之间设有力传感器23，通过力传感器23可以检测所述试件20所承受的拉力或压力。

优选的方案中，所述底座2通过底座2弹簧1固定在水泥地基础上。

优选的方案中，所述底座2上位于所述涡轮箱3两侧设有导向柱6，所述涡轮箱3的两侧与所述导向柱6贴合，所述涡轮箱3沿所述导向柱6上下运动。导向柱6起到导向和限位的作用。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种疲劳试验电磁激振加载装置，其特征在于，包括底座、涡轮箱、平衡铁、电磁铁、试验台，所述涡轮箱设置于所述底座上，所述涡轮箱的上端连接所述平衡铁，所述涡轮箱用于调节所述平衡铁的高度，所述平衡铁的上端设置有所述电磁铁，所述电磁铁的上方设置所述试验台，所述试验台与所述电磁铁之间设有磁隙调节装置，所述涡轮箱内设置有滚珠丝杆、步进电机；所述滚珠丝杆的下端连接涡轮箱，上端连接所述平衡铁，所述步进电机驱动所述滚珠丝杆伸缩运动以调节平衡铁的高度。

2.根据权利要求1所述的疲劳试验电磁激振加载装置，其特征在于，所述步进电机与所述滚珠丝杆的连接处设有油杯。

3.根据权利要求2所述的疲劳试验电磁激振加载装置，其特征在于，还包括用于调节共振频率的调频砝码，所述调频砝码对称设于所述电磁铁的两侧。

4.根据权利要求3所述的疲劳试验电磁激振加载装置，其特征在于，所述调频砝码的下方设有用于支撑多余调频砝码的砝码托盘。

5.根据权利要求2所述的疲劳试验电磁激振加载装置，其特征在于，还包括用于穿过所述调频砝码的螺钉。

6.根据权利要求1所述的疲劳试验电磁激振加载装置，其特征在于，所述磁隙调节装置包括涡轮和蜗杆，所述涡轮和所述蜗杆啮合。

7.根据权利要求1所述的疲劳试验电磁激振加载装置，其特征在于，所述底座通过底座弹簧固定在水泥地基础上。