CN109900556B - 一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，包括设在工作台左侧的立柱二，立柱二内穿设有滚珠丝杠一，滚珠丝杠一下端与工作台连接，滚珠丝杠一顶端与电动机一的输出轴连接，电动机一固定在支撑架上，支撑架与立柱二固定，滚珠丝杠一上滑动连接螺母座一，螺母座一上表面对称设置有增力夹持部，增力夹持部与螺母座一铰接，两个增力夹持部的一端设角度调整装置，另一端设与试验件接触的微动加载垫，微动加载垫上设应变片，应变片、电动机一、角度调整装置、动力箱一和动力箱二分别电连接控制器，控制器设在外置的操作台内。本发明结构合理，操作方便，稳定可靠、自动化程度高，工作效率高。

Description

一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置

技术领域

本发明涉及材料疲劳性能试验领域，特别涉及一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置。

背景技术

研究表明，微动能使构件的疲劳寿命降低20％～80％，甚至更低，目前关于微动疲劳的研究虽不少，但均未取得重大突破，主要集中在：微动疲劳损伤机理、裂纹的萌生与扩展、对疲劳寿命的有效控制等方面，对微动疲劳损伤的评价标准也尚未统一，更没有专门的微动疲劳的试验标准及其试验横向加载装置。

目前，在管材或者棒料的微动疲劳过程中，往往在由于微动装置的稳定性及可靠性较差，导致试验结果很不理想，试验结果不能真实反映实际微动疲劳的性能，而且现有的通用的微动疲劳试验加载装置为人工加载施力，施加载荷波动性较大且存在调节困难、工作效率低、劳动强度大等情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，以便解决现有技术中的不足。

本发明的技术方案是：

一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，包括座体及座体上方的工作台，所述工作台后侧设置有立柱一，所述立柱一上设置有位置调整装置一，所述位置调整装置一上滑动连接动力箱一，所述动力箱一内设置有动力装置一，所述动力装置一的输出轴连接有第一装夹装置，所述第一装夹装置的下方设置有第二装夹装置，所述第二装夹装置与动力装置二的输出轴连接，所述动力装置二设置在动力箱二内，所述动力箱二设置在座体内；所述第二装夹装置与第一装夹装置之间设置有试验件，所述试验件的中部设置有加载装置，所述加载装置包括设置在工作台左侧的立柱二，所述立柱二内穿设有滚珠丝杠一，所述滚珠丝杠一的下端通过轴承一与工作台连接，所述滚珠丝杠一的上部通过轴承二与立柱二顶部连接，所述滚珠丝杠一的顶端通过联轴器一与电动机一的输出轴连接，所述电动机一固定在支撑架上，所述支撑架与立柱二固定，所述滚珠丝杠一上滑动连接螺母座一，所述螺母座一上表面通过连接轴铰接增力夹持部，所述增力夹持部有两个，且分别位于螺母座一的一对相对平面上，两个增力夹持部的一端设置有用于调整增力夹持部之间夹角的角度调整装置，两个增力夹持部的另一端设置有与试验件接触的微动加载垫，所述微动加载垫上设置有应变片，所述应变片、电动机一、角度调整装置、动力箱一和动力箱二分别电连接控制器，所述控制器设置在外置的操作台内，所述操作台上设置有显示器和控制开关，所述控制器、显示器均通过控制开关与供电模块电连接。

优选的，所述第一装夹装置和第二装夹装置结构相同，所述第二装夹装置是电动分度头，所述电动分度头前端设置有卡爪。

优选的，两个电动分度头同轴。

优选的，所述位置调整装置一是直线导轨，所述直线导轨的支承件固定在立柱一的前侧面上，所述直线导轨的移动件与动力箱一的后侧面固定。

优选的，所述增力夹持部包括与螺母座一铰接的直段，所述直段一端与斜杆一的一端固定，所述斜杆一的另一端固定微动加载垫，所述直段另一端与斜杆二的一端固定。

优选的，所述角度调整装置包括与螺母座一固定的电动机二，所述电动机二的输出轴通过联轴器二与滚珠丝杠二连接，所述滚珠丝杠二上滑动连接螺母座二，所述螺母座二的一个相对面上分别固定液压缸，所述液压缸的活塞杆杆头上铰接移动块，所述移动块与斜杆二滑动连接。

与现有技术相比，本发明提供的一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置的有益效果是：

1、本发明的结构合理，整体稳定性好。

2、本发明的装置操作方便，稳定可靠、载荷自协调。

3、本发明的自动化程度高，工作效率高。

附图说明

图1为本发明的整体结构的主视图；

图2为本发明的加载装置的局部结构的俯视图。

附图标记说明：

1、座体；2、立柱二；3、滚珠丝杠一；4、增力夹持部；401、斜杆一；402、直段；403、斜杆二；5、移动块；6、螺母座二；7、电动机二；8、连接轴；9、电动机一；10、支撑架；11、立柱一；12、第一装夹装置；13、微动加载垫；14、试验件；15、第二装夹装置；16、螺母座一；17、液压缸；18、滚珠丝杠二；19、动力箱一；20、应变片。

具体实施方式

本发明提供了一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，下面结合图1到图2的结构示意图，对本发明进行说明。

如图1、图2所示，本发明提供的一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，包括座体1及座体1上方的工作台，所述工作台后侧设置有立柱一11，所述立柱一11上设置有位置调整装置一，所述位置调整装置一上滑动连接动力箱一19，所述动力箱一19内设置有动力装置一，所述动力装置一的输出轴连接有第一装夹装置12，所述第一装夹装置12的下方设置有第二装夹装置15，所述第二装夹装置15与动力装置二的输出轴连接，所述动力装置二设置在动力箱二内，所述动力箱二设置在座体1内；所述第二装夹装置15与第一装夹装置12之间设置有试验件14，所述试验件14的中部设置有加载装置，所述加载装置包括设置在工作台左侧的立柱二2，所述立柱二2内穿设有滚珠丝杠一3，所述滚珠丝杠一3的下端通过轴承一与工作台连接，所述滚珠丝杠一3的上部通过轴承二与立柱二2顶部连接，所述滚珠丝杠一3的顶端通过联轴器一与电动机一9的输出轴连接，所述电动机一9固定在支撑架10上，所述支撑架10与立柱二2固定，所述滚珠丝杠一3上滑动连接螺母座一16，所述螺母座一16上表面通过连接轴8铰接增力夹持部4，所述增力夹持部4有两个，且分别位于螺母座一16的一对相对平面上，两个增力夹持部4的一端设置有用于调整增力夹持部4之间夹角的角度调整装置，两个增力夹持部4的另一端设置有与试验件14接触的微动加载垫13，所述微动加载垫13上设置有应变片20，所述应变片20、电动机一9、角度调整装置、动力箱一19和动力箱二分别电连接控制器，所述控制器设置在外置的操作台内，所述操作台上设置有显示器和控制开关，所述控制器、显示器均通过控制开关与供电模块电连接。

作为本实施例的其中一种优选实施例，所述第一装夹装置12和第二装夹装置15结构相同，所述第二装夹装置15是电动分度头，所述电动分度头前端设置有卡爪。

作为本实施例的其中一种优选实施例，两个电动分度头同轴。

作为本实施例的其中一种优选实施例，所述位置调整装置一是直线导轨，所述直线导轨的支承件固定在立柱一11的前侧面上，所述直线导轨的移动件与动力箱一19的后侧面固定。

作为本实施例的其中一种优选实施例，如图2所示，所述增力夹持部4包括与螺母座一16铰接的直段402，所述直段402一端与斜杆一401的一端固定，所述斜杆一401的另一端固定微动加载垫13，所述直段402另一端与斜杆二403的一端固定。

作为本实施例的其中一种优选实施例，所述角度调整装置包括与螺母座一16固定的电动机二7，所述电动机二7的输出轴通过联轴器二与滚珠丝杠二18连接，所述滚珠丝杠二18上滑动连接螺母座二6，所述螺母座二6的一个相对面上分别固定液压缸17，所述液压缸17的活塞杆杆头上铰接移动块5，所述移动块5与斜杆二403滑动连接。

其中，电动分度头可以是连续等分分度头，连续等分分度头是FK15系列连续等分分度头，其采用蜗轮副结构，工作台气压锁紧，工件自动气压夹紧、松开，完成等分和任意角度的圆周分度工作，最小分度角度为0.001度，精度60秒。

本发明提供的一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，使用过程中，将试验件14的两端分别装夹在第一装夹装置12和第二装夹装置15上，然后在试验件14的中段装夹加载装置。

其中，加载装置可以通过滚珠丝杠机构实现上下的移动，实现在试验件上的加载位置的调整。

其中，加载装置包括设置在螺母座一16上表面的两个增力夹持部4，增力夹持部4通过铰接轴与螺母座一16铰接，所述增力夹持部4的一端设置有用于调整增力夹持部4之间夹角的角度调整装置，两个增力夹持部4的另一端设置有夹持端。

其中，夹持端包括设置在增力夹持部4一端与试验件14接触的微动加载垫13，微动加载垫13上设置有应变片20，用于测量加载在试验件上的作用力的大小。

其中，角度调整装置包括与螺母座一16固定连接的微型电动机二7，微型电动机二7的输出轴通过联轴器二与滚珠丝杠二18的一端连接，滚珠丝杠二18上滑动连接螺母座二6，螺母座二6的一个相对面上分别固定液压缸17，液压缸17的长度方向与滚珠丝杠二18中心轴垂直，液压缸17的活塞杆杆头上铰接移动块5，移动块5可以实现在斜杆二403上的滑动。

当液压缸17的活塞杆为定长时，微型电动机二7工作时，带动与之连接的滚珠丝杠二18转动，所述滚珠丝杠二18上滑动连接的螺母座二6即可移动，带动移动块5在斜杆二403上滑动，此时，螺母座二6在滚珠丝杠二18上的位置不一样，则其夹持端的夹角也不一样，施加在试验件上的作用力的大小也不一样。

当液压缸17的活塞杆可以调整时，微型电动机二7工作时，带动与之连接的滚珠丝杠二18转动，所述滚珠丝杠二18上滑动连接的螺母座二6即可移动，带动移动块5在斜杆二403上滑动，此时，若液压缸17的活塞杆长度可以调整，则螺母座二6在滚珠丝杠二18上的位置不一样，则其夹持端的夹角也不一样，施加在试验件上的作用力的大小也不一样。

通过调整液压缸17的活塞杆长度和螺母座二6在滚珠丝杠二18上的位置，即可协调调整施加在试验件上的作用力的大小。

实验中，通过调整角度调整装置的张角的大小，即可对应的调整施加在夹持端的试验件上的作用力的大小，力的大小可以通过应变片20进行测量，并将测量的大小传送给控制器进行处理，通过精确的控制角度调整装置的张角的大小，即可实现精确控制加载在试验件上的作用力的大小，实现精确的力的控制。

本发明提供的一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，与现有技术相比，结构合理，整体稳定性好，操作方便，稳定可靠、载荷自协调，自动化程度高，工作效率高，实用性强，值得推广。

以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，包括座体(1)及座体(1)上方的工作台，所述工作台后侧设置有立柱一(11)，所述立柱一(11)上设置有位置调整装置一，所述位置调整装置一上滑动连接动力箱一(19)，所述动力箱一(19)内设置有动力装置一，所述动力装置一的输出轴连接有第一装夹装置(12)，所述第一装夹装置(12)的下方设置有第二装夹装置(15)，所述第二装夹装置(15)与动力装置二的输出轴连接，所述动力装置二设置在动力箱二内，所述动力箱二设置在座体(1)内；所述第二装夹装置(15)与第一装夹装置(12)之间设置有试验件(14)，其特征在于，所述试验件(14)的中部设置有加载装置，所述加载装置包括设置在工作台左侧的立柱二(2)，所述立柱二(2)内穿设有滚珠丝杠一(3)，所述滚珠丝杠一(3)的下端通过轴承一与工作台连接，所述滚珠丝杠一(3)的上部通过轴承二与立柱二(2)顶部连接，所述滚珠丝杠一(3)的顶端通过联轴器一与电动机一(9)的输出轴连接，所述电动机一(9)固定在支撑架(10)上，所述支撑架(10)与立柱二(2)固定，所述滚珠丝杠一(3)上滑动连接螺母座一(16)，所述螺母座一(16)上表面通过连接轴(8)铰接增力夹持部(4)，所述增力夹持部(4)有两个，且分别位于螺母座一(16)的一对相对平面上，两个增力夹持部(4)的一端设置有用于调整增力夹持部(4)之间夹角的角度调整装置，两个增力夹持部(4)的另一端设置有与试验件(14)接触的微动加载垫(13)，所述微动加载垫(13)上设置有应变片(20)，所述应变片(20)、电动机一(9)、角度调整装置、动力箱一(19)和动力箱二分别电连接控制器，所述控制器设置在外置的操作台内，所述操作台上设置有显示器和控制开关，所述控制器、显示器均通过控制开关与供电模块电连接；

所述增力夹持部(4)包括与螺母座一(16)铰接的直段(402)，所述直段(402)一端与斜杆一(401)的一端固定，所述斜杆一(401)的另一端固定微动加载垫(13)，所述直段(402)另一端与斜杆二(403)的一端固定；

所述角度调整装置包括与螺母座一(16)固定的电动机二(7)，所述电动机二(7)的输出轴通过联轴器二与滚珠丝杠二(18)连接，所述滚珠丝杠二(18)上滑动连接螺母座二(6)，所述螺母座二(6)的一个相对面上分别固定液压缸(17)，所述液压缸(17)的活塞杆杆头上铰接移动块(5)，所述移动块(5)与斜杆二(403)滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，其特征在于，所述第一装夹装置(12)和第二装夹装置(15)结构相同，所述第二装夹装置(15)是电动分度头，所述电动分度头前端设置有卡爪。

3.根据权利要求2所述的一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，其特征在于，两个电动分度头同轴。

4.根据权利要求3所述的一种自协调式微动疲劳试验横向微动加载装置，其特征在于，所述位置调整装置一是直线导轨，所述直线导轨的支承件固定在立柱一(11)的前侧面上，所述直线导轨的移动件与动力箱一(19)的后侧面固定。

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