CN110530744A - 一种用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，属于机械产品寿命试验领域。包括三部分：加载组件、支撑组件、被试件力传感器(11)；对比现有的万能材料试验机，有如下优势：采用卧式加载，被试件自身的重力由工装承担，因此重力不作用在加载方向，进而有利于疲劳加载频率的提高和加载控制精度的提高；由于被试件自身的重力由工装承担，因此允许被试件质量更大，可以拓展疲劳试验的被试对象范围；由于固定工装可以在底板上自由调整，因此允许被试件尺寸更大，尤其适用于作动筒类的轴向尺寸较大的被试件；引入两个力传感器，通过二者的载荷波形对比，可以为直线轴承的寿命预计与到寿更换时机提供依据。

Description

一种用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置
技术领域
本发明涉及一种用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，属于机械产品寿命试验领域。
背景技术
疲劳是机械产品重要的耗损型机理，针对疲劳的寿命试验一直以来也是机械产品耐久性试验的重要种类。
根据传统方法，机械产品的疲劳试验一般采用万能材料试验机。常规的万能材料试验机一般是立式加载的，主要针对尺寸和重量较小的标准材料试样或标准件。其被试件长度受到反力架尺寸的限制，往往无法适应尺寸较大的被试件。同时，立式加载时，被试件自身的重力方向与加载力方向共线，当被试件质量较大时，将影响其加载控制系统的精度。
机械产品的种类繁多，其外形尺寸和重量也相差甚远。某些机械产品，例如作动筒，其长度方向尺寸很大，重量也很大，常规的万能材料试验机一般不能满足其疲劳试验要求。因此，针对某些机械产品的疲劳加载试验装置需要适应这种大尺寸、变尺寸、大重量、不易固定的被试件特性。
发明内容
本发明针对此类被试件，设计了一种新型的用于作动筒类产品的疲劳加载试验装置。
本发明技术方案：一种用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，其结构主要包括三部分：加载组件、支撑组件、被试件力传感器11；所述加载组件包括加载伺服缸3、加载力传感器5、连接头7和关节轴承8；加载伺服缸3与支撑组件的左反力板2连接，关节轴承8安装在支撑组件的支撑连接块6的一端双耳内，被试组件的耳环10装在支撑连接块6另一端双耳内，加载力传感器5的一端安装在加载伺服缸3上，另一端安装在连接头7上，连接头7的另一端与关节轴承8连接，被试件力传感器11一端与被试组件的被试作动筒12连接，另一端与被试组件的耳环10连接，被试作动筒12的另一端与支撑组件的右反力板15固定连接。
所述支撑组件还包括中支撑板4、两个直线轴承13、两个导轨14、右反力板15以及试验台底板16；反力板2、中支撑板4、右反力板15依次固定在试验台底板16上，两个导轨14分别安装在中支撑板4、右反力板15的两侧，直线轴承13在导轨14上承载滑动。
所述加载力的方向平行于水平面，这样便使加载力的方向垂直于被试作动筒12重力卧式疲劳加载试验装置的方向。
所述加载力传感器5安装在加载伺服缸3的活塞头上。
所述加载伺服缸3、被试作动筒12安装在反力板2、右反力板15的中间。
所述左反力板2和右反力板15由固定螺栓1固定于试验台底板16上。
所述关节轴承8通过销子9连接支撑连接块6上，关节轴承8、支撑连接块6与销子9之间采用过盈配合。
所述直线轴承13和支撑连接块6采用过盈配合，紧固连接。
技术效果：
本发明设计了一种全新的用于作动筒的疲劳加载试验装置，对比现有的万能材料试验机，有如下优势：
1.采用卧式加载，被试件自身的重力由工装承担，因此重力不作用在加载方向，进而有利于疲劳加载控制的实现和加载控制精度的提高。
2.由于被试件自身的重力由工装承担，因此允许被试件质量更大，可以拓展疲劳试验的被试对象范围。
3.由于固定工装可以在底板上自由调整，因此允许被试件尺寸更大，尤其适用于作动筒类的轴向尺寸较大的被试件。
4.引入两个力传感器，通过二者的载荷波形对比，可以为直线轴承的寿命预计与到寿更换时机提供依据。
附图说明
图1本发明实施例的结构示意图
1-固定螺栓，2-左反力板，3-加载伺服缸，4-中支撑板，5-加载力传感器，6-支撑连接块，7-连接头，8-关节轴承，9-销子，10-耳环，11-被试件力传感器，12-被试作动筒，13-直线轴承，14-导轨，15-右反力板，16-试验台底板。
具体实施方式
本发明提出了一种卧式疲劳加载试验装置，其结构主要包括三部分：加载组件、支撑组件、和被试组件。
附图1为本发明的结构示意图。图中，固定螺栓1，左反力板2，加载伺服缸3，中支撑板4，加载力传感器5，支撑连接块6，连接头7，关节轴承8，销子9，耳环10，被试件力传感器11，被试作动筒12，直线轴承13，导轨14，右反力板15，试验台底板16。
所述左反力板2和右反力板15由固定螺栓1固定于试验台底板16上，为整个试验装置提供可靠的支撑与固定。
所述加载伺服缸3由固定螺栓固定于左反力板2上，用于为试验装置提供可控的轴向水平加载力。加载伺服缸3的活塞头上连接有加载力传感器5，用于力加载闭环控制系统。
所述连接头7连接加载力传感器5和关节轴承8，用于将加载伺服缸3输出的力传递给右侧支撑部分和被试件。
所述关节轴承8和销子9配合，连接支撑连接块6和连接头7，并可以调整轻微的不对中。销子9和关节轴承8采用过盈配合，有效增加了加载轴向的连接刚度，有利于疲劳加载频率的提高。
所述销子9和支撑连接块6也采用过盈配合，可以增加加载轴向的连接刚度，有利用疲劳加载频率的提高。
所述直线轴承13和支撑连接块6采用过盈配合，紧固连接在一起。直线轴承13与导轨14配合，为被试作动筒12和辅助工装提供垂直方向的支撑，与此同时还能尽可能减小直线轴承13和导轨14之间的摩擦力，有利于伺服加载系统的实现。
所述耳环10连接在被试件力传感器11上，被试件力传感器11连接在被试作动筒12上，三者一起构成被试组件。其中耳环10和被试作动筒12是试验装置的考核对象，被试件力传感器11用于监测施加于被试件上的载荷波形是否满足要求。
所述导轨14安装在中支撑板4和右反力板15上，可以承担被试件的重力作用，并利用与直线轴承13的配合，最大程度减小轴向摩擦力。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面将结合附图1以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例是一种卧式疲劳加载组件，加载力的方向平行于水平面，这样便使加载力的方向垂直于被试作动筒12重力的方向。因此，被试作动筒12自身重力对加载力的影响将转化为直线轴承13和导轨14之间摩擦力对加载力的影响。由于直线轴承13的结构特点和脂润滑的帮助，与加载力共线的摩擦力将会很小，不会对轴向加载控制系统的精度造成显著影响。
本发明实施例的加载组件包括加载伺服缸3、加载力传感器5、连接头7和关节轴承8、耳环10。其中加载力传感器5直接安装在加载伺服缸3的活塞头上，可以最大限度提高力控制系统的精度；关节轴承8可以调节轻微的不对中，提高加载试验装置对安装精度的容错性。
本发明实施例的支撑组件包括中支撑板4、导轨14、直线轴承13、支撑连接块6、左反力板2、右反力板15以及试验台底板16。直线轴承13与导轨14配合在其上承载滑动，因此本装置可适应各种重量的各种被试作动筒，尤其是重量较大的作动筒。
左反力板2、右反力板15由固定螺栓1安装在试验台底板16上，因此左反力板2和右反力板15之间的距离分档可调。此外，加载伺服缸3的活塞头可连续伸出和缩回，因此本装置仅需更改导轨14的长度即可适应各种长度的被试作动筒。
本发明实施例布置有两个力传感器，分别为加载力传感器5和被试件力传感器11，其中加载力传感器5用于加载伺服缸3的伺服加载控制，被试件力传感器11用于监测施加于被试件上的载荷波形是否满足要求。在对中良好的前提下，加载力传感器5和被试件力传感器11的数据做对比，还可以得到直线轴承和导轨间的摩擦力。通过记录摩擦力的变化趋势与绝对值，可以为直线轴承是否到寿的判断提供依据。

Claims (8)

1.一种用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，其特征在于，包括三部分：加载组件、支撑组件、被试件力传感器(11)；所述加载组件包括加载伺服缸(3)、加载力传感器(5)、连接头(7)和关节轴承(8)；加载伺服缸(3)与支撑组件的左反力板(2)连接，关节轴承(8)安装在支撑组件的支撑连接块(6)的一端双耳内，被试组件的耳环(10)装在支撑连接块(6)另一端双耳内，加载力传感器(5)的一端安装在加载伺服缸(3)上，另一端安装在连接头(7)上，连接头(7)的另一端与关节轴承(8)连接，被试件力传感器(11)一端与被试组件的被试作动筒(12)连接，另一端与被试组件的耳环(10)连接，被试作动筒(12)的另一端与支撑组件的右反力板(15)固定连接。
2.如权利要求1所述的用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，其特征在于，所述支撑组件还包括中支撑板(4)、两个直线轴承(13)、两个导轨(14)、右反力板(15)以及试验台底板(16)；反力板(2)、中支撑板(4)、右反力板(15)依次固定在试验台底板(16)上，两个导轨(14)分别安装在中支撑板(4)、右反力板(15)的两侧，直线轴承(13)在导轨(14)上承载滑动。
3.如权利要求1所述的用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，其特征在于，所述被试作动筒(12)的重力方向垂直于加载力方向，加载力方向水平。
4.如权利要求1所述的用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，其特征在于，所述加载力传感器(5)安装在加载伺服缸3的活塞头上。
5.如权利要求1所述的用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，其特征在于，所述加载伺服缸(3)、被试作动筒(12)安装在反力板(2)、右反力板(15)的中间。
6.如权利要求1所述的用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，其特征在于，所述左反力板(2)和右反力板(15)由固定螺栓(1)固定于试验台底板(16)上。
7.如权利要求1所述的用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，其特征在于，所述关节轴承(8)通过销子(9)连接支撑连接块(6)上，关节轴承(8)、支撑连接块(6)与销子(9)之间采用过盈配合。
8.如权利要求1所述的用于作动筒的卧式疲劳加载试验装置，其特征在于，所述直线轴承(13)和支撑连接块(6)采用过盈配合，紧固连接。
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