CN111537347A - 疲劳损伤检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种疲劳损伤检测装置，包括机架以及安装于所述机架上的上夹具和下夹具，所述上夹具包括上夹具座以及安装于上夹具座内上夹块、上活动座和上电磁铁块，所述下夹具包括下夹具座以及安装于下夹具座内的下夹块、下活动座和下电磁铁块，金属条的两端吸附在上电磁铁块和下电磁铁块之间，通过移动上电磁铁块可对金属条进行调节对中，金属条对中后，提升提升上夹具，以通过上电磁铁块和下电磁铁块驱动上夹块和下夹块分别夹紧金属条的两端，然后即可对金属条进行拉伸疲劳损伤试验。本发明实现了金属条的自动对中，省去了人工对中的麻烦，避免了人为误差，对中更准确性。

Description

疲劳损伤检测装置
技术领域
本发明涉及疲劳损伤检测技术领域，具体涉及一种疲劳损伤检测装置。
背景技术
结构疲劳损伤，是指由于重复荷载作用而引起的结构材料性能衰减的过程，也就是通常所说的疲劳裂纹的发生、发展、形成宏观裂纹、发生破坏的全过程。
疲劳破坏是当下机械零件破坏的主要形式，因此，对机械结构进行疲劳损伤试验和检测时非常有必要的。疲劳损伤试验主要是通过金属材料实验测定金属材料的σ-1，绘制材料的S-N曲线，进而观察疲劳破坏现象和断口特征，进而学会对称循环下测定金属材料疲劳极限。
在进行金属条的拉伸疲劳损伤试验检测时，需要将金属条夹在上下两个夹具之间，夹持金属条时，需要注意金属条与夹具的对中，以确保金属条处于拉伸设备的中心线位置，若在安装金属条时出现对中偏差，拉伸时，金属条会出现偏心拉力，影响检测的准确性。
目前在安装金属条时，金属条的对中一般通过人工完成，人工对中金属条不仅操作麻烦，而且存在人为误差，导致检测的结果存在偏差。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种疲劳损伤检测装置，以实现金属条的自动对中，省去人工对中的麻烦，避免人为误差，对中更准确性。
本发明提供了一种疲劳损伤检测装置，包括机架以及安装于所述机架上的上夹具和下夹具；所述上夹具包括上夹具座、上夹块、上活动座和上电磁铁块，所述上夹具座的下部设有上宽下窄的上楔形夹口，两块所述上夹块左右对称设于所述上楔形夹口内，且上夹块的外侧呈与所述上楔形夹口的侧壁适配的斜面，所述上夹具座的上部设有与所述上楔形夹口连通的上安装槽，所述上活动座设于所述上安装槽内，且上活动座的上侧与上安装槽的顶部之间通过上弹性连接件相连，所述上活动座的上侧设有上导向杆，所述上安装槽的顶部设置有上导向孔，所述上导向孔的内壁的前后侧设有压力感应片，所述上导向杆适配于所述上导向孔内并与所述压力感应片接触，所述上活动座的底部左右对称设有上滑轨，两块所述上夹块的上端分别安装于对应的一个所述上滑轨，所述上活动座的底部位于两个上滑轨之间设置有沿前后方向延伸的上滑槽，所述上电磁铁块滑动安装于所述上滑槽内，所述上活动座上还设置有用于驱动所述上电磁铁块沿上滑槽滑移的电磁铁块驱动机构；所述下夹具包括下夹具座、下夹块、下活动座和下电磁铁块，所述下夹具座的上部设有下宽上窄的下楔形夹口，两块所述下夹块左右对称设于所述下楔形夹口内，且下夹块的外侧呈与所述下楔形夹口的侧壁适配的斜面，所述下夹具座的下部设有与所述下楔形夹口连通的下安装槽，所述下活动座设于所述下安装槽内，且下活动座的下侧与下安装槽的底部之间通过下弹性连接件相连，所述下活动座的顶部左右对称设有下滑轨，两块所述下夹块的下端分别安装于对应的一个所述下滑轨，所述下电磁铁块固定于所述下活动座的顶部位于两个下滑轨之间。
进一步地，所述上弹性连接件为套在所述上导向杆上，并连接于上活动座的上侧和上安装槽的顶部之间的第一拉簧。
进一步地，两个所述上滑轨的外侧均设置有上支撑座，所述上支撑座与对应侧的上夹块之间设置有第二拉簧。
进一步地，所述电磁铁块驱动机构包括对称设于上活动座前后端的气动杆，两个所述气动杆的输出轴分别与所述上电磁铁块相连。
进一步地，所述下活动座的下侧设有下导向杆，所述下安装槽的底部设置有下导向孔。
进一步地，所述下弹性连接件为套在所述下导向杆上，并连接于下活动座的下侧和下安装槽的底部之间的第三拉簧。
进一步地，两个所述下滑轨的外侧均设置有下支撑座，所述下支撑座与对应侧的下夹块之间设置有第三拉簧。
进一步地，所述机架包括底座以及设于所述底座上方的上横梁，所述下夹具座固定于所述底座上，所述上夹具座的上方通过引伸主轴连接有拉力传感器，所述拉力传感器的上方连接有作动器，所述作动器固定于所述上横梁上。
进一步地，所述底座的两侧均固定有导向立柱和升降油缸，所述导向立柱穿过所述上横梁，所述升降油缸的输出端与所述上横梁相连。
进一步地，所述上横梁上设有用于将所述导向立柱与上横梁锁死的锁紧器。
本发明的有益效果体现在：上述装置用于金属条的拉伸疲劳损伤试验检测，安装待检测的金属条时，上电磁铁块通电，将金属条的上端插入两块上夹块之间，并使得金属条的上端垂直吸附在上电磁铁块下，若此时金属条未对中，则金属条的重心不在上夹具的中心上，此时在金属条的重力作用下，上导向杆会有倾斜的趋势，而对导向孔内不同位置的压力感应片产生的压力不同，这时控制电磁铁块驱动机构驱动上电磁铁块滑动，直至上导向孔内不同位置的压力感应片产生的压力趋近，则说明此时已将金属条的中心调节到与上夹具的中心重合的位置，从而实现金属条的自动对中，省去了人工对中的麻烦，避免了人为误差，对中更准确性。
金属条对中完成后，下电磁铁块通电，下放上夹具，使得金属条的下端插入两块下夹板之间，直至金属条的下端吸附在下电磁铁块，然后再缓慢提升上夹具，由于金属条吸附连接在上电磁铁块和下电磁铁块之间，提升上夹具的过程中，金属条的上端向下拉动上活动座，上活动座向下挤压两块上夹块，在上楔形夹口的作用下，两块上夹块向中间挤压并夹紧金属条的上端，同时，金属条的下端向上拉动下活动座，下活动座向上挤压两块下夹块，在下楔形夹口的作用下，两块下夹块向中间挤压并夹紧金属条的下端，然后即可对金属条进行拉伸疲劳损伤试验，试验完成后，上电磁铁块和下电磁铁块断电，上电磁铁块在上弹性连接件的作用下回位，下电磁铁块在下弹性连接件的作用下回位，即可轻易将金属条的拆离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的上夹具的结构示意图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为本发明实施例的下夹具的结构示意图。
附图中：10-机架；11-底座；12-上横梁；13-导向立柱；14-升降油缸；
15-锁紧器；20-上夹具；21-上夹具座；211-上楔形夹口；212-上安装槽；
213-上导向孔；214-压力感应片；22-上夹块；23-上活动座；231-上导向杆；
232-上滑轨；233-上滑槽；234-电磁铁块驱动机构；235-上支撑座；236-第二拉簧；24-上电磁铁块；25-上弹性连接件；30-下夹具；31-下夹具座；
311-下楔形夹口；312-下安装槽；313-下导向孔；32-下夹块；33-下活动座；
331-下滑轨；332-下导向杆；333-下支撑座；334-第三拉簧；34-下电磁铁块；35-下弹性连接件；40-拉力传感器；50-作动器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1-图4所示，本发明实施例提供了一种疲劳损伤检测装置，包括机架10以及安装于机架10上的上夹具20和下夹具30，待检测的金属条夹在上夹具20和下夹具30之间。
参照图1，机架10包括底座11以及设于底座11上方的上横梁12，下夹具座31固定于底座11上，上夹具座21的上方通过引伸主轴连接有拉力传感器40，拉力传感器40用于检测拉伸的拉力，拉力传感器40的上方连接有作动器50，作动器50固定于上横梁12上，本实施例的作动器50采用电液伺服的原理工作，依靠液压作动缸的往复运动施加载荷。
优选地，底座11的两侧均固定有导向立柱13和升降油缸14，导向立柱13穿过上横梁12，升降油缸14的输出端与上横梁12相连，这样可通过升降油缸14驱动上横梁12升降，以便于在安装金属条时调整上夹具20和下夹具30之间的相对位置。
更优地，上横梁12上设有用于将导向立柱13与上横梁12锁死的锁紧器15，以在拉伸金属条时通过锁紧器15将上横梁12锁死在导向立柱13上，本实施例的锁紧器15可采用手动锁紧器15或油压锁紧器15。
参照图2和图3，上夹具20包括上夹具座21、上夹块22、上活动座23和上电磁铁块24，上夹具座21的下部设有上宽下窄的上楔形夹口211，两块上夹块22左右对称设于上楔形夹口211内，且上夹块22的外侧呈与上楔形夹口211的侧壁适配的斜面。上夹具座21的上部设有与上楔形夹口211连通的上安装槽212，上活动座23设于上安装槽212内，且上活动座23的上侧与上安装槽212的顶部之间通过上弹性连接件25相连，上活动座23的上侧设有上导向杆231，上安装槽212的顶部设置有上导向孔213，上导向孔213的内壁的前后侧设有压力感应片214，上导向杆231适配于上导向孔213内并与压力感应片214接触。在本实施例中，上弹性连接件25为套在上导向杆231上，并连接于上活动座23的上侧和上安装槽212的顶部之间的第一拉簧，这样能够确保第一拉簧对上活动座23的拉力位于上夹具20的中心。上活动座23的底部左右对称设有上滑轨232，两块上夹块22的上端分别安装于对应的一个上滑轨232，上活动座23的底部位于两个上滑轨232之间设置有沿前后方向延伸的上滑槽233，上电磁铁块24滑动安装于上滑槽233内，上活动座23上还设置有用于驱动上电磁铁块24沿上滑槽233滑移的电磁铁块驱动机构234。在本实施例中，电磁铁块驱动机构234包括对称设于上活动座23前后端的气动杆，两个气动杆的输出轴分别与上电磁铁块24相连，在上活动座23两端对称设置气动杆的目的是为了使上活动座23保持平衡。
参照图4，下夹具30包括下夹具座31、下夹块32、下活动座33和下电磁铁块34，下夹具座31的上部设有下宽上窄的下楔形夹口311，两块下夹块32左右对称设于下楔形夹口311内，且下夹块32的外侧呈与下楔形夹口311的侧壁适配的斜面。下夹具座31的下部设有与下楔形夹口311连通的下安装槽312，下活动座33设于下安装槽312内，且下活动座33的下侧与下安装槽312的底部之间通过下弹性连接件35相连。
在本实施例中，下活动座33的下侧设有下导向杆332，下安装槽312的底部设置有下导向孔313，通过下导向杆332与下导向孔313之间的导向作用，提高了下活动座33上下活动的稳定性。更优地，下弹性连接件35为套在下导向杆332上，并连接于下活动座33的下侧和下安装槽312的底部之间的第三拉簧334，这样能够确保第三拉簧334对下活动座33的拉力位于下夹具30的中心。下活动座33的顶部左右对称设有下滑轨331，两块下夹块32的下端分别安装于对应的一个下滑轨331，下电磁铁块34固定于下活动座33的顶部位于两个下滑轨331之间。
上述装置用于金属条的拉伸疲劳损伤试验检测，安装待检测的金属条时，上电磁铁块24通电，将金属条的上端插入两块上夹块22之间，并使得金属条的上端垂直吸附在上电磁铁块24下，若此时金属条未对中，则金属条的重心不在上夹具20的中心上，此时在金属条的重力作用下，上导向杆231会有倾斜的趋势，而对导向孔内不同位置的压力感应片214产生的压力不同，这时控制电磁铁块驱动机构234驱动上电磁铁块24滑动，直至上导向孔213内不同位置的压力感应片214产生的压力趋近，则说明此时已将金属条的中心调节到与上夹具20的中心重合的位置，从而实现金属条的自动对中，省去了人工对中的麻烦，避免了人为误差，对中更准确性。
金属条对中完成后，下电磁铁块34通电，下放上夹具20，使得金属条的下端插入两块下夹板之间，直至金属条的下端吸附在下电磁铁块34，然后再缓慢提升上夹具20，由于金属条吸附连接在上电磁铁块24和下电磁铁块34之间，提升上夹具20的过程中，金属条的上端向下拉动上活动座23，上活动座23向下挤压两块上夹块22，在上楔形夹口211的作用下，两块上夹块22向中间挤压并夹紧金属条的上端，同时，金属条的下端向上拉动下活动座33，下活动座33向上挤压两块下夹块32，在下楔形夹口311的作用下，两块下夹块32向中间挤压并夹紧金属条的下端，然后即可对金属条进行拉伸疲劳损伤试验，试验完成后，上电磁铁块24和下电磁铁块34断电，上电磁铁块24在上弹性连接件25的作用下回位，下电磁铁块34在下弹性连接件35的作用下回位，即可轻易将金属条的拆离。
此外，两个上滑轨232的外侧均设置有上支撑座235，上支撑座235与对应侧的上夹块22之间设置有第二拉簧236，当上活动座23在上弹性连接件25的作用下回位后，第二拉簧236会向外拉动两个上夹块22，使得两个上夹块22自动分开。同样地，两个下滑轨331的外侧均设置有下支撑座333，下支撑座333与对应侧的下夹块32之间设置有第三拉簧334当下活动座33在下弹性连接件35的作用下回位后，第三拉簧334会向外拉动两个下夹块32，使得两个下夹块32自动分开。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种疲劳损伤检测装置，包括机架以及安装于所述机架上的上夹具和下夹具，其特征在于：
所述上夹具包括上夹具座、上夹块、上活动座和上电磁铁块，所述上夹具座的下部设有上宽下窄的上楔形夹口，两块所述上夹块左右对称设于所述上楔形夹口内，且上夹块的外侧呈与所述上楔形夹口的侧壁适配的斜面，所述上夹具座的上部设有与所述上楔形夹口连通的上安装槽，所述上活动座设于所述上安装槽内，且上活动座的上侧与上安装槽的顶部之间通过上弹性连接件相连，所述上活动座的上侧设有上导向杆，所述上安装槽的顶部设置有上导向孔，所述上导向孔的内壁的前后侧设有压力感应片，所述上导向杆适配于所述上导向孔内并与所述压力感应片接触，所述上活动座的底部左右对称设有上滑轨，两块所述上夹块的上端分别安装于对应的一个所述上滑轨，所述上活动座的底部位于两个上滑轨之间设置有沿前后方向延伸的上滑槽，所述上电磁铁块滑动安装于所述上滑槽内，所述上活动座上还设置有用于驱动所述上电磁铁块沿上滑槽滑移的电磁铁块驱动机构；
所述下夹具包括下夹具座、下夹块、下活动座和下电磁铁块，所述下夹具座的上部设有下宽上窄的下楔形夹口，两块所述下夹块左右对称设于所述下楔形夹口内，且下夹块的外侧呈与所述下楔形夹口的侧壁适配的斜面，所述下夹具座的下部设有与所述下楔形夹口连通的下安装槽，所述下活动座设于所述下安装槽内，且下活动座的下侧与下安装槽的底部之间通过下弹性连接件相连，所述下活动座的顶部左右对称设有下滑轨，两块所述下夹块的下端分别安装于对应的一个所述下滑轨，所述下电磁铁块固定于所述下活动座的顶部位于两个下滑轨之间。
2.根据权利要求1所述的疲劳损伤检测装置，其特征在于：所述上弹性连接件为套在所述上导向杆上，并连接于上活动座的上侧和上安装槽的顶部之间的第一拉簧。
3.根据权利要求1所述的疲劳损伤检测装置，其特征在于：两个所述上滑轨的外侧均设置有上支撑座，所述上支撑座与对应侧的上夹块之间设置有第二拉簧。
4.根据权利要求1所述的疲劳损伤检测装置，其特征在于：所述电磁铁块驱动机构包括对称设于上活动座前后端的气动杆，两个所述气动杆的输出轴分别与所述上电磁铁块相连。
5.根据权利要求1所述的疲劳损伤检测装置，其特征在于：所述下活动座的下侧设有下导向杆，所述下安装槽的底部设置有下导向孔。
6.根据权利要求5所述的疲劳损伤检测装置，其特征在于：所述下弹性连接件为套在所述下导向杆上，并连接于下活动座的下侧和下安装槽的底部之间的第三拉簧。
7.根据权利要求1所述的疲劳损伤检测装置，其特征在于：两个所述下滑轨的外侧均设置有下支撑座，所述下支撑座与对应侧的下夹块之间设置有第三拉簧。
8.根据权利要求1-7任一项所述的疲劳损伤检测装置，其特征在于：所述机架包括底座以及设于所述底座上方的上横梁，所述下夹具座固定于所述底座上，所述上夹具座的上方通过引伸主轴连接有拉力传感器，所述拉力传感器的上方连接有作动器，所述作动器固定于所述上横梁上。
9.根据权利要求8所述的疲劳损伤检测装置，其特征在于：所述底座的两侧均固定有导向立柱和升降油缸，所述导向立柱穿过所述上横梁，所述升降油缸的输出端与所述上横梁相连。
10.根据权利要求9所述的疲劳损伤检测装置，其特征在于：所述上横梁上设有用于将所述导向立柱与上横梁锁死的锁紧器。
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