CN111623943A - 一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置 - Google Patents

一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，包括振动测试平台，所述振动测试平台底面的四个端角均固定设有短柱，所述短柱的下方固定连接有可替换式弹簧组件，所述可替换式弹簧组件的底端固定连接有长支撑柱，其中两个所述长支撑柱之间固定连接有一电机支撑连接板，另外两个所述长支撑柱之间固定连接有一轴套连接板，所述电机支撑连接板外表面的中间位置固定安装有步进电机，所述步进电机的顶端通过联轴器固定安装有位于振动测试平台下方的长套轴，所述长套轴的顶端贯穿轴套连接板且与轴套连接板通过滚子轴承连接。本发明可以同时进行产品的振动测试和对产品的弯曲疲劳测试，整体机械性调节方便。

Description

一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置
技术领域
本发明涉及疲劳试验机技术领域，具体为一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置。
背景技术
随着社会经济的快速发展，对于电子设备的振动测试或材料的疲劳试验测试应用越来越多，疲劳试验机，是一种主要用于测定金属及其合金材料在室温状态下的拉伸、压缩或拉、压交变负荷的疲劳性能试验的机器，疲劳试验机特点是可以实现高负荷、高频率、低消耗，从而缩短试验时间，降低试验费用，疲劳试验机用于进行测定金属、合金材料及其构件在室温状态下的拉伸、压缩或拉压交变负荷的疲劳特性、疲劳寿命、预制裂纹及裂纹扩展试验。
但是，现有的产品的振动台测试装置和疲劳测试装置是两种独立的设备，两者之间都是采用了自己独立的动力源，结构简单，传统的疲劳测试机并不能进行振动测试；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，以解决上述背景技术中提出的现有的产品的振动台测试装置和疲劳测试装置是两种独立的设备，两者之间都是采用了自己独立的动力源，结构简单，传统的疲劳测试机并不能进行振动测试等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，包括振动测试平台，所述振动测试平台底面的四个端角均固定设有短柱，所述短柱的下方固定连接有可替换式弹簧组件，所述可替换式弹簧组件的底端固定连接有长支撑柱，其中两个所述长支撑柱之间固定连接有一电机支撑连接板，另外两个所述长支撑柱之间固定连接有一轴套连接板，所述电机支撑连接板外表面的中间位置固定安装有步进电机，所述步进电机的顶端通过联轴器固定安装有位于振动测试平台下方的长套轴，所述长套轴的顶端贯穿轴套连接板且与轴套连接板通过滚子轴承连接；
所述长套轴的外表面靠近电机支撑连接板和靠近的位置均固定设有固定连接块，所述固定连接块的顶端通过螺栓固定连接有长顶块；
所述轴套连接板的外侧设有弯曲疲劳测试装置壳，所述弯曲疲劳测试装置壳的两侧与轴套连接板的外表面之间通过连接排杆固定连接，所述弯曲疲劳测试装置壳的中间位置通过滚子轴承贯穿连接有一个水平放置的粗轴，所述粗轴与长套轴位于同一轴线，所述粗轴的一端设有圆柱槽，且圆柱槽的顶端对称设有两个四分之一弧形卡板，所述粗轴的另一端固定安装有位于弯曲疲劳测试装置壳后端面的圆盘；
所述圆盘的表面设有一条形插槽，所述条形插槽的内侧固定安装有一限位滑块，所述限位滑块的顶端固定设有短连接轴，所述短连接轴的外侧活动连接有一连杆，所述连杆的顶端与横滑臂通过短轴活动连接。
优选的，所述弯曲疲劳测试装置壳的上端面固定设有工作台面，所述工作台面上端面的后侧边对称安装有两个滑轨臂，两个所述滑轨臂的内侧固定安装有两个导向杆，两个所述滑轨臂之间连接有一个横滑臂。
优选的，所述横滑臂的两端设有位于滑轨臂的内壁的滚轮，所述横滑臂的前侧活动连接有一直角连接板，所述直角连接板的表面设有条形通孔，所述条形通孔与横滑臂的前端面通过两个螺栓固定，所述直角连接板的底面固定安装有上气动夹爪，所述工作台面的上表面设有一方凹槽，所述方凹槽的内部固定安装有下气动夹爪。
优选的，所述长套轴的顶端活动插接有一连接轴，所述连接轴的内侧端设有固定通孔，所述长套轴外表面靠近顶端的位置设有档位孔A和档位孔B，所述档位孔A和固定通孔通过一轴销贯穿固定连接，所述连接轴的顶端外侧边对称设有两个弧形连接板，所述连接轴的外表面均匀固定设有四个拉手。
优选的，所述振动测试平台下方的两侧均设有护栏杆，且护栏杆的两端均固定连接在长支撑柱的外表面。
优选的，所述护栏杆的中间位置通过合页连接有挡门。
优选的，所述长顶块的长度可选用0.5m、0.6m或0.7m。
优选的，所述短柱的底端设有上T槽，所述可替换式弹簧组件的顶端设有下T槽，所述可替换式弹簧组件包括压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端均固定安装有T型插接块，所述压缩弹簧顶端的T型插接块卡入所述上T槽的内侧，所述压缩弹簧底端的T型插接块卡入所述下T槽的内侧，所述上T槽和下T槽与对应的T型插接块通过螺钉固定。
优选的，所述长支撑柱的底端设有加大圆盘，所述弯曲疲劳测试装置壳底面的四个端角均固定安装有支撑脚。
优选的，所述加大圆盘与支撑脚的底面均固定设有防滑减震胶垫。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过长套轴的外表面靠近电机支撑连接板和靠近轴套连接板的位置均固定设有固定连接块，固定连接块的顶端通过螺栓固定连接有长顶块，可以在长套轴转动情况下，使得两个长顶块交替顶动振动测试平台的底面，振动测试平台因四个压缩弹簧复位产生振动，通过调节步进电机的转速，结合替换不同长度的长顶块和拥有不同弹力的压缩弹簧的可替换式弹簧组件可以从而使得振动测试平台可以具有不同的振动强度和频率；
2、本发明通过拔掉轴销，再将连接轴的固定通孔与档位孔B对齐，插上轴销贯穿档位孔B和固定通孔固定，同时连接轴顶端的弧形连接板插入粗轴的圆柱槽，将连接轴顶端的弧形连接板与粗轴的四分之一弧形卡板通过螺栓固定连接，从而使长套轴能带动粗轴转动；
3、本发明通过粗轴带动圆盘转动，圆盘、连杆和横滑臂构成曲柄连杆机构，伴随着圆盘的转动带动横滑臂沿着导向杆和滑轨臂做上下往复运动，从而带动夹持在下气动夹爪和上气动夹爪之间的材料进行弯曲疲劳测试，通过调节固定限位滑块在条形插槽的位置从而调节连杆底端与圆盘轴心之间的距离，从而调节横滑臂的往复运动幅度，可方便达到疲劳测试幅度的调节，整体可以同时进行振动测试和弯曲疲劳测试。
附图说明
图1为本发明整体的结构示意图；
图2为本发明整体的侧部结构示意图；
图3为本发明振动测试平台下方的结构示意图；
图4为本发明连接轴的构示意图；
图5为本发明连接轴连接处的局部结构示意图；
图6为本发明粗轴的局部结构示意图；
图7为本发明可替换式弹簧组件的结构示意图；
图8为本发明整体未装弹簧的结构示意图；
图9为本发明弯曲疲劳测试装置壳后端面的结构示意图；
图10为本发明圆盘的局部结构示意图。
图中：1、振动测试平台；2、短柱；3、可替换式弹簧组件；4、长支撑柱；5、护栏杆；6、轴套连接板；7、连接排杆；8、弯曲疲劳测试装置壳；9、圆盘；10、连杆；11、横滑臂；12、导向杆；13、直角连接板；14、工作台面；15、步进电机；16、电机支撑连接板；17、长套轴；18、粗轴；19、下气动夹爪；20、条形通孔；21、上气动夹爪；22、固定连接块；23、连接轴；24、轴销；25、档位孔B；26、拉手；27、弧形连接板；28、四分之一弧形卡板；29、T型插接块；30、压缩弹簧；31、上T槽；32、下T槽；33、条形插槽；34、长顶块；35、档位孔A；36、固定通孔；37、短连接轴；38、滑轨臂；39、限位滑块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1至图10，本发明提供的一种实施例：一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，包括振动测试平台1，振动测试平台1底面的四个端角均固定设有短柱2，短柱2的下方固定连接有可替换式弹簧组件3，可替换式弹簧组件3的底端固定连接有长支撑柱4，其中两个长支撑柱4之间固定连接有一电机支撑连接板16，另外两个长支撑柱4之间固定连接有一轴套连接板6，电机支撑连接板16外表面的中间位置固定安装有步进电机15，步进电机15的顶端通过联轴器固定安装有位于振动测试平台1下方的长套轴17，长套轴17的顶端贯穿轴套连接板6且与轴套连接板6通过滚子轴承连接；
长套轴17的外表面靠近电机支撑连接板16和靠近6的位置均固定设有固定连接块22，固定连接块22的顶端通过螺栓固定连接有长顶块34；
轴套连接板6的外侧设有弯曲疲劳测试装置壳8，弯曲疲劳测试装置壳8的两侧与轴套连接板6的外表面之间通过连接排杆7固定连接，弯曲疲劳测试装置壳8的中间位置通过滚子轴承贯穿连接有一个水平放置的粗轴18，粗轴18与长套轴17位于同一轴线，粗轴18的一端设有圆柱槽，且圆柱槽的顶端对称设有两个四分之一弧形卡板28，粗轴18的另一端固定安装有位于弯曲疲劳测试装置壳8后端面的圆盘9；
圆盘9的表面设有一条形插槽33，条形插槽33的内侧固定安装有一限位滑块39，限位滑块39的顶端固定设有短连接轴37，短连接轴37的外侧活动连接有一连杆10，连杆10的顶端与横滑臂11通过短轴活动连接。
进一步，弯曲疲劳测试装置壳8的上端面固定设有工作台面14，工作台面14上端面的后侧边对称安装有两个滑轨臂38，两个滑轨臂38的内侧固定安装有两个导向杆12，两个滑轨臂38之间连接有一个横滑臂11。
进一步，横滑臂11的两端设有位于滑轨臂38的内壁的滚轮，横滑臂11的前侧活动连接有一直角连接板13，直角连接板13的表面设有条形通孔20，条形通孔20与横滑臂11的前端面通过两个螺栓固定，直角连接板13的底面固定安装有上气动夹爪21，工作台面14的上表面设有一方凹槽，方凹槽的内部固定安装有下气动夹爪19。
进一步，长套轴17的顶端活动插接有一连接轴23，连接轴23的内侧端设有固定通孔36，长套轴17外表面靠近顶端的位置设有档位孔A35和档位孔B25，档位孔A35和固定通孔36通过一轴销24贯穿固定连接，连接轴23的顶端外侧边对称设有两个弧形连接板27，连接轴23的外表面均匀固定设有四个拉手26。
进一步，振动测试平台1下方的两侧均设有护栏杆5，且护栏杆5的两端均固定连接在长支撑柱4的外表面。
进一步，护栏杆5的中间位置通过合页连接有挡门。
进一步，长顶块34的长度选用0.5m、0.6m或0.7m。
进一步，短柱2的底端设有上T槽31，可替换式弹簧组件3的顶端设有下T槽32，可替换式弹簧组件3包括压缩弹簧30，压缩弹簧30的两端均固定安装有T型插接块29，压缩弹簧30顶端的T型插接块29卡入上T槽31的内侧，压缩弹簧30底端的T型插接块29卡入下T槽32的内侧，上T槽31和下T槽32与对应的T型插接块29通过螺钉固定。
进一步，长支撑柱4的底端设有加大圆盘，弯曲疲劳测试装置壳8底面的四个端角均固定安装有支撑脚。
进一步，加大圆盘与支撑脚的底面均固定设有防滑减震胶垫。
工作原理：使用时，接通电源和气泵，将待测振动试验产品对应放置到振动测试平台1的表面，通过直角连接板13的条形通孔20和螺栓调节固定直角连接板13最低端的位置，将弯曲疲劳测试产品和夹持在下气动夹爪19和上气动夹爪21之间，拔掉轴销24，再将连接轴23的固定通孔36与档位孔B25对齐，插上轴销24贯穿档位孔B 25和固定通孔36固定，同时连接轴23顶端的弧形连接板27插入粗轴18的圆柱槽，将连接轴23顶端的弧形连接板27与粗轴18的四分之一弧形卡板28通过螺栓固定连接，从而使长套轴17能带动粗轴18转动，通过粗轴18带动圆盘9转动，圆盘9、连杆10和横滑臂11构成曲柄连杆机构，伴随着圆盘9的转动带动横滑臂11沿着导向杆12和滑轨臂38做上下往复运动，从而带动夹持在下气动夹爪19和上气动夹爪21之间的材料进行弯曲疲劳测试，通过调节固定限位滑块39在条形插槽33的位置从而调节连杆10底端与圆盘9轴心之间的距离，从而调节横滑臂11的往复运动幅度，可方便达到疲劳测试幅度的调节，可以同时进行振动测试和弯曲疲劳测试，若不需要疲劳测试的情况即通过复位连接轴23的形式断开长套轴17与粗轴18之间的连接即可，关闭步进电机15，打开护栏杆5的挡门，长套轴17的外表面靠近电机支撑连接板16和靠近轴套连接板6的位置均固定设有固定连接块22，固定连接块22的顶端通过螺栓固定连接有长顶块34，可以在长套轴17转动情况下，使得两个长顶块34交替顶动振动测试平台1的底面，振动测试平台1因四个压缩弹簧30复位产生振动，通过调节步进电机15的转速，结合替换不同长度的长顶块34和拥有不同弹力的压缩弹簧30的可替换式弹簧组件3可以从而使得振动测试平台1可以具有不同的振动强度和频率，整体各项参数机械性调节方便。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，包括振动测试平台(1)，其特征在于：所述振动测试平台(1)底面的四个端角均固定设有短柱(2)，所述短柱(2)的下方固定连接有可替换式弹簧组件(3)，所述可替换式弹簧组件(3)的底端固定连接有长支撑柱(4)，其中两个所述长支撑柱(4)之间固定连接有一电机支撑连接板(16)，另外两个所述长支撑柱(4)之间固定连接有一轴套连接板(6)，所述电机支撑连接板(16)外表面的中间位置固定安装有步进电机(15)，所述步进电机(15)的顶端通过联轴器固定安装有位于振动测试平台(1)下方的长套轴(17)，所述长套轴(17)的顶端贯穿轴套连接板(6)且与轴套连接板(6)通过滚子轴承连接；
所述长套轴(17)的外表面靠近电机支撑连接板(16)和靠近6的位置均固定设有固定连接块(22)，所述固定连接块(22)的顶端通过螺栓固定连接有长顶块(34)；
所述轴套连接板(6)的外侧设有弯曲疲劳测试装置壳(8)，所述弯曲疲劳测试装置壳(8)的两侧与轴套连接板(6)的外表面之间通过连接排杆(7)固定连接，所述弯曲疲劳测试装置壳(8)的中间位置通过滚子轴承贯穿连接有一个水平放置的粗轴(18)，所述粗轴(18)与长套轴(17)位于同一轴线，所述粗轴(18)的一端设有圆柱槽，且圆柱槽的顶端对称设有两个四分之一弧形卡板(28)，所述粗轴(18)的另一端固定安装有位于弯曲疲劳测试装置壳(8)后端面的圆盘(9)；
所述圆盘(9)的表面设有一条形插槽(33)，所述条形插槽(33)的内侧固定安装有一限位滑块(39)，所述限位滑块(39)的顶端固定设有短连接轴(37)，所述短连接轴(37)的外侧活动连接有一连杆(10)，所述连杆(10)的顶端与横滑臂(11)通过短轴活动连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，其特征在于：所述弯曲疲劳测试装置壳(8)的上端面固定设有工作台面(14)，所述工作台面(14)上端面的后侧边对称安装有两个滑轨臂(38)，两个所述滑轨臂(38)的内侧固定安装有两个导向杆(12)，两个所述滑轨臂(38)之间连接有一个横滑臂(11)。
3.根据权利要求2所述的一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，其特征在于：所述横滑臂(11)的两端设有位于滑轨臂(38)的内壁的滚轮，所述横滑臂(11)的前侧活动连接有一直角连接板(13)，所述直角连接板(13)的表面设有条形通孔(20)，所述条形通孔(20)与横滑臂(11)的前端面通过两个螺栓固定，所述直角连接板(13)的底面固定安装有上气动夹爪(21)，所述工作台面(14)的上表面设有一方凹槽，所述方凹槽的内部固定安装有下气动夹爪(19)。
4.根据权利要求1所述的一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，其特征在于：所述长套轴(17)的顶端活动插接有一连接轴(23)，所述连接轴(23)的内侧端设有固定通孔(36)，所述长套轴(17)外表面靠近顶端的位置设有档位孔A(35)和档位孔B(25)，所述档位孔A(35)和固定通孔(36)通过一轴销(24)贯穿固定连接，所述连接轴(23)的顶端外侧边对称设有两个弧形连接板(27)，所述连接轴(23)的外表面均匀固定设有四个拉手(26)。
5.根据权利要求1所述的一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，其特征在于：所述振动测试平台(1)下方的两侧均设有护栏杆(5)，且护栏杆(5)的两端均固定连接在长支撑柱(4)的外表面。
6.根据权利要求5所述的一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，其特征在于：所述护栏杆(5)的中间位置通过合页连接有挡门。
7.根据权利要求1所述的一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，其特征在于：所述长顶块(34)的长度选用0.5m、0.6m或0.7m。
8.根据权利要求1所述的一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，其特征在于：所述短柱(2)的底端设有上T槽(31)，所述可替换式弹簧组件(3)的顶端设有下T槽(32)，所述可替换式弹簧组件(3)包括压缩弹簧(30)，所述压缩弹簧(30)的两端均固定安装有T型插接块(29)，所述压缩弹簧(30)顶端的T型插接块(29)卡入所述上T槽(31)的内侧，所述压缩弹簧(30)底端的T型插接块(29)卡入所述下T槽(32)的内侧，所述上T槽(31)和下T槽(32)与对应的T型插接块(29)通过螺钉固定。
9.根据权利要求1所述的一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，其特征在于：所述长支撑柱(4)的底端设有加大圆盘，所述弯曲疲劳测试装置壳(8)底面的四个端角均固定安装有支撑脚。
10.根据权利要求9所述的一种用于振动台上进行金属材料疲劳实验的装置，其特征在于：所述加大圆盘与支撑脚的底面均固定设有防滑减震胶垫。
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