CN112229614A - 一种轴类零件扭转疲劳试验装置 - Google Patents

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Abstract

本申请属于轴类零件扭转疲劳试验技术领域，具体涉及一种轴类零件扭转疲劳试验装置，包括：双耳片；加扭轴，其每端对应插入双耳片上的一个通孔设置；作动筒，与加扭轴连接，以能够向加扭轴施加扭转载荷，该轴类零件扭转疲劳试验装置可用于对轴类零件进行扭转疲劳试验，在用于对轴类零件进行扭转疲劳试验时，可将轴类零件的一端固定，另一端与加扭轴的一端连接，通过作动筒经加扭轴向轴类零件施加扭转载荷，方便、快捷、高效。

Description

一种轴类零件扭转疲劳试验装置
技术领域
本申请属于轴类零件扭转疲劳试验技术领域，具体涉及一种轴类零件扭转疲劳试验装置。
背景技术
轴类零件在工程上被广泛应用于传递功率，一般而言，轴类零件直径受到支点轴承公称直径的限制，且两端支点距离较长，具有较大的长细比，刚性较差，承受大扭转载荷时容易断裂，发生损坏，丧失工作能力，甚至导致灾难性事故，该种问题在轴类零件承受周期性振动扭转载荷时更为突出。
向轴类零件施加扭转载荷，进行扭转疲劳试验，验证轴类零件的寿命，可为轴类零件的设计、改进提供有效的数据支撑，以此避免轴类零件工作时发生断裂，导致灾难性事故，但当前缺少向轴类零件施加扭转载荷，进行扭转疲劳试验的有效手段。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种轴类零件扭转疲劳试验装置，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一种轴类零件扭转疲劳试验装置，包括：
双耳片；
加扭轴，其每端对应插入双耳片上的一个通孔设置；
作动筒，与加扭轴连接，以能够向加扭轴施加扭转载荷。
根据本申请的至少一个实施例，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
加扭臂，其一端与加扭轴连接，另一端与作动筒连接。
根据本申请的至少一个实施例，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，加扭臂背向作动筒的一端具有加扭孔；加扭孔套接在加扭上。
根据本申请的至少一个实施例，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
两个轴承，套接在加扭轴上；每个轴承对应在双耳片上的一个通孔中设置。
根据本申请的至少一个实施例，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
加扭转接头，连在加扭轴的一端，具有内花键或外花键。
根据本申请的至少一个实施例，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，加扭转接头与加扭轴的一端通过法兰连接。
根据本申请的至少一个实施例，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
支座；
扭矩传感器，在支座上设置，位于加扭轴轴向。
根据本申请的至少一个实施例，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
扭矩传感转接头，与扭矩传感器连接，具有内花键或外花键。
根据本申请的至少一个实施例，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，扭矩传感转接头与扭矩传感器通过法兰连接。
根据本申请的至少一个实施例，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，支板；
分扭轴，其一端与支板连接，具有：
分扭状态，分扭轴背向支板的一端与加扭轴一端对接；
非分扭状态，分扭轴背向支板的一端与加扭轴分离。
根据本申请的至少一个实施例，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
底座，其上设置双耳片、支座、支板。
附图说明
图1是本申请实施例提供的轴类零件扭转疲劳试验装置与轴类零件配合的示意图；
图2是图1另一个角度的示意图；
图3是图1中A-A向剖视图；
图4是本申请实施例提供的轴类零件扭转疲劳试验装置中分扭轴处于分扭状态时施加扭转载荷简化的原理图；
其中：
1-双耳片；2-加扭轴；3-作动筒；4-加扭臂；5-轴承；6-加扭转接头；7-支座；8-扭矩传感器；9-扭矩传感器转接头；10-支板；11-分扭轴；12-底座；13-轴类零件。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图4对本申请做进一步详细说明。
一种轴类零件扭转疲劳试验装置，包括：
双耳片1；
加扭轴2，其每端对应插入双耳片1上的一个通孔设置；
作动筒3，与加扭轴2连接，以能够向加扭轴2施加扭转载荷。
对于上述实施例公开的轴类零件扭转疲劳试验装置，领域内技术人员可以理解的是，可用于对轴类零件13进行扭转疲劳试验，在用于对轴类零件13进行扭转疲劳试验时，可将轴类零件13的一端固定，另一端与加扭轴2的一端连接，通过作动筒3经加扭轴2向轴类零件13施加扭转载荷，方便、快捷、高效。
在一些可选的实施例中，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
加扭臂4，其一端与加扭轴2连接，另一端与作动筒3连接，即作动筒3与加扭轴2通过加扭臂4连接，作动筒3可通过加扭臂4向加扭轴施加扭转载荷。
在一些可选的实施例中，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，加扭臂4背向作动筒3的一端具有加扭孔；加扭孔套接在加扭2上。
在一些可选的实施例中，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
两个轴承5，套接在加扭轴2上；每个轴承5对应在双耳片1上的一个通孔中设置，以消除附加弯矩。
在一些可选的实施例中，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
加扭转接头6，连在加扭轴2的一端，具有内花键或外花键，以在用于对轴类零件13进行扭转疲劳试验时，能够对应与轴类零件13一端通过外花键或内花键连接。
在一些可选的实施例中，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，加扭转接头6与加扭轴2的一端通过法兰连接，以便于拆装。
在一些可选的实施例中，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
支座7；
扭矩传感器8，在支座7上设置，位于加扭轴2轴向，以在用于对轴类零件13进行扭转疲劳试验时，与轴类零件13背向加扭轴2的一端连接，能够检测轴类零件13承受的扭转载荷。
在一些可选的实施例中，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
扭矩传感转接头9，与扭矩传感器8连接，具有内花键或外花键，以在用于对轴类零件13进行扭转疲劳试验时，能够对应与轴类零件13背向加扭轴2的一端通过外花键或内花键连接。
在一些可选的实施例中，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，扭矩传感转接头9与扭矩传感器8通过法兰连接，以便于拆装。
在一些可选的实施例中，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，支板10；
分扭轴11，其一端与支板10连接，具有：
分扭状态，分扭轴11背向支板10的一端与加扭轴2一端对接，具体可以是通过法兰对接；
非分扭状态，分扭轴11背向支板10的一端与加扭轴2分离，即对接的法兰分离。
对于上述实施例公开的轴类零件扭转疲劳试验装置，领域内技术人员可以理解的是，在用于对轴类零件13进行扭转疲劳试验时，当进行扭转疲劳的轴类零件需要加载扭转载荷较大时，可设置分扭轴11处于非分扭状态，作动筒2施加扭转载荷全部传递至轴类零件13上；当进行扭转疲劳的轴类零件需要加载扭转载荷较小时，可设置分扭轴11处于分扭状态，作动筒2施加扭转载荷，部分由分扭轴11承受，部分传递至轴类零件13上，以此实现对轴类零件13小扭转载荷的施加，使该轴类零件扭转疲劳试验装置对于轴类零件13大、小扭转载荷的施加具有较好的通用性，且在向轴类零件13施加小扭转载荷时，具有较小的误差，原理解释如下：
假设上述轴类零件扭转疲劳试验装置的分扭轴处于非分扭状态向轴类零件施加扭转载荷，由系统引入的误差为Δ；
上述轴类零件扭转疲劳试验装置的分扭轴处于分扭状态向轴类零件13施加扭转载荷简化的原理图如图4所示：
设A与C的支反力偶矩分别为M1与M2，则轴的载荷平衡方程为：
M-M1+M2＝0；
根据轴的约束条件可知，横截面A与C间的相对扭转角
Figure BDA0002728210460000074
为零，轴的变形协调条件为：
Figure BDA0002728210460000071
加扭臂两侧的扭转角为：
Figure BDA0002728210460000072
加扭臂两侧分担的扭矩为：
Figure BDA0002728210460000073
其中，
G1I1为截面A至B的扭转刚度；
G2I2为截面B至C的扭转刚度；
系统引入的误差为Δ由加扭轴和分扭轴共同分担，则轴类零件上因载系统引入的误差为：
Figure BDA0002728210460000081
由此可见，轴类零件扭转疲劳试验装置的分扭轴处于分扭状态向轴类零件施加扭转载荷时，由系统引入的误差为Δ会由加扭轴和分扭轴共同分担，由此传递至轴类零件上的误差Δ1较小，以此在向轴类零件施加小扭转载荷时，具有较小的误差，精度较高，轴类零件上的误差Δ1轴长比
Figure BDA0002728210460000082
以及刚度比
Figure BDA0002728210460000083
的影响，其数值的具体大小，可由相关技术人员在应用本申请时，根据具体实际进行设计、确定。
在一些可选的实施例中，上述的轴类零件扭转疲劳试验装置中，还包括：
底座12，其上设置双耳片1、支座7、支板10。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轴类零件扭转疲劳试验装置，其特征在于，包括：
双耳片(1)；
加扭轴(2)，其每端对应插入所述双耳片(1)上的一个通孔设置；
作动筒(3)，与所述加扭轴(2)连接，以能够向所述加扭轴(2)施加扭转载荷。
2.根据权利要求1所述的轴类零件扭转疲劳试验装置，其特征在于，
还包括：
加扭臂(4)，其一端与所述加扭轴(2)连接，另一端与所述作动筒(3)连接。
3.根据权利要求2所述的轴类零件扭转疲劳试验装置，其特征在于，
所述加扭臂(4)背向所述作动筒(3)的一端具有加扭孔；所述加扭孔套接在所述加扭(2)上。
4.根据权利要求1所述的轴类零件扭转疲劳试验装置，其特征在于，
还包括：
两个轴承(5)，套接在所述加扭轴(2)上；每个所述轴承(5)对应在所述双耳片(1)上的一个通孔中设置。
5.根据权利要求1所述的轴类零件扭转疲劳试验装置，其特征在于，
还包括：
加扭转接头(6)，连在所述加扭轴(2)的一端，具有内花键或外花键。
6.根据权利要求5所述的轴类零件扭转疲劳试验装置，其特征在于，
所述加扭转接头(6)与所述加扭轴(2)的一端通过法兰连接。
7.根据权利要求1所述的轴类零件扭转疲劳试验装置，其特征在于，
还包括：
支座(7)；
扭矩传感器(8)，在所述支座(7)上设置，位于所述加扭轴(2)轴向。
8.根据权利要求7所述的轴类零件扭转疲劳试验装置，其特征在于，
还包括：
扭矩传感转接头(9)，与所述扭矩传感器(8)连接，具有内花键或外花键。
9.根据权利要求8所述的轴类零件扭转疲劳试验装置，其特征在于，
所述扭矩传感转接头(9)与所述扭矩传感器(8)通过法兰连接。
10.根据权利要求1所述的轴类零件扭转疲劳试验装置，其特征在于，
支板(10)；
分扭轴(11)，其一端与所述支板(10)连接，具有：
分扭状态，所述分扭轴(11)背向所述支板(10)的一端与所述加扭轴(2)一端对接；
非分扭状态，所述分扭轴(11)背向所述支板(10)的一端与所述加扭轴(2)分离。
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