CN113063569B - 一种往复疲劳测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种往复疲劳测试装置，包括依次传动连接的推进驱动组件、推进传动组件、测试单元；推进传动组件至少与一个测试单元传动连接；测试单元包括推进限位组件、复位组件、工作台、工作臂以及工件固定件；工件固定于工作臂与工件固定件之间；工作臂分别与推进限位组件及复位组件传动连接，使工作臂产生往复运动。与现有技术相比，本发明可实现往复行程位移的无级调控，并可模拟不同温度、不同介质环境，从而完成不同工件在不同条件下的往复疲劳测试，具有应用范围广、测试结果可靠性高的优点；此外，本装置可实现多组测试的同步进行，提高了不同待测试工件的兼容性以及电机设备的利用效率，并使测试效率大幅提升。

Description

一种往复疲劳测试装置

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，涉及一种往复疲劳测试装置。

背景技术

目前，许多往复疲劳测试装置都是利用旋转电机带动曲柄连杆机构作用在待测产品上，而作用在产品上的往复行程只能调节曲边的旋转半径或者连杆的长度，而设备空间，调整范围，以及占用资源往往是有限的，因此导致一台试验设备只能针对满足某个行程范围内的测试要求，也无法同时对两个不同测试行程的产品同一时间进行测试。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种往复疲劳测试装置，本发明可以解决不同产品所需不同测试行程的要求并通过一台电机设备同时对两个或多个不同测试行程的产品进行测试，提高了不同待测试产品兼容性，提升电机设备的应用效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种往复疲劳测试装置，用于实现对至少一个工件的往复疲劳测试，测试装置包括依次传动连接的推进驱动组件、推进传动组件、测试单元；

所述的推进传动组件至少与一个测试单元传动连接；

所述的测试单元包括推进限位组件、复位组件、工作台、工作臂以及工件固定件；

所述的推进限位组件与推进传动组件传动连接；

所述的工件固定件固定于工作台上；

所述的工件固定于工作臂与工件固定件之间；

所述的工作臂分别与推进限位组件及复位组件传动连接，使工作臂产生往复运动。

测试时，工件固定于工作臂与工件固定件之间，其中，工件固定件固定设置，工作臂在推进机构及复位组件的作用下往复运动，进而实现对工件的往复疲劳测试。此外，通过与单个推进传动组件传动连接的多个测试单元，实现同时对多个工件的往复疲劳测试，从而提高测试效率。

进一步地，所述的推进驱动组件包括电机、驱动盘及驱动连杆；

所述的电机依次通过驱动盘、驱动连杆与推进传动组件传动连接。

所述的电机为步进电机，所述的驱动盘通过螺栓及定位销与电机的输出轴固定连接。

所述的电机带动驱动盘转动，通过驱动连杆将驱动盘的转动转变为推进传动组件的前后往复运动，进而通过推进限位组件推动工作臂，完成往复疲劳测试过程的推动行为。

进一步地，所述的驱动盘设于电机的输出轴上；

所述的驱动盘上沿周向设有多个固定孔组件；

所述的固定孔组件包括沿径向开设于驱动盘上的多个固定孔，所述的驱动连杆的一端与固定孔销轴连接，具体为驱动连杆的端部开设有通孔，该通孔与固定孔之间设有销轴，所述的驱动连杆通过通孔、固定孔及销轴与驱动盘销轴连接。

通过驱动盘及驱动连杆代替曲柄连杆，并通过将驱动连杆的一端与不同半径位置处的固定孔销轴连接，从而控制控制往复疲劳测试的最大推进行程。

作为优选的技术方案，每个固定孔组件内多个固定孔等间距布设。

进一步地，所述的推进传动组件包括传动滑轨以及滑动设于传动滑轨上的驱动滑台；

所述的驱动滑台分别与推进驱动组件及至少一个推进限位组件传动连接。

所述的驱动连杆的一端与驱动滑台相铰接，所述的驱动滑台上设有至少一个连接固定板，并通过连接固定板与推进限位组件传动连接。

进一步地，所述的推进限位组件包括球头调节连杆、推进直线轴承、调节导杆及调节定位环；

所述的球头调节连杆的两端分别与推进传动组件及推进直线轴承传动连接；

所述的推进直线轴承滑动套设于调节导杆上；

所述的调节定位环固定套设于调节导杆上；

所述的调节导杆的一端与工作臂传动连接；

所述的球头调节连杆的一端与推进直线轴承之间设有传动连接板，所述的球头调节连杆的两端分别与连接固定板及传动连接板相铰接

当所述的球头调节连杆向前推动推进直线轴承时，推进直线轴承沿调节导杆滑动，直至与调节定位环相接触，该调节定位环固定于调节导杆上，从而使调节导杆随调节定位环一同向前推进，进而使工作臂位移。

同时，通过调整调节定位环在调节导杆上的位置亦可控制往复疲劳测试的最大推进行程，并实现无级调控的控制效果。

进一步地，所述的复位组件包括导轨支架、导轨、复位直线轴承、限位环以及复位气缸；

所述的导轨支架固定设于工作台上；

所述的导轨固定设于导轨支架上；

所述的复位直线轴承滑动套设于导轨上并与工作臂传动连接；

所述的限位环固定套设于导轨上并位于复位直线轴承的前后两侧；

所述的复位气缸的一端与导轨支架固定连接，另一端与复位直线轴承传动连接。

所述的复位气缸的活塞推动方向与调节导杆的推动方向相反，当调节导杆推动工作臂向前移动时，复位气缸压缩，当调节导杆达到最大推进距离时，推进直线轴承随着驱动盘的转动而向后移动，并与调节定位环相分离，此时，复位气缸失去载荷，活塞向相反方向推动，使工作臂及调节导杆向后移动复位直至复位直线轴承与限位环相接触。

工件即在驱动盘及复位气缸的作用下实现往复运动，进而实现往复疲劳测试。

通过复位直线轴承的后侧限位环控制往复疲劳测试的最大复位行程，通过复位直线轴承的前侧限位环亦可控制往复疲劳测试的最大推进行程。

进一步地，所述的工作台上还设有工作臂支撑组件；

所述的工作臂支撑组件包括设于工作台上的支撑架、设于支撑架上的支撑滑轨以及滑动套设于支撑滑轨上的支撑直线轴承；

所述的工作臂固定设于支撑直线轴承上；

所述的支撑直线轴承与复位直线轴承之间设有连接板并通过连接板传动连接。

通过支撑直线轴承及支撑滑轨使工作臂滑动，通过工作臂支撑组件与复位组件配合，即支撑架及支撑架上的支撑滑轨、导轨支架及导轨实现工作臂滑动的稳定性，避免使用单个导轨时，使工作臂在滑动的同时还产生转动。

所述的工作台上固定设置有工件固定架，所述的工件固定件固定设于工件固定架上。

进一步地，所述的工作台上还设有工作腔，所述的工作台的底部开设有与工作腔相连通的排液孔，所述的工件位于工作腔内。

所述的工作腔内可以充入油液等相关测试液体，或高温低温介质，从而实现不同测试条件，使试验更加接近产品实际工况；所述的排液孔用于排空上述液体介质。

工作原理：本装置用于实现对工件的往复疲劳测试，测试时，工件固定于工作臂与工件固定件之间，其中，工件固定件固定设置，工作臂在依次在推进驱动组件、推进传动组件及推进限位组件的推动作用，以及复位组件的复位作用下往复运动，从而对工件进行往复负荷加载与卸载，进而实现对工件的往复疲劳测试；

推动作用：电机工作并带动驱动盘转动，使驱动连杆上铰接于驱动盘的一端随之转动，另一端带动驱动滑台在传动滑轨上作往复运动，此时，驱动滑台上的球头调节连杆随之带动推进直线轴承在调节导杆上作往复运动，当推进直线轴承向前移动至与固定于调节导杆上的调节定位环相接触时，便可通过调节定位环向前推动调节导杆，进而通过铰接于调节导杆一端的工作臂使工件推进；

复位作用：当工作臂向前推进时，复位气缸的活塞随之前移而使复位气缸压缩，当工作臂推进至最大距离后，推进直线轴承与调节定位环相分离，复位气缸失去负载，活塞后移直至复位直线轴承与限位环接触，此时，复位气缸带动工作臂使工件复位；

其中，通过调整驱动连杆与驱动盘连接处的位置，或调节定位环在调节导杆上的位置，可以控制往复疲劳测试的最大推进行程；通过调节复位直线轴承后侧限位环的位置，可以控制往复疲劳测试的最大复位行程；进而实现对往复疲劳测试中测试行程的无级控制；

此外，通过将驱动滑台与多个并列设置的测试单元传动连接，可实现不同测试条件下同时对多个工件进行往复疲劳测试，使测试效率显著提升。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)适用范围广，通过调整驱动连杆与驱动盘连接处的位置、调节定位环在调节导杆上的位置以及限位环的位置实现往复行程位移的无级调控，以适用于不同种类、不同规格的往复疲劳测试；

2)测试结果可靠性强，通过在工作腔内加入不同种类或不同温度的介质，以获得不同测试条件下工件的往复疲劳性能，使试验结果更贴近于实际情况；

3)设备利用率高，本装置可通过与驱动滑台传动连接的多组后续测试装置，同时实现多组测试的同步进行，以提高不同待测试工件的兼容性，并提高电机设备的利用效率。

附图说明

图1为本发明中一种往复疲劳测试装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图中标记说明：

1-电机、2-驱动盘、3-驱动连杆、4-驱动滑台、5-球头调节连杆、6-推进直线轴承、7-调节导杆、8-调节定位环、9-工作台、10-导轨支架、11-复位直线轴承、12-复位气缸、13-限位环、14-工作臂、15-工作腔、16-排液孔、17-传动滑轨、18-支撑架、19-导轨、20-支撑滑轨、21-工件固定架、22-连接板、23-支撑直线轴承、24-固定孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

如图1所示的一种往复疲劳测试装置，包括依次传动连接的推进驱动组件、推进传动组件、测试单元；其中，测试单元包括与推进传动组件传动连接的推进限位组件、复位组件、工作台9、工作臂14以及工件固定件，该工件固定件固定于工作台9上，工件固定于工作臂14与工件固定件之间，工作臂14分别与推进机构及复位组件传动连接，使工作臂产生往复运动。

其中，推进驱动组件包括电机1、驱动盘2及驱动连杆3；电机1依次通过驱动盘2、驱动连杆3与推进传动组件传动连接。此外，电机1采用步进电机，驱动盘2通过螺栓及定位销与电机1的输出轴固定连接。驱动盘2上沿周向设有多个固定孔组件，该固定孔组件包括沿径向等间距开设于驱动盘2上的多个固定孔24，驱动连杆3的端部开设有通孔，该通孔与固定孔24之间通过销轴连接。

推进传动组件包括传动滑轨17以及滑动设于传动滑轨17上并与推进限位组件传动连接的驱动滑台4，该驱动滑台4还与驱动连杆3相铰接。

推进限位组件包括球头调节连杆5、一端与工作臂14传动连接的调节导杆7、滑动套设于调节导杆7上的推进直线轴承6以及固定套设于调节导杆7上的调节定位环8；其中，球头调节连杆5的两端分别与驱动滑台4及推进直线轴承6传动连接。驱动滑台4上设有连接固定板，球头调节连杆5的一端与连接固定板相铰接。

如图2所示，复位组件包括固定设于工作台9上的导轨支架10、固定设于导轨支架10上的导轨19、滑动套设于导轨19上并与工作臂14传动连接的复位直线轴承11、固定套设于导轨19上并分别位于复位直线轴承11前后两侧的2个限位环13，以及复位气缸12；其中，复位气缸12的一端与导轨支架10固定连接，另一端与复位直线轴承11传动连接。

工作台9上还设有工作臂支撑组件，该工作臂支撑组件包括设于工作台9上的支撑架18、设于支撑架18上的支撑滑轨20以及滑动套设于支撑滑轨20上的支撑直线轴承23；其中，工作臂14固定设于支撑直线轴承23上，支撑直线轴承23与复位直线轴承11之间设有连接板22并通过连接板22传动连接。

工作台9上固定设置有工件固定架18，工件固定件固定设于工件固定架21上。

工作台9上还设有用于充入油液等相关测试液体或高温低温介质的工作腔15，工作台9的底部开设有与工作腔15相连通的排液孔16，工件位于工作腔15内。

工作原理：本装置用于实现对工件的往复疲劳测试，测试时，工件固定于工作臂14与工件固定件之间，其中，工件固定件固定设置，工作臂14在依次在推进驱动组件、推进传动组件及推进限位组件的推动作用，以及复位组件的复位作用下往复运动，从而实现对工件的往复疲劳测试；

推动作用：电机1工作并带动驱动盘2转动，使驱动连杆3上铰接于驱动盘2的一端随之转动，另一端带动驱动滑台4在传动滑轨17上作往复运动，此时，驱动滑台4上的球头调节连杆5随之带动推进直线轴承6在调节导杆7上移动，当推进直线轴承6向前移动至与固定于调节导杆7上的调节定位环8相接触时，便可通过调节定位环8向前推动调节导杆7，进而通过铰接于调节导杆7一端的工作臂14使工件推进；

复位作用：当工作臂14向前推进时，复位气缸12的活塞随之前移而使复位气缸12压缩，当工作臂14推进至最大距离后，推进直线轴承6与调节定位环8相分离，复位气缸12失去负载，活塞后移直至复位直线轴承11与限位环13接触，此时，复位气缸12带动工作臂14使工件复位；

其中，通过调整驱动连杆3与驱动盘2连接处的位置，或调节定位环8在调节导杆7上的位置，可以控制往复疲劳测试的最大推进行程；通过调节复位直线轴承11后侧限位环13的位置，可以控制往复疲劳测试的最大复位行程；进而实现对往复疲劳测试中测试行程的无级控制。

实施例2：

本实施例中驱动滑台4上设有3个并列设置的连接固定板，每个连接固定板与相应的测试单元传动连接，并在3个工作腔15内分别充满25、35及55℃的油液，以进行工件在不同温度下的往复疲劳测试。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种往复疲劳测试装置，用于实现对至少一个工件的往复疲劳测试，其特征在于，该装置包括依次传动连接的推进驱动组件、推进传动组件、测试单元；

所述的推进传动组件至少与一个测试单元传动连接；

所述的测试单元包括推进限位组件、复位组件、工作台（9）、工作臂（14）、以及工件固定件；

所述的推进限位组件与推进传动组件传动连接；

所述的工件固定件固定于工作台（9）上；

所述的工件固定于工作臂（14）与工件固定件之间；

所述的工作臂（14）分别与推进限位组件及复位组件传动连接，使工作臂产生往复运动；

所述的推进限位组件包括球头调节连杆（5）、推进直线轴承（6）、调节导杆（7）及调节定位环（8）；

所述的球头调节连杆（5）的两端分别与推进传动组件及推进直线轴承（6）传动连接；

所述的推进直线轴承（6）滑动套设于调节导杆（7）上；

所述的调节定位环（8）固定套设于调节导杆（7）上，并与推进直线轴承（6）可分离接触；

所述的调节导杆（7）的一端与工作臂（14）传动连接；

所述的推进传动组件包括传动滑轨（17）以及滑动设于传动滑轨（17）上的驱动滑台（4）；

所述的驱动滑台（4）分别与推进驱动组件及推进限位组件传动连接；当所述的球头调节连杆（5）向前推动推进直线轴承（6）时，推进直线轴承（6）沿调节导杆（7）滑动，直至与调节定位环（8）相接触，该调节定位环（8）套设于调节导杆（7）上，从而使调节导杆（7）随调节定位环（8）一同向前推进，进而使工作臂（14）位移。

2.根据权利要求1所述的一种往复疲劳测试装置，其特征在于，所述的推进驱动组件包括电机（1）、驱动盘（2）及驱动连杆（3）；

所述的电机（1）依次通过驱动盘（2）、驱动连杆（3）与推进传动组件传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种往复疲劳测试装置，其特征在于，所述的驱动盘（2）上沿周向设有多个固定孔组件；

所述的固定孔组件包括沿径向开设于驱动盘（2）上的多个固定孔（24），所述的驱动连杆（3）的一端与固定孔（24）销轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种往复疲劳测试装置，其特征在于，所述的复位组件包括导轨支架（10）、导轨（19）、复位直线轴承（11）、限位环（13）以及复位气缸（12）；

所述的导轨支架（10）固定设于工作台（9）上；

所述的导轨（19）固定设于导轨支架（10）上；

所述的复位直线轴承（11）滑动套设于导轨（19）上并与工作臂（14）传动连接；

所述的限位环（13）固定套设于导轨（19）上并位于复位直线轴承（11）两侧；

所述的复位气缸（12）的一端与导轨支架（10）固定连接，另一端与复位直线轴承（11）传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种往复疲劳测试装置，其特征在于，所述的工作台（9）上还设有工作臂支撑组件；

所述的工作臂支撑组件包括设于工作台（9）上的支撑架（18）、设于支撑架（18）上的支撑滑轨（20）以及滑动套设于支撑滑轨（20）上的支撑直线轴承（23）；

所述的工作臂（14）固定设于支撑直线轴承（23）上；

所述的支撑直线轴承（23）与复位直线轴承（11）之间设有连接板（22）并通过连接板（22）传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种往复疲劳测试装置，其特征在于，所述的工作台（9）上还设有工作腔（15），所述的工作台（9）的底部开设有与工作腔（15）相连通的排液孔（16），所述的工件位于工作腔（15）内。