CN116499902A - 一种弯曲式钢丝疲劳试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弯曲式钢丝疲劳试验机，包括：钢丝固定机构，用于固定待检测钢丝；配重机构，设置于所述钢丝固定机构的底侧，用于张紧待检测钢丝；调节机构，设置于所述配重机构的背面，用于支撑所述配重机构并调节所述配重机构与所述钢丝固定机构之间的距离。该弯曲式钢丝疲劳试验机，通过配重机构将单丝以自由重力状态悬挂并夹紧在钢丝固定机构上，通过钢丝绳固定机构的不停正反转摇摆带动单丝不停的做弯曲变形，模拟钢丝的反复弯曲，从而实现对不同规格的钢丝在承受张紧力的情况下进行反复的弯曲试验，同时由于试验要求的弯曲变形频率较高，驱动机构直接驱动的正反转达不到要求频率，通过增加所述连杆机构能够实现高频率的往复旋转运动。

Description

一种弯曲式钢丝疲劳试验机

技术领域

本发明涉及一种弯曲式钢丝疲劳试验机，属于钢丝疲劳试验技术领域。

背景技术

钢帘线是常见的轮胎骨架材料，轮胎在行驶过程中，轮胎中的钢帘线周期性地承受拉伸、压缩、弯曲、剪切等极为复杂的变形应力，这就要求钢帘线具有高强度、耐屈挠、抗疲劳、耐老化等特点。

钢丝作为钢帘线的最基础组成部分，提高钢丝的各项性能对帘线质量起到关键作用。钢丝的反复弯曲次数是反映钢丝韧性的重要指标之一，为了了解钢丝的性能，需要对钢丝进行反复的弯曲试验。

目前市面上的钢丝疲劳试验机存在以下不足：通过电机的正反转直接驱动钢丝的方式实现钢丝的反复弯曲，无法满足弯曲试验的高频率需求；张紧钢丝时无法定量调节其包角；用来弯曲钢丝的滑轮更换不方便；采用电缸配拉力传感器来张紧钢丝，会出现张力不稳定的现象。

可见，为解决上述技术问题，以实现对钢丝的反复弯曲试验，亟需一种弯曲式钢丝疲劳试验机。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种弯曲式钢丝疲劳试验机，通过配重机构将单丝以自由重力状态悬挂并夹紧在钢丝固定机构上，通过钢丝绳固定机构的不停正反转摇摆带动单丝不停的做弯曲变形，模拟钢丝的反复弯曲，从而实现对不同规格的钢丝在承受张紧力的情况下进行反复的弯曲试验，同时由于试验要求的弯曲变形频率较高，驱动机构直接驱动的正反转达不到要求频率，通过增加所述连杆机构能够实现高频率的往复旋转运动。

为达到上述目的/为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：一种弯曲式钢丝疲劳试验机，包括：

钢丝固定机构，用于固定待检测钢丝；

配重机构，设置于所述钢丝固定机构的底侧，用于张紧待检测钢丝；

调节机构，设置于所述配重机构的背面，用于支撑所述配重机构并调节所述配重机构与所述钢丝固定机构之间的距离；

驱动机构，通过连杆机构与所述钢丝固定机构相传动，用于驱动钢丝绳固定机构往复旋转运动，以模拟钢丝的反复弯曲。

进一步的，所述钢丝固定机构包括钢丝固定块和摆轮，所述钢丝固定块设置于摆轮的外表面。

进一步的，所述配重机构包括砝码、滑轮座、轴承和芯轴滑轮，其中，

所述滑轮座朝向钢丝固定机构的一侧开设有开放式槽体，所述滑轮座的另一侧固定安装用于悬挂砝码的挂钩；

所述芯轴滑轮位于开放式槽体内，且其两端通过轴承与滑轮座相连接，用于与钢丝连接以在砝码的重量下张紧钢丝。

进一步的，所述调节机构包括滑板、T型螺栓、主限位板、限位托板，其中，

所述滑板设置于配重机构的背面，所述主限位板通过T型螺栓安装于滑板的正面，所述滑板与T型螺栓接触处开设有供T型螺栓上下滑动的T型槽；

所述主限位板朝向配重机构的一侧中部开设有用于放置滑轮座的槽体，所述限位托板与主限位板可拆卸连接，用于对滑轮座进行承托。

进一步的，还包括限位轴承，所述限位轴承的数量为四个，分别安装于槽体的顶端两侧。

进一步的，所述限位托板朝向主限位板的一侧开设有与主限位板相适配的插槽，且所述限位托板朝向配重机构的一侧开设有供挂钩穿过的空槽；

当限位托板通过插槽与主限位板完全插接时，挂钩位于空槽下方，滑轮座与限位托板相搭接。

进一步的，所述驱动机构包括电机、从动同步带轮、同步带、主动同步带轮和电机座，其中，

所述电机座用于支撑电机，所述电机用于驱动主动同步带轮转动，所述同步带用于联动从动同步带轮与主动同步带轮。

进一步的，所述连杆机构包括带座轴承、轴体、连杆盘一、连杆、连杆盘二和轴承座，其中，

所述连杆用于连杆盘一与连杆盘二，所述连杆盘二通过轴承座与从动同步带轮相连接，所述连杆盘一固定于轴体的外表面；

所述轴体与钢丝固定机构相固定，用于将驱动机构的动力传递至钢丝固定机构处；

所述带座轴承安装于轴体的外表面，用于支撑轴体。

进一步的，所述带座轴承的数量为两个，且两个所述带座轴承对称分布于连杆盘一的两侧。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供的弯曲式钢丝疲劳试验机，通过配重机构将单丝以自由重力状态悬挂并夹紧在钢丝固定机构上，通过钢丝绳固定机构的不停正反转摇摆带动单丝不停的做弯曲变形，模拟钢丝的反复弯曲，从而实现对不同规格的钢丝在承受张紧力的情况下进行反复的弯曲试验，同时由于试验要求的弯曲变形频率较高，驱动机构直接驱动的正反转达不到要求频率，通过增加所述连杆机构能够实现高频率的往复旋转运动；

通过设置调节机构来调节配重机构与钢丝固定机构间的距离，使得钢丝与芯轴滑轮形成的包角大小能够通过芯轴滑轮的位移调节，钢丝反复弯曲的频率能够通过对电机的转速调节从而改变；

通过轴承连接芯轴滑轮与滑轮座，保证了芯轴滑轮转动时的稳定性，同时也方面了对芯轴滑轮的更换，使得芯轴滑轮内直径的大小根据单丝的直径可进行调节更换，以满足不同情况下的测试需求；

通过选用配重机构的方式来张紧钢丝，相较于采用电缸配拉力传感器的方式，能够保证张紧的稳定性。

附图说明

图1为实施例一提供的弯曲式钢丝疲劳试验机的整体结构示意图；

图2为图1所示弯曲式钢丝疲劳试验机的结构俯视示意图；

图3为钢丝固定机构与配重机构的配合示意图；

图4为图3中滑轮座的结构侧视剖面示意图；

图5为图1中调节机构的结构示意图；

图6为图3所示钢丝固定机构与配重机构的另一视角的配合示意图；

图7为图6中限位托板与主限位板的拆分示意图；

图8为图6所示视角的正视示意图。

图中：1、带座轴承；2、轴体；3、连杆盘一；4、钢丝固定机构；5、连杆；6、连杆盘二；7、轴承座；8、电机；9、从动同步带轮；10、同步带；11、主动同步带轮；12、电机座；13、单丝固定块；14、摆轮；15、单丝；16、配重机构；17、砝码；18、滑轮座；19、轴承；20、芯轴滑轮；21、调节机构；22、滑板；23、T型螺栓；24、主限位板；25、限位托板；26、限位轴承。

实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1所示，本实施例提供了一种弯曲式钢丝疲劳试验机，包括：

钢丝固定机构4，用于固定待检测单丝15；

配重机构16，设置于所述钢丝固定机构4的底侧，用于张紧待检测单丝15；

调节机构21，设置于所述配重机构16的背面，用于支撑所述配重机构16并调节所述配重机构16与所述钢丝固定机构4之间的距离；

驱动机构，通过连杆机构与所述钢丝固定机构4相传动，用于驱动钢丝绳固定机构往复旋转运动，以模拟钢丝的反复弯曲。

在上述技术方案中，钢丝在反复弯曲后存在形变并被拉伸的可能性，为了使钢丝一直保持在张紧状态且受稳定的张力，钢丝通过配重机构16以自由重力状态悬挂并夹紧在钢丝固定机构4上，钢丝绳固定机构的不停正反转摇摆带动单丝15不停的做弯曲变形，模拟钢丝的反复弯曲，对不同规格的钢丝在承受张紧力的情况下进行反复的弯曲试验。由于试验要求的弯曲变形频率较高，驱动机构直接驱动的正反转达不到要求频率，故设计了所述连杆机构来实现高频率的往复旋转运动；

疲劳试验时，钢丝的张紧力可根据配重机构16的配重重量进行调节，钢丝弯曲半径可通过更换不同直径的芯轴滑轮20进行调节，钢丝与配重机构形成的包角可通过调节机构调节配重机构的位置来调节，与钢丝反复弯曲的频率可通过驱动机构的转速进行调节，可记录断裂后钢丝弯曲的时间及频率，从而可以使用不同弯曲半径、张紧力、包角及频率进行测试比对，模拟复杂的实际情况，检验钢丝的性能显示钢丝的缺陷，更好的满足轮胎厂家的需求。

在一些实施例中，为实现对钢丝的固定，所述钢丝固定机构4包括钢丝固定块13和摆轮14，所述钢丝固定块13设置于摆轮14的外表面。

在一些实施例中，为实现对钢丝的张紧，如图3和图4所示，所述配重机构16包括砝码17、滑轮座18、轴承19和芯轴滑轮20，其中，

所述滑轮座18朝向钢丝固定机构4的一侧开设有开放式槽体，所述滑轮座18的另一侧固定安装有用于悬挂砝码17的挂钩；具体而言，本实施例中挂钩选用的为标准件吊环螺丝，如图6-8所示，吊环螺丝与滑轮座18螺纹安装；

所述芯轴滑轮20位于开放式槽体内，且其两端通过轴承19与滑轮座18相连接，用于与单丝15连接以在砝码17的重量下张紧单丝15；

芯轴滑轮20类似于空竹的结构，芯轴滑轮20内直径的大小根据单丝15的直径可进行调节更换；

疲劳试验时，钢丝的张紧力可通过不同重量的砝码17进行调节，单丝15弯曲半径可通过更换不同直径的芯轴滑轮20进行调节。

在一些实施例中，为实现对配重机构16与钢丝固定机构4间的距离，所述调节机构21包括滑板22、T型螺栓23、主限位板24、限位托板25，其中，

所述滑板22设置于配重机构16的背面，所述主限位板24通过T型螺栓23安装于滑板22的正面，所述滑板22与T型螺栓23接触处开设有供T型螺栓23上下滑动的T型槽；

所述主限位板24朝向配重机构16的一侧中部开设有用于放置滑轮座18的槽体，所述限位托板25与主限位板24可拆卸连接，用于对滑轮座18进行承托；

疲劳试验时，钢丝与芯轴滑轮20形成的包角，可通过调节机构21调节芯轴滑轮20与钢丝固定机构4间的距离来实现。

在一些实施例中，如图5所示，为在高频率的往复旋转运动时避免钢丝左右晃动幅度过大，还包括限位轴承26，所述限位轴承26的数量为四个，分别安装于槽体的顶端两侧，具体而言，限位轴承26在槽体的两侧各设有两个，如图3所示，在钢丝安装完毕后，限位轴承26位于芯轴滑轮20的两侧，既使得芯轴滑轮20能够在允许范围内左右晃动，又不影响钢丝本身的张力。

在一些实施例中，如图1和图3所示，所述限位托板25朝向主限位板24的一侧开设有与主限位板24相适配的插槽，且所述限位托板25朝向配重机构16的一侧开设有供挂钩穿过的空槽；

当限位托板25通过插槽与主限位板24完全插接时，如图6和图8所示，挂钩位于空槽下方，滑轮座18与限位托板25相搭接。

在一些实施例中，如图1和图2所示，为实现对钢丝固定机构4的驱动，所述驱动机构包括电机8、从动同步带轮9、同步带10、主动同步带轮11和电机座12，其中，

所述电机座12用于支撑电机8，所述电机8用于驱动主动同步带轮11转动，所述同步带10用于联动从动同步带轮9与主动同步带轮11；

钢丝反复弯曲的频率可通过调节电机的转速来实现，同时可记录断裂后钢丝弯曲的时间及频率。

在一些实施例中，如图1和图2所示， 为实现钢丝固定机构4与驱动机构间的联动，同时提高钢丝弯曲的频率，所述连杆机构包括带座轴承1、轴体2、连杆盘一3、连杆5、连杆盘二6和轴承座7，其中，

所述连杆5用于连杆盘一3与连杆盘二6，所述连杆盘二6通过轴承座7与从动同步带轮9相连接，所述连杆盘一3固定于轴体2的外表面；

所述轴体2与钢丝固定机构4相固定，用于将驱动机构的动力传递至钢丝固定机构4处；

所述带座轴承1安装于轴体2的外表面，用于支撑轴体2。

在一些实施例中，为保证轴体2转动时的稳定性，所述带座轴承1的数量为两个，且两个所述带座轴承1对称分布于连杆盘一3的两侧。

结合以上实施例，现在对疲劳试验的具体流程进行说明：根据单丝15的丝径选取相配套的芯轴滑轮20以及砝码17，调节机构21移动到所需位置，芯轴滑轮20放在限位托板25上，左右两侧设有限位轴承26与芯轴滑轮部件16有一定间隙，单丝15穿过芯轴滑轮20，并通过单丝固定块13夹紧在摆轮14上，抽取限位托板25使得芯轴滑轮20在下方砝码17重力作用下以自由状态将单丝15张紧。接通电源，电机8转动，通过各级动力传输使得摆轮14做来回旋转摆动，由此带动固定的单丝15在芯轴滑轮20上不停的来回重复做弯曲运动。弯曲的半径可以通过更换不同直径的芯轴滑轮20实现，其随着单丝15的丝径增大而增大。承受的张紧力可以通过更换不同重量砝码17实现，其随着单丝15的丝径增大而增大。钢丝与芯轴滑轮20形成的包角大小可通过芯轴滑轮20的位移调节，单丝15反复弯曲的频率可通过对电机的转速调节从而改变；最终记录钢丝断裂所需的时间以及频率进行钢丝的比对。

综上所述，本实施方式提供的弯曲式钢丝疲劳试验机，通过配重机构16将单丝15以自由重力状态悬挂并夹紧在钢丝固定机构4上，通过钢丝绳固定机构的不停正反转摇摆带动单丝15不停的做弯曲变形，模拟钢丝的反复弯曲，从而实现对不同规格的钢丝在承受张紧力的情况下进行反复的弯曲试验，同时由于试验要求的弯曲变形频率较高，驱动机构直接驱动的正反转达不到要求频率，通过增加所述连杆机构能够实现高频率的往复旋转运动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种弯曲式钢丝疲劳试验机，其特征在于，包括：

钢丝固定机构，用于固定待检测钢丝；

配重机构，设置于所述钢丝固定机构的底侧，用于张紧待检测钢丝；

调节机构，设置于所述配重机构的背面，用于支撑所述配重机构并调节所述配重机构与所述钢丝固定机构之间的距离；

驱动机构，通过连杆机构与所述钢丝固定机构相传动，用于驱动钢丝绳固定机构往复旋转运动，以模拟钢丝的反复弯曲。

2.根据权利要求1所述的弯曲式钢丝疲劳试验机，其特征在于，所述钢丝固定机构包括钢丝固定块（13）和摆轮（14），所述钢丝固定块（13）设置于摆轮（14）的外表面。

3.根据权利要求1所述的弯曲式钢丝疲劳试验机，其特征在于，所述配重机构包括砝码（17）、滑轮座（18）、轴承（19）和芯轴滑轮（20），其中，

所述滑轮座（18）朝向钢丝固定机构的一侧开设有开放式槽体，所述滑轮座（18）的另一侧固定安装有用于悬挂砝码（17）的挂钩；

所述芯轴滑轮（20）位于开放式槽体内，且其两端通过轴承（19）与滑轮座（18）相连接，用于与钢丝连接以在砝码（17）的重量下张紧钢丝。

4.根据权利要求3所述的弯曲式钢丝疲劳试验机，其特征在于，所述调节机构包括滑板（22）、T型螺栓（23）、主限位板（24）、限位托板（25），其中，

所述滑板（22）设置于配重机构的背面，所述主限位板（24）通过T型螺栓（23）安装于滑板（22）的正面，所述滑板（22）与T型螺栓（23）接触处开设有供T型螺栓（23）上下滑动的T型槽；

所述主限位板（24）朝向配重机构的一侧中部开设有用于放置滑轮座（18）的槽体，所述限位托板（25）与主限位板（24）可拆卸连接，用于对滑轮座（18）进行承托。

5.根据权利要求4所述的弯曲式钢丝疲劳试验机，其特征在于，还包括限位轴承（26），所述限位轴承（26）的数量为四个，分别安装于槽体的顶端两侧。

6.根据权利要求4所述的弯曲式钢丝疲劳试验机，其特征在于，所述限位托板（25）朝向主限位板（24）的一侧开设有与主限位板（24）相适配的插槽，且所述限位托板（25）朝向配重机构的一侧开设有供挂钩穿过的空槽；

当限位托板（25）通过插槽与主限位板（24）完全插接时，挂钩位于空槽下方，滑轮座（18）与限位托板（25）相搭接。

7.根据权利要求1所述的弯曲式钢丝疲劳试验机，其特征在于，所述驱动机构包括电机（8）、从动同步带轮（9）、同步带（10）、主动同步带轮（11）和电机座（12），其中，

所述电机座（12）用于支撑电机（8），所述电机（8）用于驱动主动同步带轮（11）转动，所述同步带（10）用于联动从动同步带轮（9）与主动同步带轮（11）。

8.根据权利要求7所述的弯曲式钢丝疲劳试验机，其特征在于，所述连杆机构包括带座轴承（1）、轴体（2）、连杆盘一（3）、连杆（5）、连杆盘二（6）和轴承座（7），其中，

所述连杆（5）用于连杆盘一（3）与连杆盘二（6），所述连杆盘二（6）通过轴承座（7）与从动同步带轮（9）相连接，所述连杆盘一（3）固定于轴体（2）的外表面；

所述轴体（2）与钢丝固定机构相固定，用于将驱动机构的动力传递至钢丝固定机构处；

所述带座轴承（1）安装于轴体（2）的外表面，用于支撑轴体（2）。

9.根据权利要求8所述的弯曲式钢丝疲劳试验机，其特征在于，所述带座轴承（1）的数量为两个，且两个所述带座轴承（1）对称分布于连杆盘一（3）的两侧。