CN201497672U - 一种钢丝微动疲劳试验机 - Google Patents

Abstract

一种钢丝微动疲劳试验机，主要由水平加载装置，轴向夹紧、拉压装置构成；水平加载装置由凹形水平支座，导向支座，楔形滑块，加载钢丝，压力传感器，加载杆和锁紧螺母构成；轴向夹紧装置由轮辐式拉压传感器，与轮辐式拉压传感器相连的螺纹杆和固定在螺纹杆上的上夹持块构成；轴向拉压装置由油缸，连接在油缸活塞上的螺纹杆和固定在螺纹杆上的下夹持块构成。通过水平加载装置对轴向钢丝施加水平设定载荷，并通过轴向夹紧、拉压装置对钢丝试样作用轴向疲劳应力，实现对钢丝试样的微动磨损和轴向疲劳应力共同作用的微动疲劳试验。动态调整凹形水平支座使轴向疲劳钢丝不产生弯曲应力，振幅频率变动范围广，易于利用计算机程序控制和测量。

Description

一种钢丝微动疲劳试验机

技术领域

本实用新型涉及一种试验机，尤其是涉及一种用于研究钢丝微动疲劳状况的钢丝微动疲劳试验机。

背景技术

钢丝绳具有良好的弯曲柔韧性和承载能力，因而被广泛用作运输机械的牵引缆绳、矿山机械的提升缆绳、乘人索道的支撑缆绳、斜拉桥的承载钢索等，钢丝绳的承载强度和服役寿命对于这些应用装备的安全运行都非常重要。在这些装备的运行过程中，钢丝绳要经受反复的拉伸和弯曲以及动态载荷，使钢丝绳内部各股之间、钢丝与钢丝之间经受不同微动振幅的微动磨损，而且还要承受交变应力。较小的微动振幅往往会引起钢丝微动接触区的裂纹萌生、扩展与断裂，形成微动疲劳，加剧钢丝绳的疲劳破坏。微动疲劳作为微动损伤的三种模式之一，是在微动损伤影响下的疲劳破坏，复合了微动磨损与轴向疲劳，严重影响钢丝绳中钢丝的疲劳强度。因此，研制一种结构简单的微动疲劳试验机，来探讨钢丝的微动疲劳现象、机理及影响因素，对钢丝绳由于微动疲劳引起的疲劳强度降低和早期断裂进行预测，对提高钢丝绳的使用寿命有着重要意义。

目前用于微动摩擦及疲劳方面的试验机有：专利号为200420080073.8公开的一种钢丝微动磨损试验机，凸轮推动悬臂弹性板使下钢丝试样产生微小振幅振动，实现上、下钢丝试样的微动摩擦；专利号为200620125386.X公开的一种多功能微摩擦磨损试验机，实现下试样的大振幅和微振幅往复直线运动，完成上、下试样的对磨；MTS810型液压伺服疲劳试验机；专利号为200810196045.5公开的一种疲劳试验机，可通过控制高温箱内的温度对同时两组试样在不同温度条件下作不同频率的扭曲疲劳试验，可提高试验的工作效率；专利号为200810304928.3公开的一种对大直径轴类试件施加叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法及装置，采用减速器结构，可对同时承受磨损载荷和疲劳载荷的试样疲劳断裂原因和寿命预测有帮助。

上述试验机中，试样的微动摩擦试验机和疲劳试验机均是单一形式的试验机，叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法及装置是减速器结构，适用于轴类试件，而对于集钢丝间微动摩擦磨损与轴向疲劳为一体、结构简单的试验机还没有。

发明内容

技术问题：根据已有技术中存在的问题，本实用新型的目的是研制一种结构简单、集成钢丝之间的微动磨损和钢丝轴向疲劳为一体的微动疲劳试验机。

技术方案：本实用新型的钢丝微动疲劳试验机，包括支撑平台，设在支撑平台上的两根支撑立柱，两根支撑立柱上设有对轴向钢丝施加水平方向力的水平加载装置，支撑立柱的顶部设有承载梁，承载梁下端面上设有夹住轴向钢丝上端的轴向夹紧装置，支撑平台上端面上设有夹住轴向钢丝下端的轴向拉压装置；所述水平加载装置包括凹形水平支座，凹形水平支座上对称设有位于轴向钢丝两侧的导向支座，导向支座内对称设有楔形滑块，楔形滑块相对轴向钢丝一侧设有加载钢丝；轴向钢丝一侧导向支座内的楔形滑块连接有压力传感器，另一侧导向支座内的楔形滑块连接有加载杆和调节加载杆的锁紧螺母，凹形水平支座的两端分别设有将其固定于两根支撑立柱上的内外夹具。

所述的楔形滑块端面开有半圆形凹槽，在凹槽末端开有将加载钢丝置于凹槽中的通孔；所述的加载杆中间为四棱状；所述设在承载梁下端面的轴向夹紧装置由轮辐式拉压传感器，与轮辐式拉压传感器相连的螺纹杆和固定在螺纹杆上的上夹持块构成；所述设在支撑平台上的轴向拉压装置由油缸，连接在油缸活塞上的螺纹杆和固定在螺纹杆上的下夹持块构成。

有益效果：本实用新型采用电液伺服驱动方式对钢丝试样施加轴向力，并采用对称的导向支座和楔形滑块加载，整体式可浮动的凹形水平支座，可动态地调整水平支座使轴向疲劳钢丝不产生弯曲应力，能够同时将微动磨损和轴向疲劳应力共同作用在轴向钢丝上，可以实现轴向钢丝在不同接触载荷、不同微动振幅、不同应力幅、不同应力比、不同频率下的微动疲劳，同时可以记录实验过程中轴向钢丝交变力的变化，这对研究钢丝由于微动磨损引起的疲劳强度降低和断裂提供了有效的实验装备。其结构简单，驱动力大，实验参数变动方便、易于计算机控制和测量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的A-A视图。

图中：1-固定螺母，2-上承载梁，3-支撑立柱，4-下夹持块，5-螺纹杆，6-活塞，7-油缸，8-支撑平台，9-压力传感器，10-凹形水平支座，11-轴向钢丝，12-上夹持块，13-螺纹杆，14-轮辐式拉压传感器，15-外夹具，16-内夹具，17-螺栓，18-锁紧螺母，19-加载杆，20-导向支座，21-楔形滑块，22-加载钢丝。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：

本实用新型钢丝微动疲劳试验机，主要由支撑台架、水平加载装置和疲劳试验装置构成。支撑台架由固定螺母1、上承载梁2、支撑立柱3和支撑平台8组成，支撑立柱3固定在支撑平台8上，上承载梁2由支撑立柱3支撑，通过固定螺母1连接。加载装置包括对称置于轴向钢丝两侧的楔形滑块21，楔形滑块21端面铣有半圆形凹槽，在凹槽末端打有通孔，加载钢丝22分别置于凹槽中，由两通孔中穿出并被固定住，两楔形滑块21分别置于带有楔形槽的导向支座20中，导向支座20固定在凹形水平支座10上，其中一个楔形滑块21与加载杆19接触，加载杆19中间为四棱状，加载杆19与凹形水平支座10一端螺纹连接，并由锁紧螺母18锁死，另一个楔形滑块与压力传感器9连接，压力传感器9固定于凹形水平支座10另一端，凹形水平支座10两端均加工有楔形滑块状，中间为一水平底板，凹形水平支座10置于加工有楔形槽的内夹具16内，内夹具16、外夹具15固定在支撑立柱3上。疲劳试验装置由轴向拉压装置和轴向夹紧装置构成，轴向拉压装置由油缸7，连接在油缸活塞6上的螺纹杆5和固定在螺纹杆5上的下夹持块4构成；轴向夹紧装置由轮辐式拉压传感器14，与轮辐式拉压传感器14相连的螺纹杆13和固定在螺纹杆13上的上夹持块12构成。轴向钢丝11由凹形水平支座10的正中心孔穿过，轴向钢丝11固定于上夹持块12和下夹持块4之间，上夹持块12通过螺纹杆13与轮辐式拉压传感器14连接，轮辐拉压传感器14固定于上承载梁2下端面上，下夹持块4通过螺纹杆5与活塞6连接，活塞6置于油缸7内，油缸7固定于支撑平台8上。

Claims (5)

1.一种钢丝微动疲劳试验机，其特征在于：它包括支撑平台(8)，设在支撑平台(8)上的两根支撑立柱(3)，两根支撑立柱(3)上设有对轴向钢丝(11)施加水平方向力的水平加载装置，支撑立柱(3)的顶部设有承载梁(2)，承载梁(2)下端面上设有夹住轴向钢丝(11)上端的轴向夹紧装置，支撑平台(8)上端面上设有夹住轴向钢丝(11)下端的轴向拉压装置；所述水平加载装置包括凹形水平支座(10)，凹形水平支座(10)上对称设有位于轴向钢丝(11)两侧的导向支座(20)，导向支座(20)内对称设有楔形滑块(21)，楔形滑块(21)相对轴向钢丝(11)一侧设有加载钢丝(22)；轴向钢丝(11)一侧导向支座(20)内的楔形滑块(21)连接有压力传感器(9)，另一侧导向支座(20)内的楔形滑块(21)连接有加载杆(19)和加载杆(19)上的锁紧螺母(18)，凹形水平支座(10)的两端分别设有将其固定于两根支撑立柱(3)上的内外夹具(16、15)。

2.根据权利要求1所述的钢丝微动疲劳试验机，其特征在于：所述的楔形滑块(21)端面开有半圆形凹槽，在凹槽末端开有将加载钢丝(22)置于凹槽中的通孔。

3.根据权利要求1所述的钢丝微动疲劳试验机，其特征在于：所述的加载杆(19)中间为四棱状。

4.根据权利要求1所述的钢丝微动疲劳试验机，其特征在于：所述设在支撑平台(8)上的轴向拉压装置由油缸(7)，连接在活塞(6)上的螺纹杆(5)和固定在螺纹杆(5)上的下夹持块(4)构成。

5.根据权利要求1所述的钢丝微动疲劳试验机，其特征在于：所述设在承载梁(2)下端面的轴向夹紧装置由轮辐式拉压传感器(14)，与轮辐式拉压传感器(14)相连的螺纹杆(13)和固定在螺纹杆(13)上的上夹持块(12)构成。

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