CN203732235U - 螺栓冲击疲劳试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种螺栓冲击疲劳试验机，其特点是：包括机架1、螺杆2、飞轮3、沉头内六角螺钉4、砝码5、托板6、螺栓7、机身8、螺钉9、中板10、滑块11、底板12、支撑架13、电机14、小带轮15、V带16、大带轮17、曲柄连杆机构18、套筒19、橡胶垫20、弹簧21、法兰式套筒22。本实用新型利用电机驱动曲柄连杆机构带动滑块沿垂直方向上下运动，从而带动螺杆螺旋上升、螺旋下降，依靠螺杆上的轴肩及轴肩上的砝码构成冲击质量块，不断的对螺栓连接的机构进行冲击，且可以改变砝码质量，以改变冲击载荷，具有机械结构简单、冲击平稳的特点，能很好的模拟螺栓在承受冲击疲劳时所受的工况环境。

Description

螺栓冲击疲劳试验机

技术领域

本实用新型涉及一种紧固件冲击疲劳试验装置，特别是涉及一种螺栓冲击疲劳试验机。 

背景技术

冲击疲劳试验机主要用于产品的力学环境试验，可以模拟实际的冲击脉冲和冲击能量，模拟零部件在使用过程中可能受到的重复性冲击，以确定零部件对各种冲击环境的适应能力。 

目前的冲击试验规范中，一种是规定冲击运动及其容差要求，另外一种则是冲击响应谱规范。现在大多数的冲击试验设备都是采用自由跌落式冲击试验机实现，由重力驱动（部分有辅助加力装置）。其原理就是：将试件安装在工作台台面的夹具上，由提升机构将试件连同工作台提升到预定高度后，试件和工作台自由跌落，冲击到底座安装的波形发生器上，产生需要的冲击脉冲。 

螺栓是机械产品中最常用的零件之一，主要起紧固作用。根据统计分析，螺栓在静载荷作用下很少会发生破坏，只有在严重过载的时候才会发生。就破坏性质而言，约有90%的螺栓属于疲劳破坏。 

现有的冲击疲劳试验装置鲜有可以对螺栓进行试验的，因此有必要提出一种适合螺栓冲击疲劳试验的装置。 

发明内容

本实用新型的目的就在于解决现有技术存在的问题，提供一种结构简单、能够进行多次重复冲击、且冲击惯性可调的螺栓冲击疲劳试验机。 

本实用新型给出的这种螺栓冲击疲劳试验机，利用电机驱动曲柄连杆机构带动滑块沿垂直方向上下运动，从而带动螺杆螺旋上升、螺旋下降，依靠螺杆上的轴肩及轴肩上的砝码构成冲击质量块，不断的对螺栓连接的机构进行冲击，且可以改变砝码质量，以改变冲击载荷。该螺栓冲击疲劳试验机机械结构简单、冲击平稳，能很好的模拟螺栓在承受冲击疲劳时所受的工况环境。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的。 

这种螺栓冲击疲劳试验机，其特点是：包括机架1、螺杆2、飞轮3、沉头内六角螺钉4、砝码5、托板6、螺栓7、机身8、螺钉9、中板10、滑块11、底板12、支撑架13、电机14、小带轮15、V带16、大带轮17、曲柄连杆机构18、套筒19、橡胶垫20、弹簧21、法兰式套筒22，其中机架1固定在底板12上，底板12通过地脚螺栓固定在水泥地面上；机身（8）通过螺钉（9）固定在可以上下调节高度的中板（10）上；螺杆2穿过机身8，两者轴线重合；待试验的螺栓7穿过托板6和机身8上的螺纹孔，在机身9上端面用螺母拧紧螺栓7；砝码5固定在螺杆止推轴肩25上；机身8中间设有弹簧缓冲系统，滑块11置于中板10中部设有的腔体内，曲柄连杆机构18以及电机14固定在底板12上。 

所述的弹簧缓冲系统，包括有套筒19、橡胶垫20、弹簧21、法兰式套筒22。套筒19上端面与托板6的下端面相接触，下端面与橡胶垫20接触。弹簧21穿过螺杆2安置于法兰式套筒22内部，法兰式套筒22通过螺钉固定在中板10的上端面。 

所述的中板10中部设有光滑内腔101，滑块11通过在内腔101内的上下滑动带动中板10沿机架1上下调节高度。 

所述的滑块11内腔加工有梯形螺纹，其下端面连接着曲柄连杆机构18。 

所述的飞轮3分为飞轮梁31、飞轮外圈32、飞轮内圈33，其中飞轮梁31为沿飞轮3轴心线间隔90°布置，共四个。 

所述的螺杆2包括螺纹孔23、梯形螺纹24、止推轴肩25，其中止推轴肩25设置在螺杆2沿轴线长度的二分之一处，在止推轴肩25的上端面开有以螺杆2轴线为中心周向布置的四个螺纹孔23，每个间隔为90°，梯形螺纹24处于螺杆2的下部，长度为螺杆2的四分之一。 

所述的砝码5为圆盘形，在上端面开有四个沉头孔51，尺寸大小与止推轴肩25上的螺纹孔23一致，砝码5的厚度可以更改，以改变砝码重量。 

所述的弹簧21刚度可以依据不同的试验冲击载荷、冲击频率做出更改。 

本实用新型的有益效果是。 

(1)砝码质量可调，能够改变冲击惯性。 

(2飞轮质量主要集中在外圈，提高了飞轮的转动惯量，稳定冲击速度。 

(3)弹簧和橡胶垫可以有效起到缓冲作用，延长使用寿命。 

 (4)机械结构简单，能够可靠地实现冲击的重复性。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2是图1中A圈的放大图。 

图3是螺杆结构图。 

图4是飞轮结构图。 

图5-1是砝码剖视图，图5-2是砝码俯视图。 

图6-1是中板剖视图，图6-2是中板俯视图。 

图中标记：机架1、螺杆2、飞轮3、沉头内六角螺钉4、砝码5、托板6、螺栓7、机身8、螺钉9、中板10、滑块11、底板12、支撑架13、电机14、小带轮15、V带16、大带轮17、曲柄连杆机构18、套筒19、橡胶垫20、弹簧21、法兰式套筒22、螺纹孔23、梯形螺纹24、止推轴肩25、飞轮梁31、飞轮外圈32、飞轮内圈33、沉头孔51、内腔101。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。 

如图1所示，这种螺栓冲击疲劳试验机，包括有机架1、螺杆2、飞轮3、沉头内六角螺钉4、砝码5、托板6、螺栓7、机身8、螺钉9、中板10、滑块11、底板12、支撑架13、电机14、小带轮15、V带16、大带轮17、曲柄连杆机构18、套筒19、橡胶垫20、弹簧21、法兰式套筒22。机架1固定在底板12上，底板12通过地脚螺栓固定在水泥地面上。中板10的高度可以上下调节，机身8通过螺钉9固定在中板10上。螺杆2穿过机身8，两者轴线重合。待试验的螺栓7穿过托板6和机身8上的螺纹孔，在机身9上端面用螺母拧紧螺栓7。砝码5固定在螺杆止推轴肩25上。机身8中间设有弹簧缓冲系统，滑块11置于中板10的内腔101内，曲柄连杆机构18以及电机14固定在底板12上。 

如图2所示，弹簧缓冲系统包括有套筒19、橡胶垫20、弹簧21、法兰式套筒22。套筒19上端面与托板6的下端面相接触，弹簧21穿过螺杆2安置于法兰式套筒22内部，弹簧21与螺杆2的轴线重合。弹簧21与套筒19之间有橡胶垫20，弹簧21安置在法兰式套筒22内部，弹簧21与法兰式套筒22的底面之间同样设有橡胶垫。法兰式套筒22通过螺钉固定在中板10的上端面。 

如图3所示，螺杆2包括螺纹孔23、梯形螺纹24、止推轴肩25，止推轴肩25设置在螺杆2轴线长度的二分之一处，在止推轴肩25的上端面开有以螺杆2轴线为中心周向布置的四个螺纹孔23，每个间隔为90°。梯形螺纹24处于螺杆2的下部，长度为螺杆2的四分之一。 

如图4所示，飞轮3分为飞轮梁31、飞轮外圈32、飞轮内圈33，飞轮梁31为沿飞轮3轴心线间隔90°布置，共四个。飞轮内圈33的厚度约为飞轮外圈32的一半，因此飞轮3的质量分布远离了螺杆2的轴线，从而提高了飞轮3的转动惯量，更有利于平稳冲击。 

如图5-2所示，砝码5为圆盘形，在上端面开有四个沉头孔51，尺寸大小与止推轴肩25上的螺纹孔23一致。如图5-1所示，针对不同的试验载荷，改变砝码5的厚度，砝码5的质量就会改变，冲击所产生的冲击载荷就会不同。 

如图6-1所示，中板10中部开有具有光滑内壁的内腔101，滑块11可以沿着内壁上下滑动。如图6-2所示，中板10上表面开有若干螺纹孔。 

本实用新型的具体工作过程为。 

试验之前依据试验的具体条件，选择合适的砝码5、曲柄连杆机构18，保证电机14的转速满足试验要求。准备工作就绪后，电机14启动，曲柄连杆机构18运动起来。曲柄连杆18带动滑块11沿着中板的内腔101上下滑动，由于螺杆2上的螺纹部分与滑块11的内腔的螺纹部分相旋合，因此在滑块11上下滑动的时候便带动螺杆2旋转上升或旋转下降。当螺杆2上升过程中，止推轴肩25上的砝码5撞击到机身8内腔的上表面时，此时，曲柄连杆机构18恰好带动滑块11向下滑动，进而带动螺杆2螺旋下降。当下降到止推轴肩25撞击到托板6时，此时，曲柄螺杆机构18恰好带动滑块11向上滑动，螺杆2螺旋上升。当止推轴肩25撞击托板6时，产生的冲击力传递到套筒19上，套筒19将冲击力传递到橡胶垫20和弹簧21上，可以有效降低试验机的振动。止推轴肩25如此反复不断撞击连接螺栓7的托板6和机身8，便可完成冲击疲劳试验。 

本实用新型所提出的螺栓冲击疲劳试验装置，结构简单，运动平稳，能连续不断的对待试验对象进行冲击试验。 

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种螺栓冲击疲劳试验机，其特征在于：包括有机架（1）、螺杆（2）、飞轮(3)、沉头内六角螺钉(4)、砝码(5)、托板(6)、螺栓(7)、机身(8)、螺钉（9）、中板（10）、滑块(11)、底板(12)、支撑架（13）、电机(14)、小带轮(15)、V带（16）、大带轮（17）、曲柄连杆机构（18）、套筒（19）、橡胶垫（20）、弹簧（21）、法兰式套筒（22），其中：

机架（1）固定在底板（12）上，底板（12）通过地脚螺栓固定在水泥地面上；

机身（8）通过螺钉（9）固定在可以上下调节高度的中板（10）上；

螺杆（2）穿过机身（8），两者轴线重合；

待试验的螺栓（7）穿过托板（6）和机身（8）上的螺纹孔，在机身（9）上端面用螺母拧紧螺栓（7）；

砝码（5）固定在螺杆止推轴肩（25）上；

机身（8）中间设有弹簧缓冲系统，滑块（11）置于中板（10）的中腔内，曲柄连杆机构（18）以及电机（14）固定在底板（12）上。

2.根据权利要求1所述的螺栓冲击疲劳试验机，其特征在于：弹簧缓冲系统包括有套筒（19）、橡胶垫（20）、弹簧（21）、法兰式套筒（22），其中套筒（19）上端面与托板（6）的下端面相接触，套筒（19）下端面与橡胶垫（20）接触，弹簧（21）穿过螺杆（2）安置于法兰式套筒（22）内部，法兰式套筒（22）通过螺钉固定在中板（10）的上端面。

3.根据权利要求1所述的螺栓冲击疲劳试验机，其特征在于：中板（10）中部设有光滑内腔（101），滑块（11）通过在内腔（101）内上下滑动带动中板（10）沿机架（1）上下调节高度。

4.根据权利要求3所述的螺栓冲击疲劳试验机，其特征在于：滑块（11）内腔加工有梯形螺纹，下端面连接着曲柄连杆机构（18）。

5.根据权利要求1所述的螺栓冲击疲劳试验机，其特征在于：飞轮（3）包括有飞轮梁（31）、飞轮外圈（32）、飞轮内圈（33），其中飞轮梁（31）为沿飞轮（3）轴心线间隔90°布置。

6.根据权利要求1所述的螺栓冲击疲劳试验机，其特征在于：螺杆（2）包括螺纹孔（23）、梯形螺纹（24）、止推轴肩（25），其中止推轴肩（25）设置在螺杆（2）沿轴线长度的二分之一处，在止推轴肩（25）的上端面开有以螺杆（2）轴线为中心周向布置的四个螺纹孔（23），每个间隔为90°，梯形螺纹（24）处于螺杆（2）的下部，长度为螺杆（2）的四分之一。

7.根据权利要求1所述的螺栓冲击疲劳试验机，其特征在于：砝码（5）为圆盘形，在上端面开有四个沉头孔（51），尺寸大小与止推轴肩（25）上的螺纹孔（23）一致。