CN206557019U - 一种加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机，包括机座、主轴装置、工装及轴向加载装置，工装包括对应配合的试样座以及连接头，连接头与主轴装置的主轴连接，轴向加载装置包括加载电机、减速机以及丝杠螺母机构，加载电机的输出端连接减速机，丝杠螺母机构包括定位座套以及丝杆，减速机固定安装于定位座套上，丝杠定位旋转配合于定位座套内，丝杆一端与减速机的输出轴连接，丝杆上螺纹配合有加载螺母，加载螺母直线定位滑动配合于定位座套内，加载螺母的输出端与试样座传动连接。具有轴向加载装置结构合理，结构紧凑，加载稳定可靠的优点。

Description

一种加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机

技术领域

本实用新型涉及材料接触疲劳试验机。

背景技术

材料接触疲劳试验机用于试验和验证材料在滚动接触的条件下的疲劳寿命——材料在疲劳破坏前所经历的应力循环数称为疲劳寿命。

材料接触疲劳试验机通常包括工装、轴向加载装置以及主轴装置，待测试样固定在工装的试样座上，主轴装置的主轴上安装连接头，连接头安装滚动件，滚动件压于试样上，经轴向加载装置对试样进行加载，主轴装置驱动下，滚动件在一定轴向载荷的情况下在试样上碾压。现有材料接触疲劳试验机上的轴向加载装置有采用杠杆式结构、油缸结构形式等等，存在结构复杂，加载稳定差的缺陷。

发明内容

本实用新型发明目的：为克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种轴向加载装置结构合理，结构紧凑，加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机，包括机座，安装于机座上的主轴装置、工装以及轴向加载装置，工装包括对应配合的试样座以及连接头，所述试样座与轴向加载装置的加载端连接，连接头与主轴装置的主轴连接，其特征在于：所述的轴向加载装置包括加载电机、减速机以及丝杠螺母机构，加载电机的输出端连接减速机，丝杠螺母机构包括定位座套以及丝杆，减速机固定安装于定位座套上，丝杠定位旋转配合于定位座套内，丝杆一端与减速机的输出轴连接，丝杆上螺纹配合有加载螺母，加载螺母直线定位滑动配合于定位座套内，加载螺母的输出端与试样座传动连接。

通过采用上述技术方案，轴向加载装置采用丝杆螺母副实现，具有结构简单紧凑，加载可控，加载精度高以及加载稳定可靠的优点。

优选的，所述加载螺母的输出端连接有弹簧缓冲加载缸，所述试样座直线滑动配合于机座上，加载螺母和试样座经弹簧缓冲加载缸连接。该结构设计下，在加载螺母和试样座之间采用弹簧缓冲加载缸进行加载缓冲，弹簧缓冲加载缸具有缓冲作用，提高加载稳定性。

优选的，所述弹簧缓冲加载缸包括有缓冲缸筒以及缓冲轴，缓冲缸筒一端设有上端盖，缓冲缸筒另一端设有底板，底板上设有贯通轴孔，所述缓冲轴以可轴向滑动的方式插装于缓冲缸筒内，缓冲轴一端伸出贯通轴孔并与贯通轴孔定位配合，缓冲轴上设有位于缓冲缸筒内的环形凸缘，环形凸缘与缓冲缸筒的底板限位配合，所述环形凸缘与缓冲缸筒的上端盖之间设有缓冲碟簧组，所述缓冲碟簧组由若干碟簧堆叠构成，所述缓冲缸筒的上端盖与试样座传动连接，缓冲轴与加载螺母连接。该结构设计下，弹簧缓冲缸筒的结构简单。

优选的，所述试样座包括活动座以及试样座本体，活动座上端设有桶状测试腔，试样座本体固定安装于测试腔内，活动座的测试腔上端口盖设有挡油盖，挡油盖中心设有供连接头的轴部穿过的轴孔，轴孔与连接头的轴部密封配合，所述活动座的测试腔侧壁上设有高于试样座本体的进油孔，活动座的测试腔底壁设有出油孔，出油孔和进油孔均与测试腔连通，所述机座上固定有固定套筒，活动座直线定位滑移配合于固定套筒内，固定套筒一端口为供活动座安装的口部，固定套筒另一端端口设有底盖，底盖中心设有高于固定套筒的筒腔底壁的定位导向孔座，活动座底部连接有推杆，推杆经底盖的定位导向孔座伸出，推杆与定位导向孔座密封配合，推杆与加载螺母的输出端连接，所述出油孔相对于与测试腔连通一端的另一端与固定套筒的筒腔连通，在固定套筒的底部设有低于定位导向孔座的润滑油出孔。该结构设计下，实现对试样进行可靠的润滑，而且测试腔达到避免润滑油飞溅，保证润滑有能可靠的进行回流收集，固定套筒的设计保证试样座安装和动作稳定可靠，并提供润滑油的回收中转，润滑油进入固定套筒内同时也能为活动座和固定套筒之间提供润滑，保证活动座动作稳定可靠；经推杆实现加载螺母对活动座进行驱动加载。

优选的，所述活动座上的出油孔包括沿轴向延伸的轴向孔段以及沿径向延伸的径向孔段，轴向孔段一端口位于测试腔的底壁上，轴向孔段的另一端口与径向孔段连接，所述径向孔段相对于与轴向孔段连接一端的另一端口设于活动座的侧壁上，所述固定套筒的内壁与活动座外壁之间设有回油槽，回油槽连通所述径向孔段和固定套筒的筒腔，在活动座的底端面上设有环绕推杆的隔油槽。该结构设计下，结构简单紧凑，隔油槽的设计避免润滑油回流过程中沿着活动座的壁流至推杆上，引起推杆和定位导向孔座处润滑油渗漏。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例立体图；

图2为本实用新型具体实施例结构示意图；

图3为图2中A部分局部放大视图；

图4为图2中B部分局部放大视图。

具体实施方式

参见附图1至附图4，机座1，固定套筒11，底盖111，定位导向孔座1111，润滑油出孔112，回油槽113，主轴装置2，主轴21，工装3，试样座31，活动座311，测试腔3110，进油孔3111，出油孔3112，隔油槽3113，试样座本体312，挡油盖313，连接头32，推杆33，轴向加载装置4，加载电机41，减速机42，定位座套43，丝杆44，加载螺母45，弹簧缓冲加载缸46，缓冲缸筒461，上端盖4611，底板4612，缓冲轴462，环形凸缘4621，缓冲碟簧组463，滚动试件8。

本实用新型公开的一种加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机，包括机座1，安装于机座1上的主轴装置2、工装3以及轴向加载装置4，主轴装置可为现有技术的结构，不是本申请的改进点，故对其不再赘述，工装3包括对应配合的试样座31以及连接头32，所述试样座21与轴向加载装置4的加载端连接，连接头22与主轴装置2的主轴21连接，滚动试件8安装在主轴装置2的主轴21上，由主轴21驱动旋转，所述的轴向加载装置4包括加载电机41、减速机42以及丝杠螺母机构，加载电机41的输出端连接减速机42，丝杠螺母机构包括定位座套43以及丝杆44，减速机42固定安装于定位座套43上，丝杠44经轴承定位旋转配合于定位座套43内，丝杆44一端与减速机42的输出轴连接，丝杆44上螺纹配合有加载螺母45，加载螺母45直线定位滑动配合于定位座套43内，在加载螺母45的侧壁上设有定位平键，在定位座套43内壁上设有导向槽，定位平键伸入导向槽内实现加载螺母45直线滑移导向配合在定位座套43内，加载螺母45的输出端与试样座31传动连接。轴向加载装置采用丝杆螺母副实现，具有结构简单紧凑，加载精度高以及加载稳定可靠的优点。

为进一步提高加载效果，所述加载螺母45的输出端连接有弹簧缓冲加载缸46，所述试样座31直线滑动配合于机座1上，加载螺母45和试样座43经弹簧缓冲加载缸46连接。在加载螺母和试样座之间采用弹簧缓冲加载缸进行加载缓冲，弹簧缓冲加载缸具有缓冲作用，提高加载稳定性。所述弹簧缓冲加载缸46包括有缓冲缸筒461以及缓冲轴462，缓冲缸筒461一端设有上端盖4611，缓冲缸筒461另一端设有底板4612，底板4612上设有贯通轴孔，所述缓冲轴462以可轴向滑动的方式插装于缓冲缸筒461内，缓冲轴462一端伸出贯通轴孔并与贯通轴孔定位配合，缓冲轴462与加载螺母45连接，缓冲轴462上设有位于缓冲缸筒461内的环形凸缘4621，环形凸缘4621与缓冲缸筒461的底板4612限位配合，所述环形凸缘4621与缓冲缸筒461的上端盖4611之间设有缓冲碟簧组463，所述缓冲碟簧组463由若干碟簧堆叠构成，所述缓冲缸筒461的上端盖4611与试样座31传动连接。当然弹簧缓冲加载缸还可以采用现有技术中其它结构形成，如加载的缸筒为可轴向活动的两部分，缸筒内设置缓冲弹簧；或者缸筒为可轴向活动的两部分，其中一缸筒部为固定，另一缸筒部为活动，活动缸筒内固定缓冲轴，活动缸筒和固定缸筒之间设缓冲弹簧，缓冲弹簧套在缓冲轴上，缓冲轴从固定缸筒轴向端面伸出并有限位凸沿，缓冲轴伸出端为加载端等等；但优先采用本具体实施例结构的弹簧缓冲缸结构，具有结构简单的优点，对接触疲劳试验机提供更好的轴向加载效果。

本具体实施例中，所述试样座31包括活动座311以及试样座本体312，活动座311上端设有桶状测试腔3110，试样座本体312固定安装于测试腔3110内，活动座311的测试腔3110上端口盖设有挡油盖313，挡油盖313中心设有供连接头32的轴部穿过的轴孔，轴孔与连接头32的轴部密封配合（其中连接头的轴部可以为与连接头一体成型，也可以为如图中所示的“分体”-轴部为驱动连接头旋转的主轴21一部分），所述活动座311的测试腔3110侧壁上设有高于试样座本体312的进油孔3111，进油孔3111连接进油管实现润滑油提供，活动座311的测试腔3110底壁设有出油孔3112，出油孔3112和进油孔3111均与测试腔3110连通，所述机座1上固定有固定套筒11，活动座311直线定位滑移配合于固定套筒11内，活动座311侧壁上设定位键，固定套筒11内设有直线导向槽，活动座311的定位键定位配合于直线导向槽内实现活动座311直线定位滑移配合于固定套筒11内，固定套筒11一端口为供活动座311安装的口部，固定套筒11另一端端口设有底盖111，底盖111中心设有高于固定套筒11的筒腔底壁的定位导向孔座1111，活动座311底部连接有推杆33，推杆33经底盖111的定位导向孔座1111伸出，推杆33与定位导向孔座1111密封配合，推杆33与加载螺母45的输出端连接，本具体实施例中，在弹簧加载缓冲缸设计下，推杆与弹簧加载缓冲缸进行连接，所述出油孔3112相对于与测试腔3110连通一端的另一端与固定套筒11的筒腔连通，在固定套筒11的底部设有低于定位导向孔座1111的润滑油出孔112。实现对试样进行可靠的润滑，而且测试腔达到避免润滑油飞溅，保证润滑有能可靠的进行回流收集，固定套筒的设计保证试样座安装和动作稳定可靠，并提供润滑油的回收中转，润滑油进入固定套筒内同时也能为活动座和固定套筒之间提供润滑，保证活动座动作稳定可靠；经推杆实现加载螺母对活动座进行驱动加载。

为保证润滑油回油可靠，所述活动座311上的出油孔3112包括沿轴向延伸的轴向孔段以及沿径向延伸的径向孔段，轴向孔段一端口位于测试腔3110的底壁上，轴向孔段的另一端口与径向孔段连接，所述径向孔段相对于与轴向孔段连接一端的另一端口设于活动座311的侧壁上，所述固定套筒11的内壁与活动座311外壁之间设有回油槽113，回油槽113连通所述径向孔段和固定套筒11的筒腔，在活动座311的底端面上设有环绕推杆33的隔油槽3113。出油孔的结构简单紧凑，隔油槽的设计避免润滑油回流过程中沿着活动座的壁流至推杆上，引起推杆和定位导向孔座处润滑油渗漏。

Claims (5)

1.一种加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机，包括机座，安装于机座上的主轴装置、工装以及轴向加载装置，工装包括对应配合的试样座以及连接头，所述试样座与轴向加载装置的加载端连接，连接头与主轴装置的主轴连接，其特征在于：所述的轴向加载装置包括加载电机、减速机以及丝杠螺母机构，加载电机的输出端连接减速机，丝杠螺母机构包括定位座套以及丝杆，减速机固定安装于定位座套上，丝杠定位旋转配合于定位座套内，丝杆一端与减速机的输出轴连接，丝杆上螺纹配合有加载螺母，加载螺母直线定位滑动配合于定位座套内，加载螺母的输出端与试样座传动连接。

2.根据权利要求1所述加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机，其特征在于：所述加载螺母的输出端连接有弹簧缓冲加载缸，所述试样座直线滑动配合于机座上，加载螺母和试样座经弹簧缓冲加载缸连接。

3.根据权利要求2所述加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机，其特征在于：所述弹簧缓冲加载缸包括有缓冲缸筒以及缓冲轴，缓冲缸筒一端设有上端盖，缓冲缸筒另一端设有底板，底板上设有贯通轴孔，所述缓冲轴以可轴向滑动的方式插装于缓冲缸筒内，缓冲轴一端伸出贯通轴孔并与贯通轴孔定位配合，缓冲轴上设有位于缓冲缸筒内的环形凸缘，环形凸缘与缓冲缸筒的底板限位配合，所述环形凸缘与缓冲缸筒的上端盖之间设有缓冲碟簧组，所述缓冲碟簧组由若干碟簧堆叠构成，所述缓冲缸筒的上端盖与试样座传动连接，缓冲轴与加载螺母连接。

4.根据权利要求1或2或3所述加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机，其特征在于：所述试样座包括活动座以及试样座本体，活动座上端设有桶状测试腔，试样座本体固定安装于测试腔内，活动座的测试腔上端口盖设有挡油盖，挡油盖中心设有供连接头的轴部穿过的轴孔，轴孔与连接头的轴部密封配合，所述活动座的测试腔侧壁上设有高于试样座本体的进油孔，活动座的测试腔底壁设有出油孔，出油孔和进油孔均与测试腔连通，所述机座上固定有固定套筒，活动座直线定位滑移配合于固定套筒内，固定套筒一端口为供活动座安装的口部，固定套筒另一端端口设有底盖，底盖中心设有高于固定套筒的筒腔底壁的定位导向孔座，活动座底部连接有推杆，推杆经底盖的定位导向孔座伸出，推杆与定位导向孔座密封配合，推杆与加载螺母的输出端连接，所述出油孔相对于与测试腔连通一端的另一端与固定套筒的筒腔连通，在固定套筒的底部设有低于定位导向孔座的润滑油出孔。

5.根据权利要求4所述加载稳定可靠的材料接触疲劳试验机，其特征在于：所述活动座上的出油孔包括沿轴向延伸的轴向孔段以及沿径向延伸的径向孔段，轴向孔段一端口位于测试腔的底壁上，轴向孔段的另一端口与径向孔段连接，所述径向孔段相对于与轴向孔段连接一端的另一端口设于活动座的侧壁上，所述固定套筒的内壁与活动座外壁之间设有回油槽，回油槽连通所述径向孔段和固定套筒的筒腔，在活动座的底端面上设有环绕推杆的隔油槽。