CN213422774U - 一种磁力加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁力加载装置，包括磁力输出组件、试件平台和控制电路，所述磁力输出组件包括相对设置的第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁通过承力支架固定支撑于所述试件平台上方，所述第二电磁铁与所述第一电磁铁之间通过弹性元件活动相连，压板固定连接于所述第二电磁铁下方，所述压板能够抵压所述试件平台，所述第一电磁铁的引线和第二电磁铁的引线分别与所述控制电路相连。本实用新型结构简单，且由于荷载来自于均匀的磁场，此种加载方式具有良好的均匀性。

Description

一种磁力加载装置

技术领域

本实用新型涉及静力荷载加载技术领域，具体涉及一种磁力加载装置。

背景技术

通常为了考核所设计的结构或产品的静强度或动强度，需进行静力试验或振动试验。所有强度考核试验都应尽可能真实复现试验件的工作状态和环境，有相当一部分试验件的正常工作环境或状态是处于静、动载荷的复合环境，许多产品的结构或强度失效都与静力预载与振动的综合作用有关。产品处在一定静载的条件下，材料强度会发生改变，在此种情况下，同时再施加振动载荷，结构便更容易遭到破坏，导致产品失效；因此此类产品必须作带静力预载的振动试验。

目前对于此类带静力预载的振动试验，传统试验方法的静力加载方式有液压式、橡皮绳式、真空吸盘式和气囊式等，但这些加载方式都是直接在试验件上进行加载，对试验件会有一定的影响，而且这些加载方式不是结构相对复杂就是加载均匀性一般，在实际的实验加载过程中所受限制很多。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，加载均匀的磁力加载装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种磁力加载装置，包括磁力输出组件、试件平台和控制电路，所述磁力输出组件包括相对设置的第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁通过承力支架固定支撑于所述试件平台上方，所述第二电磁铁与所述第一电磁铁之间通过弹性元件活动相连，压板固定连接于所述第二电磁铁下方，所述压板能够抵压所述试件平台，所述第一电磁铁的引线和第二电磁铁的引线分别与所述控制电路相连。

进一步的，所述第二电磁铁上连接有导柱，所述第一电磁铁上设置有与所述导柱配合的轴承，所述导柱与所述轴承滑动连接。

进一步的，所述第二电磁铁位于所述第一电磁铁的上方，所述压板连接于所述导柱穿过所述第一电磁铁的另一端。

进一步的，所述弹性元件为压缩弹簧。

进一步的，所述第一电磁铁通过升降气缸与所述承力支架升降连接，所述升降气缸连接于所述第一电磁铁两侧。

进一步的，所述第一电磁铁设置于升降平台上，所述升降平台上设置有与所述承力支架固定的锁紧件。

进一步的，所述第一电磁铁和第二电磁铁为两个E型电磁铁。

进一步的，所述试件平台上设置有固定工装。

进一步的，所述压板与所述试件平台之间设置有力传感器，所述力传感器与所述控制电路相连。

进一步的，所述控制电路还包括功率放大器和信号采集模块，所述功率放大器与所述磁力输出组件相连，所述信号采集模块分别与所述力传感器和功率放大器相连。

本实用新型的一种磁力加载装置与现有技术相比的有益效果是，结构简单，且由于荷载来自于均匀的磁场，此种加载方式具有良好的均匀性。

附图说明

图1是本实用新型的实施例一正视图；

图2使本实用新型磁力输出组件示意图；

图3是本实用新型的实施例一侧视图；

图4是本实用新型的电磁铁结构示意图；

图5是本实用新型的工作原理图。

图中标号说明：1、承力支架，2、锁紧件，3、升降平台，4、磁力输出组件，5、压板，6、力传感器，7、固定工装，8、试件平台，9、升降气缸，10、导柱，11、压缩弹簧，12、轴承，13、第二电磁铁，14、第一电磁铁，15、功率放大器，16、信号采集模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，为本实用新型的一种磁力加载装置的实施例示意图。本实用新型的加载装置包括磁力输出组件4、试件平台8和控制电路，控制电路向磁力输出组件4通入恒定的电流，产生恒定的磁场，磁力输出组件4输出恒定的电磁力，磁力输出组件4对试件平台8上的试件加载该电磁力，实现对试件静力的加载的均匀。

具体的，参照图1和图2所示，为本实用新型的实施例一结构示意图。所述磁力输出组件4包括相对设置的第一电磁铁14和第二电磁铁13，所述第一电磁铁14通过承力支架1固定支撑于所述试件平台8上方，即工作时，第一电磁铁14相对承力支架1固定。所述第二电磁铁13与所述第一电磁铁14之间通过弹性元件活动相连，压板5固定连接于所述第二电磁铁13下方，即第二电磁铁13能够带动压板5移动，使得所述压板5能够抵压所述试件平台8以对其施压。所述第一电磁铁14的引线和第二电磁铁13的引线分别与所述控制电路相连。本实施例中，为保证第二电磁铁13只能够在竖直方向运动，所述第二电磁铁13上连接有导柱10，所述第一电磁铁14上设置有与所述导柱10配合的轴承12，所述导柱10与所述轴承12滑动连接。且为保证第二电磁铁13的稳定，所述第二电磁铁13位于所述第一电磁铁14的上方，所述压板5连接于所述导柱10穿过所述第一电磁铁14的另一端。本实施例中，所述弹性元件为压缩弹簧11。

工作时，控制电路向第一电磁铁14和第二电磁铁13上所绕的线圈通入恒定的电流，产生恒定的磁场，根据磁性材料同极相斥、异极相吸的原理，当第一电磁铁14和第二电磁铁13的相对端分别表现为一个N极，另一个S极时，他们之间产生吸引力，第一电磁铁14和第二电磁铁13之间的吸引力克服压缩弹簧11的弹力，使得第二电磁铁13向下移动，通过导柱10与第二电磁铁13相连的压板5直接压住试件对试件施加载荷。本实施例中，由于第二电磁铁13被压缩弹簧11支撑于第一电磁铁14上方，因此第一电磁铁14和第二电磁铁13之间不会发生接触，且能够保证第二电磁铁13位置的稳定。导柱10既起到连接第二电磁铁13的作用，又实现对第二电磁铁13移动的导向，结构简单，便于实现。由于第一电磁铁14和第二电磁铁13之间产生均匀的磁场，因此此种加载方式具有良好的均匀性。

在本实用新型的其他实施例中，第二电磁铁13还可以设置在第一电磁铁14下方，此时第二电磁铁13固定连接于导柱10中部，导柱10上端穿过第一电磁铁14内的轴承12，导柱10下端连接压板5，弹性元件为拉力弹簧。此种情况下控制电路控制第一电磁铁14和第二电磁铁13的相对端同为N极或同为S极，两者之间产生排斥力，排斥力克服拉力弹簧的弹力，将第二电磁铁13向下推动，通过导柱10与第二电磁铁13相连的压板5直接压住试件对试件施加载荷。

参照图3所示，进一步的，为方便控制磁力输出组件4与试件平台8之间的距离，以方便将试件放置在试件平台8上，所述第一电磁铁14通过升降气缸9与所述承力支架1升降连接，所述升降气缸9连接于所述第一电磁铁14两侧。不影响压板5的上下移动。本实施例中，为方便固定第一电磁铁14，所述第一电磁铁14设置于升降平台3上，所述升降平台3上设置有与所述承力支架1固定的锁紧件2。此时，升降气缸9连接升降平台3，工作时，升降气缸9将升降平台3向上推出，使磁力输出组件4提升到一定高度，然后将试件安放在试件平台8的台面上，继续通过升降气缸9缓慢下降磁力输出组件4，当压板5和试件的距离控制在一定范围内，通过锁紧件2将升降平台3锁紧在承力支架1上。为保证试件能够稳定在试件平台8上，所述试件平台8上设置有固定工装7。

参照图4所示，本实施例中，所述第一电磁铁14和第二电磁铁13为两个E型电磁铁。控制电路控制两个E型电磁铁产生异性磁力，两个电磁铁相互靠近时，产生了均匀分布的磁场，由于异性相吸，两个电磁铁之间形成均匀分布的正压力，当距离进一步缩小，正压力也会相应增大，从而克服压缩弹簧11的弹力，使压板5对试件施加压力。

参照图5所示，为实时获知加载力的大小，所述压板5与所述试件平台8之间设置有力传感器6，所述力传感器6与所述控制电路相连。力传感器6反馈试件受力的大小，从而控制电路能够通过调节电流大小来改变吸引力的大小，从而满足实验要求。为控制电流，所述控制电路还包括功率放大器15和信号采集模块16，所述功率放大器15与所述磁力输出组件4相连，所述信号采集模块16分别与所述力传感器6和功率放大器15相连。功率放大器15提供电信号给磁力加载组件使其输出电磁力，电磁力由力传感器6采集，信号采集模块16将力传感器6的电压信号转化为可视化数值，操作过程中可以根据反馈的电压信号来调整功率放大器15输入电流的大小，从而控制加载装置的输出力。

本实用新型在工作时，首先进行试件安装，升降气缸9将升降平台3向上推出，使磁力输出组件4提升到一定高度，然后将试件安放在试件平台8的台面上，继续通过升降气缸9缓慢下降磁力输出组件4，当压板5和试件的距离控制在一定范围内，通过锁紧件2将升降平台3锁紧在承力支架1上。试件安装完成后，打开功率放大器15，对加载装置输入电流，磁力输出组件4中的第一电磁铁14和第二电磁铁13通电后产生吸力，电磁铁之间的额吸力克服压缩弹簧11之间的弹力，使与导柱10相连的压板5直接压住试件向试件施加载荷。试件所受力的大小通过力传感器6进行反馈，以便通过调节功率放大器15的电流大小来改变吸力的大小，从而满足实验要求。本实用新型的结构简答，同时由于荷载来自于均匀的磁场，此种加载方式具有良好的均匀性。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种磁力加载装置，其特征在于，包括磁力输出组件、试件平台和控制电路，所述磁力输出组件包括相对设置的第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁通过承力支架固定支撑于所述试件平台上方，所述第二电磁铁与所述第一电磁铁之间通过弹性元件活动相连，压板固定连接于所述第二电磁铁下方，所述压板能够抵压所述试件平台，所述第一电磁铁的引线和第二电磁铁的引线分别与所述控制电路相连。

2.如权利要求1所述的一种磁力加载装置，其特征在于，所述第二电磁铁上连接有导柱，所述第一电磁铁上设置有与所述导柱配合的轴承，所述导柱与所述轴承滑动连接。

3.如权利要求2所述的一种磁力加载装置，其特征在于，所述第二电磁铁位于所述第一电磁铁的上方，所述压板连接于所述导柱穿过所述第一电磁铁的另一端。

4.如权利要求3所述的一种磁力加载装置，其特征在于，所述弹性元件为压缩弹簧。

5.如权利要求1所述的一种磁力加载装置，其特征在于，所述第一电磁铁通过升降气缸与所述承力支架升降连接，所述升降气缸连接于所述第一电磁铁两侧。

6.如权利要求1所述的一种磁力加载装置，其特征在于，所述第一电磁铁设置于升降平台上，所述升降平台上设置有与所述承力支架固定的锁紧件。

7.如权利要求1所述的一种磁力加载装置，其特征在于，所述第一电磁铁和第二电磁铁为两个E型电磁铁。

8.如权利要求1所述的一种磁力加载装置，其特征在于，所述试件平台上设置有固定工装。

9.如权利要求1所述的一种磁力加载装置，其特征在于，所述压板与所述试件平台之间设置有力传感器，所述力传感器与所述控制电路相连。

10.如权利要求9所述的一种磁力加载装置，其特征在于，所述控制电路还包括功率放大器和信号采集模块，所述功率放大器与所述磁力输出组件相连，所述信号采集模块分别与所述力传感器和功率放大器相连。

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