TWM523854U - 扭轉疲勞試驗裝置 - Google Patents

Description

扭轉疲勞試驗裝置

本創作關於一種扭轉試驗機，特別是關於一種扭轉疲勞試驗裝置。

疲勞（fatigue）試驗是一種零、構件結構試驗，其用於研究及驗證零、構件經長時間反覆受力而造成原有強度等物理性質衰弱，甚而產生龜裂或斷裂的現象。由於零、構件的疲勞是造成機械損壞的重要原因，故藉由疲勞試驗來確認零、構件的壽命，對於確保機械安全性是相當必要的事情。

疲勞試驗中，扭轉疲勞試驗是對一待測物（例：一線纜）以一定角度反覆扭轉而測試其耐久性的試驗，扭轉疲勞試驗的實行通常為利用一扭轉試驗機。習知的扭轉試驗機主要由用於支撐待測物的一支撐架和用於帶動待測物扭轉的伺服馬達所構成，藉由控制使伺服馬達以一定規律正反轉輸出，而對待測物以正反角度反覆進行扭轉，

然而，要利用伺服馬達對待測物進行反覆扭轉，會涉及到自正轉變換為反轉過程中的速度變化控制、正轉與反轉扭轉量的最大角度控制……等多項複雜的馬達控制，因而此種扭轉試驗機的控制難度高而試驗參數的精確度難以維持。再者，比起一般的單向旋轉驅動，伺服馬達在進行正反轉驅動下的損耗更為激烈，疲勞試驗的長時間消耗下會造成汰換率明顯上升，而增加機台維護成本。

鑒於以上所述，習知的扭轉試驗機在控制難度、試驗精確度、及機台維護成本上皆面臨困難。

緣此，本創作的目的在於提供一種扭轉疲勞試驗裝置，能夠簡化控制、提高試驗精確度、並節約機台維護成本。

本創作為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種扭轉疲勞試驗裝置，包含：一纜線承置機構，包括在一扭轉軸線上以一預定試驗長度而間隔設置的一旋轉座及一滑移座，該旋轉座係於該扭轉軸線為可旋轉，該滑移座係沿該扭轉軸線為可滑移，以供一待測纜線延伸設置在該旋轉座與該滑移座之間，藉由該旋轉座之旋轉帶動該待測纜線扭轉而進行一扭轉疲勞試驗；一運動導引機構，具有一線性滑移構件，該線性滑移構件係線性可滑移且連接在該旋轉座的一半徑位置處，以在該線性滑移構件線性滑移時帶動該旋轉座旋轉；以及一驅動機構，包括一驅動構件、一旋轉構件、及一連桿構件，該旋轉構件經該驅動構件驅動而在一預定旋轉方向以一預定轉速而旋轉，該連桿構件之一端以一偏心距離樞接於該旋轉構件，該連桿構件之另一端連接該線性滑移構件，以在該旋轉構件旋轉時帶動該線性滑移構件進行往復線性滑移。

根據本創作的一實施例的扭轉疲勞試驗裝置，其中該扭轉軸線係實質沿著重力方向延伸。

根據本創作的一實施例的扭轉疲勞試驗裝置，其中該滑移座包括一外環固定件及一內環滑移件，該外環固定件具有沿該扭轉軸線貫穿的一滑移通道，該內環滑移件滑移嵌置於該滑移通道中，該內環滑移件具有沿該扭轉軸線貫穿的一通線穿孔，供該待測纜線穿置固定於該通線穿孔中。

根據本創作的一實施例的扭轉疲勞試驗裝置，更包括一導通檢測機構，具有一導通判斷單元，串聯該待測纜線，以檢測該待測纜線的疲勞斷裂。

根據本創作的一實施例的扭轉疲勞試驗裝置，更包括一吊重構件，供吊置在該待測纜線上。

根據本創作的一實施例的扭轉疲勞試驗裝置，其中該線性滑移構件係沿著一環繞路徑而線性可滑移。

根據本創作的一實施例的扭轉疲勞試驗裝置，其中該線性滑移構件係一鍊條構件。

根據本創作的一實施例的扭轉疲勞試驗裝置，其中該連桿構件在該旋轉構件與該線性滑移構件之間的長度為可調整。

根據本創作的一實施例的扭轉疲勞試驗裝置，其中該連桿構件對於該旋轉構件的該偏心距離係可調整。

根據本創作的一實施例的扭轉疲勞試驗裝置，其中該纜線承置機構包括複數個該旋轉座及複數個該滑移座，該複數個旋轉座與該線性滑移構件連接。

經由本創作所採用的技術手段，本創作的扭轉疲勞試驗裝置無須複雜的馬達速度變化控制，而能夠以單純的持續性單向旋轉驅動來帶動待測纜線進行正反角度往復扭轉，大大地簡化控制難度。再者，本創作的扭轉疲勞試驗裝置能夠藉由改變機構或構件之間的配置關係來方便達到試驗參數（例，扭轉角度）的精確調整，而有效避免因馬達控制精度不足所產生的誤差。另外，本創作的扭轉疲勞試驗裝置對於驅動構件的動作要求單純（最低僅須單向旋轉驅動），因此在運作上的損耗極少，且市面上大多數馬達都得以適用，從而能夠大幅節約在零件壽命及汰換開銷上所造成的機台維護成本。

以下根據第1圖至第4圖，而說明本創作的實施方式。說明並非為限制本創作的實施方式，而為本創作之實施例的一種。

如第1圖至第3圖所示，根據本創作的一實施例的一扭轉疲勞試驗裝置100，包含：一纜線承置機構1，包括在一扭轉軸線A上以一預定試驗長度D而間隔設置的一旋轉座11及一滑移座12，旋轉座11於扭轉軸線A為可旋轉，滑移座12沿扭轉軸線A為可滑移，以供一待測纜線L延伸設置在旋轉座11與滑移座12之間，藉由旋轉座11之旋轉帶動待測纜線L扭轉而進行一扭轉疲勞試驗；一運動導引機構2，具有一線性滑移構件21，線性滑移構件21為線性可滑移且連接在旋轉座11的一半徑位置處，以在線性滑移構件21線性滑移時帶動旋轉座11旋轉；以及一驅動機構3，包括一驅動構件31、一旋轉構件32、及一連桿構件33，旋轉構件32經驅動構件31驅動而在一預定旋轉方向R以一預定轉速而旋轉，連桿構件33之一端331以一偏心距離樞接於旋轉構件32，連桿構件33之另一端332連接線性滑移構件21，以在旋轉構件32旋轉時帶動線性滑移構件21進行往復線性滑移。

具體而言，纜線承置機構1的結構如第1圖、第2a圖及第2b圖所示，其包括一上下雙層式的架體10，旋轉座11設在架體10的上層，滑移座12設在架體10的下層而與旋轉座11間隔設置。藉此，在本實施例中，藉由改變架體10上下層的高度差即可調整旋轉座11與滑移座12的間隔，而決定待測纜線L在進行扭轉疲勞試驗時的試驗長度D。再者，此種上下層的配置亦使旋轉座11與滑移座12以扭轉軸線A實質沿著重力方向延伸的方式而設置，而能夠因降低重力拉引待測纜線L對試驗所造成的影響。除此之外，應注意在本創作中，旋轉座11與滑移座12的數量並無限制，纜線承置機構1可包括複數個旋轉座及複數個滑移座（例如本實施例中為二個旋轉座與二個滑移座），只要複數個旋轉座皆與線性滑移構件21連接而能夠受線性滑移構件21帶動旋轉即可。

如第1圖、第2a圖及第2b圖所示，在本實施例中，旋轉座11包括一靜止件111及一旋轉件112。靜止件111固定在架體10上，旋轉件112為旋轉地套置於靜止件111而得以相對旋轉。並且，旋轉件112供待測纜線L穿置固定於其中，以令待測纜線L的一端會隨著旋轉件112一同旋轉。配合第4圖所示，滑移座12包括一外環固定件121及一內環滑移件122。外環固定件121固定在架體10上且具有沿扭轉軸線A貫穿的一滑移通道，內環滑移件122滑移嵌置於該滑移通道中而能夠相對於外環固定件121沿扭轉軸線A滑移。並且，滑移通道的剖面為一非圓形形狀，因此限制使內環滑移件122只能無法繞扭轉軸線A旋轉。內環滑移件122具有沿扭轉軸線A貫穿的一通線穿孔，供待測纜線L穿置固定於通線穿孔中，以令待測纜線L的另一端在內環滑移件122的作用下只能沿扭轉軸線A滑移而無法旋轉。

上述旋轉座11與滑移座12的結構，係使在扭轉疲勞試驗中待測纜線L延伸設置在旋轉座11與滑移座12之間時，能夠利用旋轉座11帶動待測纜線L的一端旋轉，且利用滑移座12保持待測纜線L的另一端不旋轉，而達到使待測纜線L成為扭轉狀態的效果。並且，待測纜線L於扭轉時沿扭轉軸線A方向上產生的微量拉伸，能夠藉由滑移座12的滑移而消除，以避免待測纜線L受到此種非預期的拉伸而對試驗結果造成影響，例：造成提早斷裂。

如第1圖及第3圖所示，在本實施例中，運動導引機構2包括線性滑移構件21以及一滑軌22和一滑塊23。滑塊23滑設於滑軌22上並連接線性滑移構件21，而導引線性滑移構件21沿著滑軌22而線性滑移。當然，本創作中，線性滑移構件21的線性滑移並不限於直線。舉例而言，線性滑移構件21在本實施例中為沿著一環繞路徑而線性可滑移。另外，線性滑移構件21在本實施例中為一鍊條構件，其繞置於旋轉座11的旋轉件112以帶動旋轉件112旋轉，但線性滑移構件21亦可為一齒條、一皮帶或其他構件。

如第1圖及第3圖所示，驅動機構3的連桿構件33連接在旋轉構件32的偏心位置與運動導引機構2的滑塊23之間，使旋轉構件32的旋轉運動透過連桿構件33與滑塊23的作用而轉換為線性運動，以帶動線性滑移構件21線性滑移，進而由線性滑移構件21帶動旋轉件112旋轉。詳細而言，旋轉構件32的旋轉運動大致可分為自圖式左側往右側方向的前半周旋轉與自圖式右側往左側方向的後半周旋轉。前半周旋轉會使連桿構件33向右側伸出，而推動線性滑移構件21向右滑動，使旋轉座11為逆時針旋轉。後半周旋轉則會將連桿構件33向左側拉回，而拉引線性滑移構件21向左滑動，使旋轉座11為順時針旋轉。

藉由上述結構，旋轉構件32的旋轉會帶動線性滑移構件21進行往復線性滑移，使旋轉座11交替地以順時針與逆時針旋轉，而達到帶動待測纜線L進行正反角度反覆扭轉的效果。並且，藉由對線性滑移構件21與旋轉座11連接的半徑位置、旋轉座11與旋轉構件32的相對距離及角度……等進行改變，便能夠調整旋轉座11的旋轉角度等的試驗參數，而這些改變並不涉及對驅動構件31的控制。因此，較佳地，連桿構件33可設置成在旋轉構件32與線性滑移構件21之間的長度為可調整及／或對於該旋轉構件的該偏心距離為可調整，以方便快速改變配置而調整試驗參數，其結構具體實施方式例如：連桿構件33設置成可伸縮，或是連桿構件33設置成與旋轉構件32或線性滑移構件21的連接點可調節。

如第1圖及第3圖所示，本實施例的扭轉疲勞試驗裝置100進一步包括一導通檢測機構4，導通檢測機構4具有一導通判斷單元41及一監控單元42。導通判斷單元41串聯待測纜線L，藉此，當待測纜線L經扭轉而內部導電線路斷裂時，導通判斷單元41能夠根據導通狀態的變化而檢測出待測纜線L的疲勞斷裂。監控單元42電連接導通判斷單元41，用以顯示導通判斷單元41的判斷結果，以及可用於進行對導通判斷單元41的設定。

如第1圖、第2a圖及第2b圖所示，本實施例的扭轉疲勞試驗裝置100進一步包括一吊重構件5，供吊置在待測纜線L上，用以在不同負重狀態下測試待測纜線L的扭轉疲勞。

以上之敘述僅為本創作之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其他種種之改良，惟這些改變仍屬於本創作之創作精神及以下所界定之專利範圍中。

100‧‧‧扭轉疲勞試驗裝置
1‧‧‧纜線承置機構
10‧‧‧架體
11‧‧‧旋轉座
111‧‧‧靜止件
112‧‧‧旋轉件
12‧‧‧滑移座
2‧‧‧運動導引機構
21‧‧‧線性滑移構件
22‧‧‧滑軌
23‧‧‧滑塊
3‧‧‧驅動機構
31‧‧‧驅動構件
32‧‧‧旋轉構件
33‧‧‧連桿構件
331‧‧‧端
332‧‧‧端
4‧‧‧導通檢測機構
41‧‧‧導通判斷單元
42‧‧‧監控單元
5‧‧‧吊重構件
A‧‧‧扭轉軸線
D‧‧‧試驗長度
L‧‧‧待測纜線
R‧‧‧旋轉方向

［第1圖］顯示本創作的一實施例的扭轉疲勞試驗裝置的立體示意圖； ［第2a圖］顯示本創作的實施例的扭轉疲勞試驗裝置的前視示意圖； ［第2b圖］顯示本創作的實施例的扭轉疲勞試驗裝置的側視示意圖； ［第3圖］顯示本創作的實施例的扭轉疲勞試驗裝置的俯視示意圖； ［第4圖］顯示本創作的實施例的扭轉疲勞試驗裝置的滑移座的剖視示意圖。

100‧‧‧扭轉疲勞試驗裝置

1‧‧‧纜線承置機構

10‧‧‧架體

11‧‧‧旋轉座

111‧‧‧靜止件

112‧‧‧旋轉件

12‧‧‧滑移座

2‧‧‧運動導引機構

21‧‧‧線性滑移構件

22‧‧‧滑軌

23‧‧‧滑塊

3‧‧‧驅動機構

31‧‧‧驅動構件

32‧‧‧旋轉構件

33‧‧‧連桿構件

331‧‧‧端

332‧‧‧端

4‧‧‧導通檢測機構

41‧‧‧導通判斷單元

42‧‧‧監控單元

5‧‧‧吊重構件

A‧‧‧扭轉軸線

D‧‧‧試驗長度

L‧‧‧待測纜線

R‧‧‧旋轉方向

Claims (10)

1. 一種扭轉疲勞試驗裝置，包含： 一纜線承置機構，包括在一扭轉軸線上以一預定試驗長度而間隔設置的一旋轉座及一滑移座，該旋轉座係於該扭轉軸線為可旋轉，該滑移座係沿該扭轉軸線為可滑移，以供一待測纜線延伸設置在該旋轉座與該滑移座之間，藉由該旋轉座之旋轉帶動該待測纜線扭轉而進行一扭轉疲勞試驗； 一運動導引機構，具有一線性滑移構件，該線性滑移構件係線性可滑移且連接在該旋轉座的一半徑位置處，以在該線性滑移構件線性滑移時帶動該旋轉座旋轉；以及 一驅動機構，包括一驅動構件、一旋轉構件、及一連桿構件，該旋轉構件經該驅動構件驅動而在一預定旋轉方向以一預定轉速而旋轉，該連桿構件之一端以一偏心距離樞接於該旋轉構件，該連桿構件之另一端連接該線性滑移構件，以在該旋轉構件旋轉時帶動該線性滑移構件進行往復線性滑移。
2. 如請求項1所述的扭轉疲勞試驗裝置，其中該扭轉軸線係實質沿著重力方向延伸。
3. 如請求項1所述的扭轉疲勞試驗裝置，其中該滑移座包括一外環固定件及一內環滑移件，該外環固定件具有沿該扭轉軸線貫穿的一滑移通道，該內環滑移件滑移嵌置於該滑移通道中，該內環滑移件具有沿該扭轉軸線貫穿的一通線穿孔，供該待測纜線穿置固定於該通線穿孔中。
4. 如請求項1所述的扭轉疲勞試驗裝置，更包括一導通檢測機構，具有一導通判斷單元，串聯該待測纜線，以檢測該待測纜線的疲勞斷裂。
5. 如請求項1所述的扭轉疲勞試驗裝置，更包括一吊重構件，供吊置在該待測纜線上。
6. 如請求項1所述的扭轉疲勞試驗裝置，其中該線性滑移構件係沿著一環繞路徑而線性可滑移。
7. 如請求項1所述的扭轉疲勞試驗裝置，其中該線性滑移構件係一鍊條構件。
8. 如請求項1所述的扭轉疲勞試驗裝置，其中該連桿構件在該旋轉構件與該線性滑移構件之間的長度為可調整。
9. 如請求項1所述的扭轉疲勞試驗裝置，其中該連桿構件對於該旋轉構件的該偏心距離係可調整。
10. 如請求項1所述的扭轉疲勞試驗裝置，其中該纜線承置機構包括複數個該旋轉座及複數個該滑移座，該複數個旋轉座與該線性滑移構件連接。