专利名称：金属材料的疲劳试验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于疲劳性能试验装置，具体为一种金属材料的疲劳试验装置。
背景技术：
疲劳是导致金属工件被破坏的主要因素之一，承受动载荷的破坏工件中有50°/Γ90%为疲劳破坏。金属材料在受到交变应力的作用下，由于某点或某些点产生局部的永久性的结构变化，在一定循环次数之后形成裂纹或发生断裂，将会导致疲劳破坏。疲劳破坏具有很大的突然性，必须提前加以预防。对于高速旋转类机械，其疲劳属于高周疲劳问题，需要通过试验来对其疲劳性能进行研究。若用产品直接进行疲劳性能研究，试验周期长、费用高，因此疲劳性能研究一般只对关心的零部件采用专项试验方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种金属材料的疲劳试验装置。本发明的技术方案为一种金属材料的疲劳试验装置，包括依次设置的加力系统、转动系统和测速系统；转动系统包括支架、电机，在支架上设有前后延伸的U形槽和左右延伸的圆形通孔，且圆形通孔贯穿U形槽；穿入圆形通孔的主轴设在滑动轴承中，环绕主轴在U形槽内设置有主轴皮带轮，电机上连接有电机皮带轮，皮带缠绕在主轴皮带轮和电机皮带轮上；测速系统位于支架的右侧，包括光电传感器；加力系统位于支架的左侧、主轴轴线下方，包括竖直安装的加力轴、固定在加力轴顶端的顶尖和环绕加力轴自上而下依次设置的测力传感器、螺旋测微仪。所述主轴为一圆形管，中间部分位于圆形通孔和U形槽内，两端伸出圆形通孔外，一端设有弹簧夹头，另一端设有夹头拉杆，在主轴管内，夹头拉杆将弹簧夹头套住。所述支架上还设有左右延伸的横向通槽，横向通槽位于U形槽的下方，在横向通槽内设置有可自由移动的导轨，导轨的另一端与光电传感器固定连接。本发明所提供的金属材料的疲劳试验装置可以通过模拟金属产品实际运行条件下所受交变应力状态，来对试件的疲劳性能进行研究，具有可靠性高、稳定性好、测量精度高的特点。
图I为本发明金属材料的疲劳试验装置的立体图2为支架的剖视放大图3为加力系统的结构示意其中
I基座2支架3主轴
4U形槽5夹头拉杆6弹簧夹头7滑动轴承8主轴皮带轮9横向通槽10皮带11电机皮带轮12电机13导轨14光电传感器15加力系统16加力轴17顶尖18测力传感器19紧固螺母20螺旋测微仪21试件。
具体实施例方式下面，结合附图对本发明金属材料的疲劳试验装置做进一步说明
如图1、2所示，一种金属材料的疲劳试验装置，包括依次设置在基座I上的加力系统15、转动系统和测速系统；转动系统包括固定在基座I上的支架2、电机12，支架2为长方体，在长方体的前面设有向后延伸的U形槽4和左右延伸的横向通槽9，横向通槽9位于U形槽4的下方，在支架2上还设有与横向通槽9平行、贯穿U形槽4的圆形通孔，穿入圆形通孔的主轴3设在圆形通孔两端的滑动轴承7中，主轴3为一圆形管，中间部分位于圆形通孔和U形槽4内，两端伸出圆形通孔外，一端设有弹簧夹头6，另一端设有夹头拉杆5，在主轴3管内，夹头拉杆5将弹簧夹头6套住；环绕主轴3在U形槽4内设置有主轴皮带轮8，电机12上连接有电机皮带轮11，皮带10缠绕在主轴皮带轮8和电机皮带轮11上。测速系统位于夹头拉杆5的右侧,包括导轨13和光电传感器14,导轨13的一端与光电传感器14固定连接，另一端设置在横向通槽9内，使得导轨13能够带着光电传感器14沿横向通槽9移动。如图3所示，加力系统15位于弹簧夹头6的左侧、主轴3轴线下方，包括穿过基座I竖直安装的加力轴16、固定在加力轴16顶端的顶尖17和环绕加力轴16自上而下依次设置的测力传感器18、紧固螺母19、螺旋测微仪20，紧固螺母19将加力轴16和基座I固定在一起。工作时，将试件21安装在弹簧夹头6上，再通过夹头拉杆5锁紧弹簧夹头6，启动电机12,电机12转动,通过电机皮带轮11带动皮带10、皮带10带动主轴皮带轮8,从而使固定在支架2上的主轴3转动，主轴3的转动带动弹簧夹头6和紧固在其上的试件21转动。调节螺旋测微仪20，使得加力轴16向上移动，顶尖17顶住试件21的端部，因而加力系统15对试件21施加径向力，试件21在转动过程中，受到大小不变而方向变化的径向力作用，可以模拟产品实际运行条件下试件所受的交变应力。在夹头拉杆5的端面上设有反光片，通过调节导轨13在支架2上的前后位置，使得光电传感器14处于最佳的采集位置，来实现对试件21转速的测量。本发明所提供的金属材料的疲劳试验装置可以通过模拟金属产品实际运行条件下所受交变应力状态，来对试件的疲劳性能进行研究。通过加力系统对处于旋转状态下的试件端部定量施加垂直于其轴线方向的径向力，来模拟产品运行过程中试件所受交变应力的受力状态，由光电传感器、导轨组成的测速系统来测量转速；通过在主轴一端安装夹头拉杆，当试件安装在弹簧夹头上时，通过夹头拉杆进一步锁紧在弹簧夹头上，保证其安装的可靠性；同时，紧固螺母将加力轴固定在基座上，从而也保证了加力系统安装的可靠性，保证了其上下调节的精度，本发明所提供的金属材料的疲劳试验装置可靠、稳定、测量精度高。
权利要求
1.一种金属材料的疲劳试验装置，其特征在于包括依次设置的加力系统(15)、转动系统和测速系统；转动系统包括支架(2)、电机(12)，在支架(2)上设有前后延伸的U形槽(4)和左右延伸的圆形通孔，且圆形通孔贯穿U形槽(4);穿入圆形通孔的主轴(3)设在滑动轴承(7 )中，环绕主轴(3 )在U形槽(4)内设置有主轴皮带轮(8 )，电机(12 )上连接有电机皮带轮(11)，皮带(10)缠绕在主轴皮带轮(8)和电机皮带轮(11)上；测速系统位于支架(2)的右侧，包括光电传感器(14);加力系统位于支架(2)的左侧、主轴(3)轴线下方，包括竖直安装的加力轴(16)、固定在加力轴(16)顶端的顶尖(17)和环绕加力轴(16)自上而下依次设置的测力传感器(18 )、螺旋测微仪(20 )。
2.根据权利要求I所述的金属材料的疲劳试验装置，其特征在于所述主轴(3)为一圆形管，中间部分位于圆形通孔和U形槽(4)内，两端伸出圆形通孔外，一端设有弹簧夹头 (6),另一端设有夹头拉杆(5),在主轴(3)管内，夹头拉杆(5)将弹簧夹头(6)套住。
3.根据权利要求I所述的金属材料的疲劳试验装置，其特征在于所述支架(2)上还设有左右延伸的横向通槽(9)，横向通槽(9)位于U形槽(4)的下方，在横向通槽(9)内设置有可自由移动的导轨(13),导轨(13)的另一端与光电传感器(14)固定连接。
全文摘要
本发明提供一种金属材料的疲劳试验装置，包括加力系统、转动系统和测速系统；转动系统包括支架、电机，在支架上设有前后延伸的U形槽和左右延伸的圆形通孔，且圆形通孔贯穿U形槽；穿入圆形通孔的主轴设在滑动轴承中；环绕主轴在U形槽内设置有主轴皮带轮，电机上连接有电机皮带轮，皮带缠绕在主轴皮带轮和电机皮带轮上；测速系统位于支架的右侧，包括光电传感器；加力系统位于支架的左侧、主轴轴线下方。本发明所提供的金属材料的疲劳试验装置可以通过模拟金属产品实际运行条件下所受交变应力状态，来对试件的疲劳性能进行研究，具有可靠性高、稳定性好、测量精度高的特点。
文档编号G01N3/34GK102928303SQ201210485450
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者王黎明, 吴建军, 吴雷, 苏荔 申请人:核工业理化工程研究院