一种高频电液伺服疲劳试验机的制作方法

本发明涉及一种高频电液伺服疲劳试验机，涉及材料构件性能试验领域，可进行圆柱试件拉伸、压缩、交变应力产生的裂纹扩展等多种疲劳试验。

背景技术：

机械零件容易失效，在足够大的交变应力作用下，金属构件外形突变处或表面刻痕或内部缺陷等部位，都可能因较大的应力集中引发微观裂纹。分散的微观裂纹经过集结沟通将形成宏观裂纹。已形成的宏观裂纹逐渐缓慢地扩展，构件横截面逐步削弱，当达到一定限度时，构件会突然断裂。金属因交变应力引起的上述失效现象，称为金属的疲劳。静载下塑性性能很好的材料，当承受交变应力时，往往在应力低于屈服极限没有明显塑性变形的情况下，突然断裂。疲劳断口明显地分为两个区域：较为光滑的裂纹扩展区和较为粗糙的断裂区。裂纹形成后，交变应力使裂纹的两侧时而张开时而闭合，相互挤压反复研磨，光滑区就是这样形成的。载荷的间断和大小的变化，在光滑区留下多条裂纹前沿线。至于粗糙的断裂区，则是最后突然断裂形成的。统计数据表明，机械零件的失效，约有70％左右是疲劳引起的，而且造成的事故大多数是灾难性的。所以，通过实验研究金属材料抗疲劳的性能是有实际意义的。

疲劳试验机，是一种主要用于测定金属及其合金材料在室温状态下的拉伸、压缩或拉、压交变负荷的疲劳性能试验的机器。在对于金属材料的轴向疲劳性能测试，目前大多的电液伺服疲劳实验机在高频的工况下夹紧力不足，液压系统出现故障，可能出现试件滑移现象，导致试验的失败。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高频电液伺服疲劳试验机,该机应具有试件夹持可靠稳定、测试数据精确的特点。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种高频电液伺服疲劳试验机，包括控制器；其特征在于：该机包括分别竖直布置在底板左右两侧的升降液压缸、通过两个侧板支撑的盖板竖直定位在底板上的两个立柱、可竖直运动地定位在两个升降液压缸顶端且由两个立柱导向的横梁以及位于横梁与盖板之间的测试组件；所述测试组件中：液压作动器竖直布置在盖板中央，液压作动器的顶端往上固定一夹持被测部件用的液压楔形夹头，横梁上则通过一力传感器相对应地往下设置一液压楔形夹头；所述液压作动器还通过带有电液伺服阀的蓄能器以及相应的液压管路与外部的液压泵连通以引入动力；所述液压楔形夹头也通过带有电磁阀的液压管道连通液压泵。

所述盖板的中央开制有竖直的固定孔，所述液压作动器的器体置入固定孔中且与支撑板焊接固定。

所述液压作动器中的液压缸为双作用单活塞杆液压缸。

所述力传感器、电液伺服阀以及电磁阀分别通过数据线接通控制器。

本发明的控制原理是：液压楔形夹头10利用液压缸输入的液压油作为动力来夹紧试件13，接着升降液压缸4动作使得横梁升高或降低，调节好测试位置；然后液压泵经过滤器从油箱中吸取液压油，将液压油输入蓄能器6进行稳压，接着进入液压作动器7；此时，控制器(单片机)根据同时输入的控制器信号与从传感器反馈出来的信号作比较，并经过电液伺服阀控制液压油压力和输出速度，高压液压油根据设定的控制信号不断变换地输入到液压作动器的上油腔与下油腔，使活塞作往复运动；直到金属试件的疲劳测试结束。

本发明的有益效果是：本发明能完全模拟高频的实际工况，进行金属试件的拉伸、压缩以及交变应力产生的裂纹扩展等多种疲劳试验，在液压泵站出现故障时蓄能器可暂时作为动力源提供动力，液压楔形夹头可稳定夹紧试件，大大减少滑移情况的发生。而且本发明配有传感反馈系统，测量精确，性能安全可靠。

此外，本发明结构简单，设计合理，操作方便，便于推广。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明的左视结构示意图。

图3是图1中的A-A向结构示意图。

图4是图1中的B部放大结构示意图。

图5是图1中的D部放大结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示的具体实施例进一步说明。

如图所示的高频电液伺服疲劳试验机，包括控制器(图中省略)、立柱1、横梁2、螺母3(推荐M14)、升降液压缸4、侧板5、蓄能器6、液压作动器7、支撑板8、盖板9、液压楔形夹头10、力传感器11、紧固螺母12(推荐M60)和底板14。

该高频电液伺服疲劳试验机中：两个升降液压缸4的缸体可竖直运动地布置在底板14的左右两侧，每个升降液压缸的活塞杆往上伸展后其顶端又固定螺母3固定)一横梁2，横梁固定在两个立柱的顶端且保持水平状态；所述底板的左右两边还分别布置(螺栓固定)一侧板5，两个侧板水平固定(螺栓固定)一盖板9(支撑板8也用于支撑盖板)，盖板上竖直固定着两个用于横梁运动导向的立柱(由图可知：横梁上制作有与立柱相适合的滑孔，使得横梁只能在水平状态下才能沿着立柱长度方向滑动)。盖板的中央还竖直布置一液压作动器7，液压作动器的顶端往上固定一夹持被测部件用的液压楔形夹头(又称楔形夹头，可外购获得)，横梁上则通过一力传感器(通过紧固螺母12固定力传感器)相对应地往下设置一液压楔形夹头；图中可见：所述盖板的中央开制有竖直的固定孔，所述液压作动器的器体置入固定孔中且器体表面与支撑板焊接固定(焊接点7-1)。

所述液压作动器的动力为液压油，由外部的液压泵提供，并通过相应的液压管路先引入配有电液伺服阀的蓄能器，然后输入液压作动器。

作为推荐，所述液压作动器(可外购获得)中的液压缸为双作用单活塞杆液压缸。

相应地，所述液压楔形夹头所需的液压油，也由液压泵提供，通过带有阀门的液压管道引入。

所述力传感器、电液伺服阀以及电磁阀分别通过数据线接通控制器。

本领域中的相关技术人员应该明确,以上所述实施例是用作说明本发明的,而并非用作对本发明的限定,只要在本发明的实质范围内,对上述实施例所做的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。