加速寿命接触疲劳测试装置的制作方法

本发明涉及一种疲劳试验机，具体涉及加速寿命接触疲劳测试装置。

背景技术：

工程中，有一些机器零件是在滚动接触条件下工作的，如机械、汽车和航空工业中广泛用到的滚动轴承、齿轮和涡轮等。这类零件表面由于接触疲劳破坏而导致失效,甚至引起整部机器的报废。滚动零件在相互接触时，经过一定周次的循环接触应力后，在工作表面的局部地区产生小块剥落，形成麻点或凹坑，使零件在工作中产生噪声、磨损、振动及温升，从而导致零件失效，这种失效现象称为接触疲劳。

滚动接触疲劳失效形式为接触表面出现点蚀分层、剥落。例如齿轮由于滚动接触疲劳产生点蚀将导致齿轮啮合情况恶化，磨损加剧，甚至引起齿根折断。滚动轴承表面在高接触应力的循环往复作用下，表面或亚表面处便会产生裂纹，随着裂纹的进一步扩展，滚动轴承表面将产生分层和剥落，最终导致滚动轴承的失效。这些疲劳破坏将会随时导致轮轨失效，危及行车安全。

现有的滚动式接触疲劳试验机受试验载荷与试验速度限制，试验周期一般较长；在高速运动状态下，传统砝码加载方式加载时会产生跳动，当有外界力作用时，其跳动更大，由于疲劳寿命试验分散性很大，该跳动会使试验结果产生较大的误差，如载荷偏差有3％，则疲劳寿命就有60％-120％的偏差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供加速寿命接触疲劳测试装置，解决现有的滚动式接触疲劳机采用砝码加载时受外界力影响会产生跳动，导致疲劳寿命测试偏差较大的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

加速寿命接触疲劳测试装置，包括与试验缸体连接的杠杆，在杠杆自由端正下方还设置有电动施力机构，在电动施力机构与杠杆之间还设置有拉力计，还包括透明防风球、第一拉杆和第二拉杆，所述透明防风球上开有第一通孔和第二通孔，所述第一拉杆的一端与杠杆固定、另一端穿过第一通孔通过限位球与拉力计顶部固定，所述第二拉杆的一端通过限位球与拉力计底部固定、另一端与电动施力机构固定；所述第一拉杆和第二拉杆的中心线重合，所述第一通孔的直径大于第一拉杆的直径且小于限位球的直径，所述第二通孔的直径大于第二拉杆的直径且小于限位球的直径。进一步的，现有技术中，在给试验机加砝码的过程中，砝码穿过支撑绳时会受到一个偏离竖直方向的作用力并且在下落过程会产生跳动，使得杠杆的受力发生变化，最终导致疲劳寿命测试偏差较大。本发明设计了一种新的施力方式，利用电动施力机构对杠杆施加竖直向下的力，在加大或减小对杠杆的作用力时，均采用电动控制，避免了现有技术采用砝码加载时会受外界力影响，砝码产生跳动的问题。电动施力机构位于杠杆自由端的正下方，不管电动施力机构施加多少力，对杠杆的作用力均竖直向下；电动施力机构与杠杆之间设置有第一拉杆和第二拉杆，第一拉杆和第二拉杆的中心线重合，保证了所施加的力竖直向下。在第一拉杆和第二拉杆之间设置拉力计，以便人们可以直观的了解对杠杆所施力的大小。在多风环境中或人为不小心触碰到拉力计时，拉力计会产生振荡，也会影响疲劳寿命测试结果，所以在拉力计外套一个活动的透明防风球，由于明防风球是活动的，当有横向力或风力作用时，透明防风球会在作用力的作用下绕第一拉杆或第二拉杆的转轴旋转，以此起到缓冲作用，减小拉力计的振荡，避免疲劳寿命测试偏差较大的问题。

优选的，所述电动施力机构为电动绞盘，第二拉杆与电动绞盘中的绞绳固定。

优选的，所述电动施力机构为电动液压杆，第二拉杆与电动液压杆中的活塞杆固定。

所述试验缸体的底部还开有若干个沟槽，所述沟槽与沟槽之间设置有橡胶缓冲垫。进一步的，当将试验缸体放在地面上时，由于地壳活动和地面生物的活动，试验机会受到轻微的震动，所以本发明在试验缸体底部设置橡胶缓冲垫，以缓冲受到的振荡。在试验缸体底部开多个沟槽，使试验缸体与地面变为多点接触，当地面有微小凸起时，该沟槽可将凸起包裹，避免凸起影响试验机与地面接触时的稳定性。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明加速寿命接触疲劳测试装置，利用电动施力机构对杠杆施加竖直向下的力，避免了现有技术采用砝码加载时会受外界力影响，砝码产生跳动的问题；在拉力计外套一个活动的透明防风球，当有横向力或风力作用时，透明防风球会在作用力的作用下绕第一拉杆或第二拉杆的转轴旋转，以此起到缓冲作用，减小拉力计的振荡，避免疲劳寿命测试偏差较大的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-试验缸体，2-杠杆，3-电动施力机构，4-拉力计，5-透明防风球，6-第一拉杆，7-第二拉杆，8-第一通孔，9-第二通孔，10-限位球，12-沟槽，13-橡胶缓冲垫。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明加速寿命接触疲劳测试装置，包括与试验缸体1连接的杠杆2，在杠杆2自由端正下方还设置有电动施力机构3，在电动施力机构3与杠杆2之间还设置有拉力计4，还包括透明防风球5、第一拉杆6和第二拉杆7，所述透明防风球5上开有第一通孔8和第二通孔9，所述第一拉杆6的一端与杠杆2固定、另一端穿过第一通孔8通过限位球10与拉力计4顶部固定，所述第二拉杆7的一端通过限位球10与拉力计4底部固定、另一端与电动施力机构3固定；所述第一拉杆6和第二拉杆7的中心线重合，所述第一通孔8的直径大于第一拉杆6的直径且小于限位球10的直径，所述第二通孔9的直径大于第二拉杆7的直径且小于限位球10的直径。通过以上结构解决了现有的滚动式接触疲劳机采用砝码加载时受外界力影响会产生跳动，导致疲劳寿命测试偏差较大的问题。

实施例2

如图1所示，本发明加速寿命接触疲劳测试装置，在实施例1的基础上，所述电动施力机构3为电动绞盘，第二拉杆7与电动绞盘中的绞绳固定。通过观察拉力计4的读数，人工操作控制电动绞盘拉紧或放松绞绳，即可控制其对杠杆2施加的力。

实施例3

如图1所示，本发明加速寿命接触疲劳测试装置，在实施例1的基础上，所述电动施力机构3为电动液压杆，第二拉杆7与电动液压杆中的活塞杆固定。通过观察拉力计4的读数，人工操作控制电动液压杆改变活塞的位置，即可控制其对杠杆2施加的力。

实施例4

如图1所示，本发明加速寿命接触疲劳测试装置，在实施例1的基础上，所述试验缸体1的底部还开有若干个沟槽12，所述沟槽12与沟槽12之间设置有橡胶缓冲垫13。将沟槽12的宽度设计为3～5cm，深度为3～5cm，可适用于大部分地表面，避免了现有技术在进行测试时，对地表面要求过高的问题。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。