甘蔗剥叶机剥叶元件的疲劳试验机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种疲劳试验机，尤其涉及一种甘蔗剥叶机剥叶元件的疲劳试验机。
【背景技术】
[0002]疲劳是材料、零件和构件在循环加载下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹，乃至使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。疲劳是材料损毁或失效的主要因素之一，因此利用疲劳试验机对机械产品或材料进行疲劳试验，得出机械产品或材料的疲劳特性，对机械零部件的设计，提高机械产品质量，具有十分重要的意义。
[0003]甘鹿剥叶是甘鹿收获中的重要一步，而甘鹿剥叶机中剥叶元件的寿命又是影响剥叶机各项性能指标的关键因素，它与剥叶元件的结构形式、装夹运动方式和元件的材质等密切相关。根据调查，剥叶元件的耐用度是影响甘蔗剥叶机推广应用的瓶颈，为此开展对甘蔗剥叶机剥叶元件及剥叶装置的结构优化机理及性能寿命的研究，甘蔗剥叶机推广应用的瓶颈提供了理论和实际的依据，对甘蔗收获机整体性能优化及促进蔗糖业的发展具有重要指导意义。由于剥叶元件的现状、材料、大小等都已经是确定的，目前市场上的疲劳试验机无法能够针对剥叶元件进行疲劳试验，并且市场上的疲劳试验机比较原始，机械电子部分所占的比重比较小，只能采用手动控制，操作复杂，测量精度低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种疲劳试验机，该试验机可对甘蔗剥叶机剥叶元件的进行疲劳试验，并且数控化程度高，测量数据精确，效率尚O
[0005]为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案:一种甘蔗剥叶机剥叶元件的疲劳试验机，其包括:驱动组件、位于驱动组件其中一侧的加载组件、位于驱动组件另一侧的测量组件、以及与驱动组件相互配接的计数组件，其中，驱动组件包括:第一底座、固定安装在该第一底座上的电机、以及通过联轴器与电机相互连接的主轴，在该主轴上配接有若干根剥叶元件的试样;加载组件包括:第二底座、固定安装在第二底座上的第一进给台、以及固定安装在第一进给台上的若干主受力装置，第一进给台可控制主受力装置进行横向移动和纵向移动，该若干主受力装置可一对一地与试样发生正向交错;测量组件包括:第三底座、固定安装在第三底座上的第二进给台、以及固定安装在第二进给台上的测力仪，第二进给台可控制测力仪进行横向移动和纵向移动，测力仪可与任意一根试样发生触碰，测量试样的工作长度和打击力;计数组件包括:光电编码器、若干遮光棒、以及若干对射式光电开关，光电编码器通过联轴器与主轴相互连接，用于检测主轴的转动圈数;遮光棒配接在主轴上，两根遮光棒与一根试样为一组，处于同一横截面，并且三者相互之间的夹角为120° ； 一个对射式光电开关对应一组遮光棒和试样。
[0006]此外，本实用新型还提供如下附属技术方案:
[0007]所述驱动组件还包括两个用于支撑所述主轴的主轴支撑架，该两个主轴支撑架分别通过轴承连接在所述主轴的两端。
[0008]所述驱动组件还包括若干夹持装置，所述试样分别通过夹持装置与所述主轴连接。
[0009]所述夹持装置由连接架、橡胶垫片以及压板构成，连接架呈非对称结构，具有底板和垂直在该底板上的竖板，底板与所述主轴相互连接，竖板与所述试样、橡胶垫片和压板相互连接。
[0010]所述主轴设置三个装夹面，径向间隔角度为120°，轴向间隔为110mm，所述夹持装置安装在装夹面上。
[0011]所述第一进给台由四台丝杆导轨组成，其中三台丝杆导轨提供横向进给，另一台丝杠导轨控制上述三台横向丝杆导轨的纵向进给。
[0012]所述主受力装置包括支架、芯轴、滚动轴承以及滚轮，支架与所述第一进给台相互固定连接，芯轴安装在支架上，滚轮通过滚动轴承可旋转地套设在芯轴上。
[0013]所述第二进给台包括一台纵向丝杠导轨和一台横向丝杆导轨，该两台丝杠导轨相互配接，组成十字滑台。
[0014]相比于现有技术，本实用新型揭示的甘蔗剥叶机剥叶元件的疲劳试验机包括:驱动组件、加载组件、测量组件以及计数组件，其中，驱动组件用于提供驱动力，驱动剥叶元件试样旋转，加载组件为试验提供不同的交错深度，测量组件用于检测剥叶元件试样的工作长度和打击力，计数组件用于记录试样的寿命(循环次数)，还能判断试样疲劳断裂，并在断裂时刻停止计数;本实用新型的优势在于:
[0015]1、驱动组件转速可控，加载组件交错深度可控，实现数字化，自动化；
[0016]2、具有测力功能，具有计数功能，测量数据更精确、全面和可靠。
【附图说明】
[0017 ]图1是甘蔗剥叶机剥叶元件的结构示意图。
[0018]图2是疲劳试验机的俯面示意图。
[0019]图3是疲劳试验机的正面示意图。
[0020]图4是驱动组件和计数组件的部分结构示意图。
[0021 ]图5是驱动组件的夹持装置的连接架的正视图。
[0022]图6是驱动组件的夹持装置的连接架的俯视图。
[0023]图7是驱动组件的主轴的结构示意图。
[0024]图8是沿图7中a-a线的剖视图。
[0025]图9是沿图7中b-b线的剖视图。
[0026]图10是沿图7中c-c线的剖视图。
[0027]图11是加载组件的主受力装置的结构示意图。
[0028]图12是沿图11中d-d线的剖视图。
[0029]图13是图11中主受力装置的支架的正视图。
[0030]图14是图11中主受力装置的支架的俯视图。
[0031]图15是试样未断裂时，计数组件工作示意图。
[0032]图16是试样断裂时，计数组件的工作示意图。
【具体实施方式】
[0033]以下结合较佳实施例及其附图对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细说明。
[0034]本实用新型揭示一种疲劳试验机，该试验机主要用于检测甘蔗剥叶机剥叶元件，通过试验得到不同转速和不同交错深度下的剥叶元件试样的打击力和疲劳寿命数据，通过实验数据，获取影响试样的材料疲劳性能的因素(疲劳寿命、交错深度、转速和受到的打击力等)间的关系，为试样的疲劳特性提供数据依据。
[0035]参照图1，甘蔗剥叶机的剥叶元件整体由橡胶制成，前端呈板状，末端有多条橡胶条并排。将板状剥叶元件沿根部裁剪，将得到条状橡胶条，利用疲劳试验机进行试验，可得到单个条状橡胶条的疲劳特性，再经过相关分析和计算可以得到整个板状剥叶元件的疲劳特性，因此，单个条状橡胶条可作为剥叶元件的代表。本实施例中，将单个条状橡胶条作为剥叶元件的试样，并将其长、宽、高分别定为130mm、4mm、4mm。
[0036]参照图2和图3，本实用新型的疲劳试验机包括提供驱动力的驱动组件100、用于在不同条件的试验中为试验提供不同的交错深度的加载组件200、用于检测试样工作长度以及打击力的测量组件300、以及用于记录试样的寿命(循环次数)，并能判断试样疲劳断裂，在断裂时刻自动停止计数的计数组件400。
[0037]具体地，参照图4，驱动组件100包括电机1、第一底座2、联轴器3、主轴4、以及两个主轴支撑架5，电机I所要求的最低转速为250转每分钟，最高转速为4000转每分钟，电机I通过螺栓和螺母的螺纹连接，固定安装在第一底座2上;联轴器3连接在电机I和主轴4之间，考虑到本试验机的转速较大，转矩较小，因此本实用新型选用的联轴器3是非金属弹性元件的挠性联轴器，连接方式是梅花式夹紧方式;主轴4上安装有若干剥叶元件试样500;两个主轴支撑架5均通过带座轴承与主轴4相互连接，并且分别支撑在主轴4的两端。
[0038]试样500通过夹持装置40安装在上述主轴4上，通过夹持装置40夹持，试样500可模拟剥叶元件实际工作情况，本实施例的夹持装置40采用不对称设计，主要是为了让装夹后的试样500中心正对主轴4的中心，使后面的设计和计算更简单。夹持装置40由连接架、橡胶垫片、以及压板构成，从图5和6可看出，连接架呈非对称结构，具有相互垂直的底板40a和竖板40b，底板40a上设置一对通孔，两孔中心距为24mm，竖板40b上也设置一对通孔，两孔中心距为15mm。橡胶垫片和压板均安装在连接架的竖板40b上。
[0039]尺寸方面，连接架的尺寸:总长为40mm，总宽为30mm，总高为34mm;橡胶垫片的尺寸:长*宽*高= 30mm*30mm*lmm，两个Φ 6通孔，并且与连接架的竖板40b上的孔对应;压板的的尺寸:长*宽*高= 30mm*30mm*2mm，两个Φ 6通孔，同样与连接架的竖板40b上的孔对应。
[0040]安装时，利用两颗M6螺栓把试样500、橡胶垫片和压板依次安装在连接架的竖板40b上，再利用两颗M6螺栓穿过底板4b，将连接架的安装在主轴4上，从而便把试样500装夹在主轴4上。这种装夹方式模拟了剥叶元件在实际工作中的运动情况，使夹持装置40受力合理，并且最大限度地降低试验机运转的震动。
[0041 ]为便于安装上述夹持装置40，可在主轴4上设计装夹面70，为保证试验条件一致性，并减少数据的误差，同时在相同的时间内获得比较丰富的实验数据。参照图7至图10，本试验机在主轴4上设计三个装夹面70，径向间隔角度为120°，轴向间隔为110mm。主轴4直径分为三个阶梯，第一阶梯为Φ 30mm，第二阶梯为Φ 34mm，第三阶梯为Φ 50mm, Φ 50mm主轴的轴向间隔为110mm。
[0042 ] 从图2和图3中可看出，加载组件200位于驱动组件100的其中一侧，加载组件200包括第二底座10、固定安装在第二底座10上方的第一进给台11、以及安装在第一进给台11上的多个主受力装置12。本实施例中，第一进给台11由四台KR605滚珠电动丝杆导轨组成，其中三台丝杆导轨分别提供横向进给，一台丝杠导轨控制上述三台横向丝杆导轨的纵向进给。
[0043]参照图11和图12，主受力装置12包括支架50、芯轴51、滚动轴承52、滚轮53、以及螺母54。再参照图13和图14，支架50具有一块底座50a以及两块垂直设置在底座50a两端的支撑板50b，支架50整体由45号钢制成，板厚2mm，总长70mm，总宽30mm，总高40mm，其底座50a上设有四个Φ 5的孔，用于连接固定，其两块支撑板50b的间距为30mm，该两块支撑板50b的上端均设置有一个弧形凹槽50c。
[0044]安装时，滚轮53与内径