一种偏心位移可调的棒料旋转下料系统的制作方法

本发明低应力疲劳下料技术领域，尤其涉及一种偏心位移可调的棒料旋转下料系统。

背景技术：

低应力疲劳下料是基于低周疲劳断裂的新型下料工艺。低应力疲劳下料实验台是用来研究材料低应力疲劳下料的实验装置，该装置的主要功能是实现对管料或棒料的疲劳加载。目前的实验台对材料的疲劳加载主要通过两种方式来进行：一是直接对材料施加载荷；二是对材料施加偏心位移。

直接对材料施加载荷的实验装置，目前采用的是周向锤打式下料实验台：在棒料或管料周围布置数个锤头，不断的锤击棒料或管料，用这种方式来施加疲劳载荷，该实验台的缺点为：载荷大小不能调节，加载频率较低，下料效率较低。

对材料施加偏心位移的实验装置，目前采用的是偏心旋转下料实验台：将棒料的一端夹紧，另一端通过模具施加偏心位移，然后使模具转动，用这种方式施加疲劳载荷，与捶打式的下料方式相比，这种方式效率较高。

但是通过偏心位移加载的实验装置有以下缺点：由于模具和管料夹具的相对位置固定，其疲劳载荷的大小不能调节，棒料周向加载的载荷不均匀，而且下料长度也不能调节。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种偏心位移可调的棒料旋转下料系统，其在保证下料效率的前提下，实现了对棒料周向载荷加载均匀以及棒料长度可调。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种偏心位移可调的棒料旋转下料系统，其特殊之处在于：

包括底座以及设置在底座上的偏心位移加载组件和下料驱动组件；

所述偏心位移加载组件包括第一驱动装置、第一传动装置、直线导轨副、第一轴承支撑座和第一夹持装置；所述直线导轨副包括直线导轨以及可在直线导轨上滑动的滑块；

第一驱动装置、直线导轨设置在底座上，第一驱动装置驱动第一传动装置运动，传动装置与滑块固定连接，第一轴承支撑座固定在滑块上，第一夹持装置通过第一轴承固定在第一轴承支撑座上；

所述下料驱动组件包括移动台以及设置在移动台上的第二驱动装置、第二传动装置、第二轴承支撑座、第二夹持装置，移动台设置在底座上，移动台可以相对底座进行移动和锁止；第二夹持装置通过第二轴承固定在第二轴承支撑座上，第二驱动装置与第二传动装置连接，第二夹持装置与第二传动装置连接，第二夹持装置与第一夹持装置对应设置；

第二驱动装置驱动第二传动装置转动，第二传动装置带动第二夹持装置转动。

进一步地，上述第一传动装置包括滚珠丝杠以及与滚珠丝杠配合的丝杠螺母，所述滚珠丝杠与第一驱动装置连接，丝杠螺母与第一轴承支撑座连接。

进一步地，上述第一轴承内设有第一法兰，第一夹持装置固定在第一法兰上，第一夹持装置为三爪卡盘。

进一步地，上述第二轴承内设有第二法兰，第二夹持装置固定在第二法兰上，第二夹持装置为三爪卡盘；

第二传动装置包括主轴，所述移动台上设有第三轴承支撑座，主轴通过第三轴承固定在第三轴承支撑座上，主轴的一端与第二驱动装置连接，主轴的另一端与第二法兰连接。

进一步地，上述底座上设有t型槽，移动台上设有与t型槽配合的t型槽螺栓。

进一步地，上述滚珠丝杠通过第一联轴器与第一驱动装置连接；第二传动装置通过第二联轴器与第二驱动装置连接。

进一步地，上述第一传动装置、第二驱动装置均为伺服电机。

进一步地，上述第一轴承、第二轴承均为圆柱滚子轴承。

进一步地，上述第三轴承为深沟球轴承。

本发明的优点：

本发明一种偏心位移可调的棒料旋转下料系统，其偏心位移加载组件通过第一驱动装置和滚珠丝杠以及直线导轨副控制偏心位移加载的大小，从而实现了疲劳载荷大小的可调节，且对棒料周向上加载的载荷是均匀的；其下料驱动组件的可通过第二驱动装置来控制其转速和旋转周数，以此来控制加载频率和加载周数；下料驱动组件可以在底座上移动，实现下料长度可调；第一驱动装置和第二驱动装置均采用伺服电机，控制简单且精确度高。

附图说明

图1是本发明的实施例整体结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图2中a-a方向的剖面图。

其中，1-滚珠丝杠；2-直线导轨；3-第一轴承支撑座；4-第一轴承；5-第一法兰；6-第一夹持装置；7-第二夹持装置；8-第二法兰；9-第二轴承支撑座；10-第二轴承；11-第二传动装置；12-第三轴承支承座；13-第三轴承；14-第一联轴器；15-第二驱动装置；16-移动台；17-底座；18-棒料；19-第一驱动装置；20-第二联轴器；21-第四轴承支撑座；22-垫块；23-丝杠螺母；24-第五轴承支撑座；25-滑块；26-t型槽。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多种”或“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1-图3，图1为本发明偏心位移可调的棒料旋转下料系统一个实施例的整体结构示意图，包括底座17以及设置在底座17上的偏心位移加载组件和下料驱动组件。

偏心位移加载组件由滚珠丝杠1、直线导轨2、滑块25、第一轴承支撑座3、第一轴承4、法兰5、第一夹持装置6、第一驱动装置19和联轴器20组成。

第一驱动装置19通过联轴器20与滚珠丝杠1连接，第一驱动装置19通过电机支撑架固定在底座17上。丝杠螺母23与第一轴承支撑座3固定连接，滚珠丝杠1和第四轴承支撑座21和第五轴承支撑座24固定连接，第四轴承支撑座21和第五轴承支撑座24通过垫块22与底座17固定连接，因此滚珠丝杠1被固定在底座17上。第一轴承支撑座3的底部与直线导轨2上的滑块25固定连接，直线导轨2与底座17固定连接，滑块25可以在直线导轨2上滑动。第一轴承支撑座3内部装有第一轴承4，第一轴承4与轴承座3的内壁配合。法兰5的一端与第一轴承4内圈过盈配合，另一端与第一夹持装置6固定连接。

下料驱动组件由第二夹持装置7、法兰8、第二轴承支撑座9、第二轴承10、第二传动装置11、第三轴承支承座12、第三轴承13、第一联轴器14、第二驱动装置15和移动台16组成。第二驱动装置15通过第一联轴器14与第二传动装置11相连，并通过电机支架与移动台16固定连接。第二传动装置11与第三轴承13过盈配合，第三轴承13安装在第三轴承支承座12中对第二传动装置11起支撑作用。第三轴承支承座12固定连接在移动台16上。第三轴承13的一端通过第二传动装置11的轴肩进行轴向定位。第二传动装置11与法兰8固定连接，法兰8与第二夹持装置7固定连接。法兰8与第二轴承10配合，第二轴承10安装在第二轴承支撑座9中，对法兰8起支撑作用。第二轴承支撑座9固定连接在移动台16上。第二轴承支撑座9、第三轴承支承座12和第二驱动装置15都固定连接在移动台16上。移动台16上设有t型槽螺栓，和底座17上的t型槽26配合，可以在t型槽26上移动，带动整个下料驱动装置移动，当移动到需要距离后，拧紧t型槽螺栓实现锁紧。

第一夹持装置6为三爪卡盘，第二夹持装置7为三爪卡盘；所述第一传动装置、第二驱动装置15均为伺服电机。所述第一轴承4、第二轴承10均为圆柱滚子轴承。所述第三轴承13为深沟球轴承。

本发明实施例在初始状态时，第一夹持装置6与第二夹持装置7同心，棒料18放置在第一夹持装置6与第二夹持装置7间夹紧。

本发明的工作原理为：

下料开始之前，偏心位移加载组件的第一夹持装置6与下料驱动组件的第二夹持装置7调至同心，并将棒料放入第一夹持装置6和第二夹持装置7中夹紧，随后第一驱动装置19驱动偏心加载装置向前(或向后)移动一定距离后锁紧，第一夹持装置6与第二夹持装置7产生偏心距，棒料18产生弯曲，偏心位移加载完成。然后驱动装置带动棒料18旋转，实现循环的偏心加载。

由于第一夹持装置6把棒料夹紧，所以棒料会带动偏心加载部分的第一夹持装置6与法兰5以及第一轴承4的内圈一起旋转。由于第一夹持装置6与第二夹持装置7不同心，所以旋转过程中偏心位移加载组件会对棒料18产生一个挤压力，这个力就是疲劳载荷的来源。而挤压力的大小是可以通过偏心位移加载组件的滑动距离进行调节的，所以疲劳载荷的大小也能调节。

由偏心产生的疲劳载荷的方向在整个系统中看是固定的，由偏心加载装置的移动方向决定，但是由于棒料在整个系统里中在转动，所以这个疲劳载荷相对棒料18是周向均匀加载的。

整个下料驱动组件可以在底座17上左右移动，改变第一夹持装置6和第二夹持装置7之间的距离，从而调节下料的棒料或管料的长度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。