一种带材双向反复弯曲疲劳试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种测试技术领域的设备，特别涉及一种适用于测试厚度小于或等于0.8mm薄带材双向弯曲疲劳寿命的带材双向反复弯曲疲劳试验装置。

背景技术：

工业动力密封装置用封严片由厚度不大于0.8mm的金属冷轧带材制作而成。为了保证封严片正常发挥功能而不失效，要求封严片在服役条件下不能发生双向反复弯曲疲劳断裂。为此，特别要求制作封严片的金属带材在室温无载情形下的双向反复弯曲疲劳寿命(反复弯曲疲劳次数)不低于3万次，因此，测试封严片在室温下的双向反复弯曲疲劳次数是对封严片进行服役使用前的一项重要考核内容。于是，需要设计一种能测试封严片用金属薄带材双向反复弯曲疲劳次数(疲劳寿命)的试验装置，为动力密封装置的长期安全使用提供理论依据和技术支持。

现有的金属钢带、金属薄板疲劳试验机主要是集中于测试金属板带材单向弯曲疲劳寿命及受载情况下的反复弯曲疲劳寿命。如中国专利CN203259430U公开了一种金属薄钢带单向弯曲疲劳试验装置，用于测试薄钢带单向弯曲疲劳寿命；CN2706755Y公开了一种对称循环载荷下的平板试样弯曲疲劳试验装置，用于测试反复弯曲载荷条件下材料和板状零件的疲劳性能。上述试验机，是针对金属薄带的单向弯曲疲劳试验装置，以及针对金属薄板在加载条件下的弯曲疲劳试验装置，这些疲劳试验装置不适用于封严片带材在无载条件下的双向反复弯曲疲劳的使用寿命预测。目前，没有专门测试金属冷轧薄带在无载条件下的双向反复弯曲次数(疲劳寿命)的试验装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对金属冷轧薄带双向反复弯曲疲劳性能的测试问题，提供一种能够同时测量多个带材试样双向反复弯曲、弯曲角度可调节控制、容易操作、设计合理、实验数据真实可靠、方便实用的金属薄带材双向弯曲疲劳试验装置。

本实用新型的目的是以下述技术方案实现的：

试验装置包括传动装置、滑动装置、连接杆装置、载样台、机械式计数器、可调式拨打片，所述传动装置的驱动轮上的固定轴与连接杆装置的左端滚动轴承固定连接；所述滑动装置的金属滑动框架的左金属滑动杆与连接杆装置的右端滚动轴承固定连接；所述载样台与滑动装置的工字型滑轨垂直；所述可调式拨打片通过可调螺栓固定于传动装置的驱动轮的轮面外缘，并与机械式计数器的转动把柄轮接触。

所述传动装置包括交流式电机、电机转动轮、固定螺栓、传动皮带、驱动轮、驱动轴及其轴承、支撑架、轮轴固定片，交流式电机通过固定螺栓固定在水平桌面上，驱动轮中心的驱动轴及其轴承通过轮轴固定片固定于支撑架上，电机转动轮通过传动皮带与驱动轮相连。

所述滑动装置由“工”字型金属滑轨、固定螺钉、金属滑动框架构成，“工”字型金属滑轨通过固定螺钉固定在桌面上，金属滑动框架是由前、后、左、右4支金属滑动杆通过焊接组成的长方形框架，前、后金属滑动杆分别安置于“工”字型滑轨滑道中。

所述连接杆装置，由左右两端带有滚动轴承的金属连接杆、左固定片、右固定片构成，金属连接杆的左端滚动轴承安装套在位于驱动轮轮面圆周边缘的固定轴上，并通过左固定片固定，其中，固定轴焊接于驱动轮的轮面圆周边缘，金属连接杆的右端滚动轴承安装套在滑动装置的左金属滑动杆中间部位，并由右固定片进行固定。

所述载样台由前后两块梯形金属板、截面呈梯形的金属块、固定螺钉、多个试样槽、固定试样的可动螺栓、金属刻度尺构成，前后两块梯形金属板与横向的梯形金属块由固定螺钉固定在一起，在梯形金属块中部垂直于水平桌面开有多个试样槽，试样槽纵截面为“人”字形槽，上面为一字形窄槽，下面为扇形槽，金属刻度尺点焊于金属块外面，载样台垂直于工字型滑轨上，并用可动螺钉把载样台固定在水平桌面上。

所述机械式计数器固定于水平桌面上，并与机械式计数器的转动把柄轮接触。

所述可调式拨打片与机械式计数器转动把柄轮在同一平面上，可调式拨打片沿驱动轮的直径方向可调节。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型不仅解决了专门测试金属薄带双向反复弯曲疲劳寿命的难题，而且，本新型装置可以同时实现多个带材试样的双向反复弯曲疲劳次数的测试，与一次试验只能测一支试样的装置相比，本新型节省了测试时间，提高了测试效率，降低了测试成本，此外，受测带材试样双向弯曲角度能够调节，可以在5°～30°范围内进行自由控制，弯曲次数可以精确计算，带材样品适用性广，可适用于0.05mm～0.8mm厚度范围内的金属薄带材双向反复弯曲测试。该试验装置设计合理，易于操作，试验数据准确可靠。

附图说明

图1是带材双向反复弯曲疲劳试验装置主视图。

图2是连接杆装置纵剖面图。

图3是载样台试样槽纵剖面图。

图4是带材条形试样示意图。

附图中：1-交流电机、2-转动轮、3-固定螺栓、4-传动皮带、5-驱动轮、6-驱动轴及其轴承、7-支撑架、8-轮轴固定片、9-水平桌面、10-金属滑轨、11-固定螺钉、12-滑动框架、13-金属连接杆、14-左端滚动轴承、15-右端滚动轴承、16-左固定片、17-右固定片、18-固定轴、19-梯形金属板、20-金属块、21-固定螺钉、22-试样槽、23-可动螺栓、24-金属刻度尺、25-螺钉、26-机械式计数器、27-可调式拨打片、28-转动把柄轮、29-可调螺栓、30-受测带材试样。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型作进一步的阐述说明：

该试验装置主要由传动装置、滑动装置、连接杆装置、载样台、机械式计数器26、可调式拨打片27组成；所述传动装置由交流式电机1、电机转动轮2、固定螺栓3、传动皮带4、驱动轮5、驱动轴及其轴承6、支撑架7、轮轴固定片8构成，交流式电机1通过固定螺栓3固定在水平桌面9上，驱动轮5中心的驱动轴及其轴承6通过轮轴固定片8固定于支撑架7上，电机转动轮2通过传动皮带4与驱动轮5相连；所述滑动装置由相隔一定距离的两排“工”字型金属滑轨10、固定螺钉11、金属滑动框架12构成，工字型金属滑轨10通过固定螺钉11固定在桌面9上，金属滑动框架12是由前、后、左、右4支金属滑动杆通过焊接组成的长方形框架，前、后金属滑动杆分别安置于两排工字型滑轨10滑道中，可以沿滑轨滑道进行左右滑动；所述连接杆装置，由左右两端带有滚动轴承的金属连接杆13、左固定片16、右固定片17构成，金属连接杆13的左端滚动轴承14安装套在位于驱动轮5圆周边缘的固定轴18上，并通过左固定片16固定在固定轴18上，其中，固定轴18是通过焊接方式焊接于驱动轮5的轮面圆周边缘，金属连接杆13的右端滚动轴承15安装套在滑动装置的左金属滑动杆中间部位，并由右固定片17进行固定，防止右端滚动轴承15在左滑动杆上前后滑动，以保持连接杆装置平面与驱动轮5圆周面平行；所述载样台由前后两块梯形金属板19、截面呈梯形的金属块20、固定螺钉21、多个试样槽22、固定试样30的可动螺栓23、金属刻度尺24构成，前后两块梯形金属板19与横向的梯形金属块20由固定螺钉21固定在一起，梯形金属块20离水平桌面9有一定高度，试样槽22在梯形金属块20中开槽制得，试样槽22纵截面为“人”字形槽，上面为一字形窄槽，用来卡固试样30，下面为扇形槽，用以形成试样30弯曲摆动空间。金属刻度尺24点焊于梯形金属块20外面，载样台垂直跨于工字型滑轨10上面，并用可动螺钉25把载样台固定在水平桌面9上。所述机械式计数器26固定于水平桌面9上，用于试验时显示薄带试样的疲劳弯曲次数。所述可调式拨打片27与机械式计数器26转动把柄轮28在同一平面上，沿驱动轮5的直径方向，通过可调螺栓29可以调节可调式拨打片27外露长度，使之与机械式计数器26转动把柄轮28保持良好接触。

实施例1

如图1所示，该实验装置主要由传动装置、滑动装置、连接杆装置、载样台、机械式计数器26、可调式拨打片27组成。传动装置的交流电机1为含有变速器的马达；支撑驱动轮5旋转的支撑架7为金属支架；连接杆装置中的金属连接杆13平行于驱动轮5所在的圆周面；可以通过螺钉25调节载样台在工字型金属滑轨10上的左右位置，保证载样台处于金属滑动框架12的右金属滑动杆的正上方。试验前，把厚度为0.6mm，长度为150mm的受测试带材试样30放入载样台的试样槽22中，带材试样30一端通过可动螺栓23固定在试样槽22上面的一字形窄槽中，带材试样30的另一端即自由端穿过试样槽22下面的扇形槽裸漏在外，并与金属滑动框架12的右金属滑动杆保持良好接触，参照金属刻度尺24的刻度，由可动螺栓23调节带材试样30的上下高度，控制带材30双向反复弯曲角度为15°。开动交流电机1，传动皮带4带动驱动轮5旋转，金属连接杆13左端跟着旋转，与此同时，金属连接杆13右端带动金属滑动框架12在工字型金属滑轨10中进行左右反复滑动，金属滑动框架12的右金属滑动杆就与受测带材试样30外露的自由端反复触碰，实现带材试样30的双向反复弯曲。驱动轮5每转动1圈，受测带材试样30外露自由端就按照预先设定的15°弯曲角度与金属滑动框架12的右金属滑动杆触碰2次，从而实现受测带材试样30双向弯曲2次，与此同时，固定在驱动轮5上的可调式拨打片27也拨打机械式计数器26的计数器转动把柄轮28一次，机械式计数器26就显示计数1次。当交流电机1带动驱动轮5转动n圈时，机械式计数器26就精确显示计数n次，受测带材试样30就双向反复弯曲2n次(疲劳寿命)。

实施例2

如图1所示，该实验装置主要由传动装置、滑动装置、连接杆装置、载样台、机械式计数器26、可调式拨打片27组成。传动装置的交流电机1为含有变速器的马达；支撑驱动轮5旋转的支撑架7为木制支架；连接杆装置中的金属连接杆13平行于驱动轮5所在的圆周面；可以通过螺钉25调节载样台在工字型金属滑轨10上的左右位置，保证载样台处于金属滑动框架12的右金属滑动杆的正上方。试验前，把厚度为0.2mm，长度为150mm的受测试带材试样30放入载样台的试样槽22中，带材试样30一端通过可动螺栓23固定在试样槽22上面的一字形窄槽中，带材试样30的另一端即自由端穿过试样槽22下面的扇形槽裸漏在外，并与金属滑动框架12的右金属滑动杆保持良好接触，参照金属刻度尺24的刻度，由可动螺栓23调节带材试样30的上下高度，控制带材30双向反复弯曲角度为30°。开动交流电机1，传动皮带4带动驱动轮5旋转，金属连接杆13左端跟着旋转，与此同时，金属连接杆13右端带动金属滑动框架12在工字型金属滑轨10中进行左右反复滑动，金属滑动框架12的右金属滑动杆就与受测带材试样30外露的自由端反复触碰，实现带材试样30的双向反复弯曲。驱动轮5每转动1圈，受测带材试样30外露自由端就按照预先设定的30°弯曲角度与金属滑动框架12的右金属滑动杆触碰2次，从而实现受测带材试样30双向弯曲2次，与此同时，固定在驱动轮5上的可调式拨打片27也拨打机械式计数器26的计数器转动把柄轮28一次，机械式计数器26就显示计数1次。当交流电机1带动驱动轮5转动n圈时，机械式计数器26就精确显示计数n次，受测带材试样30就双向反复弯曲2n次(疲劳寿命)。