一种薄壁弹性圆环疲劳试验装置

本申请属于疲劳试验装置，更具体地说，是涉及一种可载流和原位测量接触电阻的薄壁弹性圆环疲劳试验装置。

背景技术：

1、滚动电传输技术作为新一代旋转电传输技术，其薄壁弹性圆环滚动体是滚动载流电传输核心接触元件，需长时间在载流疲劳下保持电接触性能的稳定。

2、滚动电传输技术的滚动接触寿命在108以上，而薄壁弹性圆环滚动体的寿命一般在5×108以上，薄壁弹性圆环滚动体的疲劳工况中载荷小(低于20n)，疲劳周次长，单次的拉压疲劳试验需6个月以上，且疲劳频率在30hz以上。

3、薄壁弹性圆环滚动体在滚动电传输装置中运转疲劳，受薄壁弹性圆环的接触区域疲劳影响，造成薄壁弹性圆环接触界面上接触电阻的变化和波动，影响滚动电传输装置电传输稳定性；同时，接触电阻的测量过程中，因接触电阻一般低于5mω，传统的测量方式，容易引入测试电极或者测试表笔的其他电阻，受测试电极或者测试表笔的实际测试区域的影响，引入本体电阻误差，造成接触电阻测量不准确。

4、现有的疲劳试验装置主要生产设备载荷工况大、疲劳频率不高、运行能耗大、行程较大，无法满足6个月以上长时间连续工作，无法精确控制疲劳的0.1mm-2mm拉压疲劳行程，转接装夹方式较难，且不能进行接触电阻测试。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本申请实施例的目的在于提供一种薄壁弹性圆环疲劳试验装置，具有能低载荷、高频、可连续超长工作、能施加载流工况及能测试电接触电阻的优点。

2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于，包括：底板、可调工装、载流夹持组件、往复运动组件和偏心驱动组件；

3、所述底板上设有位置可调安装槽；

4、所述可调工装设置在底板上，所述载流夹持组件设置在所述可调工装上，所述载流夹持组件包括第一组夹持电极和第二组夹持电极，所述第一组夹持电极和第二组夹持电极用于夹持待测试的薄壁弹性圆环的对称位置；所述第一组夹持电极设置在所述可调工装上；

5、所述往复运动组件设置在所述底板上，所述往复运动组件包括安装支架、往复运动轴、密珠套、外轴套，所述往复运动轴通过所述密珠套活动式设置在所述外轴套内，所述往复运动轴的一端与所述载流夹持组件的第二组夹持电极连接，所述外轴套固定在所述安装支架上；

6、所述偏心驱动组件设置在所述底板上，所述偏心驱动组件驱使所述往复运动轴进行往复运动。

7、在一个实施方式中，所述载流夹持组件还包括：第一固定端盖和第二固定端盖，所述第一固定端盖上设有用于安装第一组夹持电极的第一绝缘座，所述第二固定端盖上设有用于安装所述第二组夹持电极的第二绝缘座。

8、在一个实施方式中，第一组夹持电极和第二组夹持电极均包括两个夹持电极，两个所述夹持电极设置成十字型且分别夹持所述薄壁弹性圆环的内外两侧；所述薄壁弹性圆环内侧的所述夹持电极进行恒流源加载。

9、在一个实施方式中，两个所述夹持电极设置成十字交叉球弧形，圆弧曲率半径比所述薄壁弹性圆环的半径小两倍以上。

10、在一个实施方式中，所述第一绝缘座和所述第二绝缘座上均设有用于安装两个所述夹持电极的十字型凹槽，所述十字型凹槽上设置用于所述夹持电极进行电流加载和电压测试的接口。

11、在一个实施方式中，所述密珠套上的密珠直径为4mm。

12、在一个实施方式中，所述往复运动轴为t型轴，所述外轴套和所述t型轴的端座之间设置定位端盖，定位端盖和所述端座之间形成环槽且环槽相对的侧面设有应变片。

13、在一个实施方式中，所述可调工装包括滑块、固定块和基座，所述滑块设置在所述底板上并通过所述可调安装槽位置可调，所述固定块设置有两个分别设置在所述基座的两侧并位置可调式安装在所述滑块上，两个所述固定块与所述基座的两侧固定连接，所述滑块的一端与所述安装支架连接。

14、在一个实施方式中，所述偏心驱动组件包括：固定支架、电机、联轴器、偏心轴和轴安装座，所述固定支架安装在所述底板上，所述电机固定在所述固定支架上，所述电机的输出轴通过所述联轴器与所述偏心轴连接，所述偏心轴通过两根间隔设置的安装轴承转动安装在所述轴安装座上，所述偏心轴远离所述联轴器的一端伸入至所述环槽内。

15、在一个实施方式中，所述偏心轴远离所述联轴器的一端设有滚动轴承，所述滚动轴承置于所述环槽内。

16、本申请提供的薄壁弹性圆环疲劳试验装置的有益效果在于：

17、1、采用偏心轴和密珠轴系结构，既简单，又可稳定保障疲劳试验装置的拉压行程精度，可稳定连续工作6个月以上，实现低载荷条件下可设置载流工况、疲劳频率高和测试电接触电阻。

18、2、采用十字形夹持电极，既可以稳定的夹持薄壁弹性圆环，又可以加载电流和电压测试，实现了加电电极和测试电极分开，消除了测试电极的影响，精确实现了薄壁弹性圆环与电极之间的接触电阻测量。

19、3、该薄壁弹性圆环疲劳试验装置结构简单，适应于低载荷条件下使用工况，经济合理，且具有良好装配适应性。

20、4、该装置可广泛应用于薄壁弹性圆环零件的载流疲劳试验，夹持电极具有易装夹、易操作、效率高、精度高、投入低的特点，可实现薄壁弹性圆环载荷力在20n-50n范围内，具备10-30a的载流工况，实现频率30-60hz的疲劳测试。

技术特征：

1.一种薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于，包括：底板(1)、可调工装(2)、载流夹持组件(3)、往复运动组件(4)和偏心驱动组件(5)，

2.如权利要求1所述的薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于：所述载流夹持组件(3)还包括：第一固定端盖和第二固定端盖，所述第一固定端盖上设有用于安装第一组夹持电极的第一绝缘座，所述第二固定端盖上设有用于安装所述第二组夹持电极的第二绝缘座。

3.如权利要求2所述的薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于：第一组夹持电极和第二组夹持电极均包括两个夹持电极(31)，两个所述夹持电极(31)设置成十字型且分别夹持所述薄壁弹性圆环(6)的内外两侧；所述薄壁弹性圆环(6)内侧的所述夹持电极(31)进行恒流源加载。

4.如权利要求3所述的薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于：两个所述夹持电极(31)设置成十字交叉球弧形，圆弧曲率半径比所述薄壁弹性圆环(6)的半径小两倍以上。

5.如权利要求4所述的薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于：所述第一绝缘座和所述第二绝缘座上均设有用于安装两个所述夹持电极(31)的十字型凹槽，所述十字型凹槽上设置用于所述夹持电极(31)进行电流加载和电压测试的接口。

6.如权利要求5所述的薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于：所述密珠套(43)上的密珠直径为4mm。

7.如权利要求6所述的薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于：所述往复运动轴(42)为t型轴，所述外轴套(44)和所述t型轴的端座(421)之间设置定位端盖(47)，定位端盖(47)和所述端座(421)之间形成环槽且环槽相对的侧面设有应变片(48)。

8.如权利要求1所述的薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于：所述可调工装(2)包括滑块(21)、固定块(22)和基座(23)，所述滑块(21)设置在所述底板(1)上并通过所述可调安装槽(11)位置可调，所述固定块(22)设置有两个分别设置在所述基座(23)的两侧并位置可调式安装在所述滑块(21)上，两个所述固定块(22)与所述基座(23)的两侧固定连接，所述滑块(21)的一端与所述安装支架(41)连接。

9.如权利要求7所述的薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于：所述偏心驱动组件(5)包括：固定支架(51)、电机(52)、联轴器(53)、偏心轴(54)和轴安装座(55)，所述固定支架(51)安装在所述底板(1)上，所述电机(52)固定在所述固定支架(51)上，所述电机(52)的输出轴通过所述联轴器(53)与所述偏心轴(54)连接，所述偏心轴(54)通过两根间隔设置的安装轴承转动安装在所述轴安装座(55)上，所述偏心轴(54)远离所述联轴器(53)的一端伸入至所述环槽内。

10.如权利要求9所述的薄壁弹性圆环疲劳试验装置，其特征在于：所述偏心轴(54)远离所述联轴器(53)的一端设有滚动轴承(58)，所述滚动轴承(58)置于所述环槽内。

技术总结
本申请涉及疲劳试验装置技术领域，提供一种薄壁弹性圆环疲劳试验装置，包括：底板、可调工装、载流夹持组件、往复运动组件和偏心驱动组件；载流夹持组件设置在可调工装上，载流夹持组件包括第一组夹持电极和第二组夹持电极，第一组夹持电极和第二组夹持电极用于夹持薄壁弹性圆环的对称位置；第一组夹持电极设置在可调工装上；往复运动组件包括安装支架、往复运动轴、密珠套、外轴套，往复运动轴通过所述密珠套活动式设置在外轴套内，往复运动轴的一端与载流夹持组件的第二组夹持电极连接；偏心驱动组件驱使往复运动轴进行往复运动。该薄壁弹性圆环疲劳试验装置具有能低载荷、高频、可连续超长工作、能施加载流工况及能测试电接触电阻的优点。

技术研发人员：吴海红,李斯韫,刘会群,刘继奎,钱志源,康潇
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15