一种小型旋转弯曲疲劳试验机

文档序号:40889175发布日期:2025-02-11 12:40阅读:46来源:国知局

本技术涉及材料疲劳测试装置领域,具体涉及一种小型旋转弯曲疲劳试验机。


背景技术:

1、材料在循环载荷加载下的破坏称为疲劳破坏,疲劳破坏发生的应力一般低于材料的屈服应力。疲劳一般始于材料内部应力、应变引起的微观结构变化,随着循环载荷的加载,这种变化逐渐演变为永久性的宏观裂纹,随着不同部位的裂纹扩展,材料最终失效破坏。旋转弯曲疲劳是一种高速旋转结构同时受到弯矩作用的疲劳形式,材料在其中受到梯度循环应力作用。旋转弯曲疲劳试验要求:试样旋转并承受一弯矩,产生弯矩的力恒定不变且不转动。

2、材料疲劳测试的开展离不开各种类型的疲劳试验机,对旋转弯曲疲劳试验机,国内现有的大多通过悬臂式杠杆辅助砝码加载,这需要在台面上配套相应的尾座或导轨,往往使加载装置较为复杂,也增加了试样的安装调节步骤;由于加载需要较长的尾杆支撑,且设备整体多为动力-传动系统直型排布,设备长度上的部件数量较多,使得设备的长度尺寸较大,设备较为笨重。

3、因此,需要提供一种小型旋转弯曲疲劳试验机以解决上述问题。


技术实现思路

1、本实用新型提供一种小型旋转弯曲疲劳试验机,以解决现有技术大多通过悬臂式杠杆辅助砝码加载,这需要在台面上配套相应的尾座或导轨,往往使加载装置较为复杂,也增加了试样的安装调节步骤;由于加载需要较长的尾杆支撑,且设备整体多为动力-传动系统直型排布,设备长度上的部件数量较多,使得设备的长度尺寸较大,设备较为笨重的问题。

2、本实用新型的一种小型旋转弯曲疲劳试验机采用如下技术方案,包括:

3、机架组件,其中部水平滑动设置有主轴电机,其顶部水平转动设置有高速主轴;高速主轴的输入端通过带传动组件与主轴电机的输出端传动连接,高速主轴的输出端设置有夹持试样一端的夹持组件;

4、加载组件,其用于悬挂在试样的另一端,其包括:u型加力座,u型加力座的底部设置有用于悬挂增舵砝码的悬挂组件,其上u型槽内转动设置有轴承座,轴承座内通过轴承转动连接有连接环,试样的另一端用于和连接环的环孔连接;

5、检测组件以及控制系统,控制系统用于在检测组件检测到的试样转动圈数达到预设的转动圈数或者试样断裂时,控制主轴电机停转。

6、优选地,夹持组件包括:er螺帽,er螺帽设置在高速主轴的输出端,er螺帽内连接有er筒夹。

7、优选地,悬挂组件包括:u型加力座的底部连接的吊环,吊环通过弹簧连接有放置增舵砝码的吊钩砝码座。

8、优选地,还包括张紧组件,其设置在主轴电机的一侧,用于调整主轴电机的位置,以调节带传动组件的传送带的松紧。

9、优选地,张紧组件包括:水平架设在机架组件上的固定安装板,固定安装板上滑动设置有移动安装板,固定安装板上通过顶丝座设置有顶丝螺栓,顶丝螺栓的端部和移动安装板的侧端面接触;移动安装板上还设置有限制移动安装板移动的限位导向组件;其中,主轴电机设置在移动安装板。

10、优选地,限位导向组件包括:锁紧螺栓以及移动安装板上开设的长条通槽,锁紧螺栓穿过长条通槽将移动安装板紧定在固定安装板上。

11、优选地,轴承座的侧壁和u型加力座的u型槽内壁之间设置有圆柱销,圆柱销的一端和轴承座的侧壁固定,圆柱销的另一端与u型加力座的u型槽内壁转动连接。

12、优选地,检测组件包括:主轴磁铁,其设置在高速主轴上,高速主轴一侧的机架组件的等高位置设置有计数传感器,计数传感器检测得到的主轴磁铁的次数作为试样转动圈数;u型加力座顶部设置有加力座磁铁,在u型加力座上方的机架组件上设置有常闭型霍尔传感器,常闭型霍尔传感器的检测范围内检测不到加力座磁铁时则试样断裂。

13、优选地,控制系统包括:控制箱,其内设置有变频器、计数器以及控制器;计数器的常闭开关以及常闭型霍尔传感器均串联在主轴电机的控制回路中;计数器用于接收计数传感器检测得到的试样转动圈数,并在计数器将接收到试样转动圈数发送给控制器,控制器判断接收到试样转动圈数满足预设的圈数时,控制器控制计数器的常闭开关断开,或者控制器接收到常闭型霍尔传感器未检测到加力座磁铁时,控制器控制常闭型霍尔传感器的常闭开关自动断开,以控制主轴电机停转;变频器用于调节主轴电机转速;其中,计数传感器、常闭型霍尔传感器以及主轴电机均与控制器电连接。

14、优选地,带传动组件包括主动带轮、传送带以及从动带轮,主动带轮套装固定在主轴电机的输出端,从动带轮套装固定在高速主轴的输入端,传送带传动连接在主动带轮和从动带轮之间。

15、本实用新型的有益效果是:

16、1、通过加载组件的u型加力座上转动设置轴承座,然后轴承座内通过轴承转动连接有连接环,连接环用于悬挂在试样的自由端,从而使得加载组件悬挂在试样上时,轴承座能进行旋转,从而保证自身旋转自由度,使得加载组件的下连接的增舵砝码受影响更小,保证加载的稳定性,从而保证加载试验的精度,双层错开设计整体构型,即将高速主轴设置在机架组件的上层,机架组件的中层安装主轴电机,同时采用带传动组件为高速主轴传递主轴电机输出的动力,从而简化了设计传动部位的设计,即减少了设备长度上的部件数量,减小了设备的长度尺寸,使其结构紧凑,整机高度集成,占地面积小;通过自由悬挂的加载组件设计,从而减少了机架组件顶部面上的其他附件,其次,加载组件自由悬挂在试样端,没有其他约束,因此加载组件的加载重量全部作用于试样,即简化了整个装置的结构复杂度,在使装置结构简单的同时,加载精确,运行稳定可靠。

17、2、其次,本实用新型可对小尺寸标准试样进行室温下的旋转弯曲疲劳强度试验和疲劳中断试验,试验过程符合国家标准;整机结构简明紧凑,设计高度集成,占地面积小;整机无极变频调速,实现试样在不同转速(最高6000r/min)下的运行,运行效率高;通过更换夹持装置可以安装符合国家标准的不同尺寸规格的试样,操作简便。



技术特征:

1.一种小型旋转弯曲疲劳试验机,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种小型旋转弯曲疲劳试验机,其特征在于,夹持组件包括:er螺帽(306),er螺帽(306)设置在高速主轴(304)的输出端,er螺帽(306)内连接有er筒夹(307)。

3.根据权利要求1所述的一种小型旋转弯曲疲劳试验机,其特征在于,悬挂组件包括:u型加力座(501)的底部连接的吊环(506),吊环(506)通过弹簧(507)连接有放置增舵砝码(509)的吊钩砝码座(508)。

4.根据权利要求1所述的一种小型旋转弯曲疲劳试验机,其特征在于,还包括张紧组件(4),其设置在主轴电机(2)的一侧,用于调整主轴电机(2)的位置,以调节带传动组件(3)的传送带(302)的松紧。

5.根据权利要求4所述的一种小型旋转弯曲疲劳试验机,其特征在于,张紧组件(4)包括:水平架设在机架组件(1)上的固定安装板(402),固定安装板(402)上滑动设置有移动安装板(401),固定安装板(402)上通过顶丝座(405)设置有顶丝螺栓(404),顶丝螺栓(404)的端部和移动安装板(401)的侧端面接触;移动安装板(401)上还设置有限制移动安装板(401)移动的限位导向组件;其中,主轴电机(2)设置在移动安装板(401)。

6.根据权利要求5所述的一种小型旋转弯曲疲劳试验机,其特征在于,限位导向组件包括:锁紧螺栓(403)以及移动安装板(401)上开设的长条通槽,锁紧螺栓(403)穿过长条通槽将移动安装板(401)紧定在固定安装板(402)上。

7.根据权利要求1所述的一种小型旋转弯曲疲劳试验机,其特征在于,轴承座(503)的侧壁和u型加力座(501)的u型槽内壁之间设置有圆柱销(502),圆柱销(502)的一端和轴承座(503)的侧壁固定,圆柱销(502)的另一端与u型加力座(501)的u型槽内壁转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种小型旋转弯曲疲劳试验机,其特征在于,检测组件包括:主轴磁铁(606),其设置在高速主轴(304)上,高速主轴(304)一侧的机架组件(1)的等高位置设置有计数传感器(605),计数传感器(605)检测得到的主轴磁铁(606)的次数作为试样(308)转动圈数;u型加力座(501)顶部设置有加力座磁铁(608),在u型加力座(501)上方的机架组件(1)上设置有常闭型霍尔传感器(607),在常闭型霍尔传感器(607)的检测范围内检测不到加力座磁铁(608)时则试样(308)断裂。

9.根据权利要求8所述的一种小型旋转弯曲疲劳试验机,其特征在于,控制系统(6)包括:控制箱(601),其内设置有变频器(602)、计数器(603)以及控制器;

10.根据权利要求1所述的一种小型旋转弯曲疲劳试验机,其特征在于,带传动组件(3)包括主动带轮(301)、传送带(302)以及从动带轮(303),主动带轮(301)套装固定在主轴电机(2)的输出端,从动带轮(303)套装固定在高速主轴(304)的输入端,传送带(302)传动连接在主动带轮(301)和从动带轮(303)之间。


技术总结
本技术涉及材料疲劳测试装置领域,具体涉及一种小型旋转弯曲疲劳试验机,包括:机架组件、高速主轴、加载组件、检测组件以及控制系统,主轴电机和高速主轴设置于机架组件上,且通过带传动组件传动连接,高速主轴的输出端设置夹持试样的夹持组件,加载组件用于悬挂在试样的另一端,控制系统用于在检测组件检测到的试样转动圈数达到预设的转动圈数或者试样断裂时,控制主轴电机停转。本技术简化了整个装置的结构复杂度,使装置结构简单的同时,加载精确,运行稳定可靠。

技术研发人员:沈将华,王宁宁
受保护的技术使用者:西北工业大学
技术研发日:20240430
技术公布日:2025/2/10
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