[發明專利]一種適用于精密機械接觸模型試驗的非均勻壓力加載裝置

有效

• 申請號: 201110257196.9
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102359909A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 張之敬;金鑫;劉欽;左富昌
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01M13/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;張利萍

技術領域

本發明涉及一種壓力加載裝置，具體涉及一種適用于精密機械接觸 模型試驗的非均勻壓力加載裝置，屬于試驗設備領域。

背景技術

精密機械裝配過程中，為了研究裝配接觸面由于形位誤差引起的非 均勻接觸應力的分布規律，需要對裝配的試驗件施加載荷，模擬實際過 程中的加載方式。

從現有壓力加載裝置來看，主要有以下兩種加載機構：

(1)電機驅動推力器：其工作原理一般是通過伺服系統控制電機， 電機經過減速箱和皮帶輪等一系列傳動機構帶動絲杠轉動，從而驅動推 力器，通過位移加載間接實現對試驗件施加力載荷；

(2)液壓系統驅動推力器：其工作原理是通過控制系統控制節流 閥的關閉，使液壓系統的活塞桿正向或者反向運動，從而驅動推力器對 試驗件進行位移加載，最后實現對試驗件間接施加力載荷。

上述兩種方法主要應用于金屬材料或者建筑材料的抗壓和抗拉特 性等實驗研究，雖然具有行程大，載荷大，容易控制的優點，但是這兩 種方法的缺點是系統結構復雜，推力器施加在試驗件上的力是一個非均 勻的面載荷，無法準確對試驗件施加單個或者組合的集中載荷；然而在 精密機械領域研究過程中，為了準確模擬實際載荷，需要對試驗件施加 單個或者各種組合的集中載荷。

有鑒于此，本發明提供了一種結構和操作相對簡單的適用于精密機 械接觸模型試驗的非均勻壓力加載裝置，能夠對試驗件施加單個集中載 荷和組合載荷的非均勻壓力加載裝置。

該非均勻壓力加載裝置包括下板，立柱，上板和位移加載機構：

下板四角對稱地固定有4根立柱，立柱為全螺紋結構，上板在與下 板相對應的位置開有四個通孔，4根立柱先分別旋入一個螺母，然后穿 過上板中的4個通孔后，再在上板上方的每根立柱上再旋入一個螺母， 通過旋轉每根立柱上的兩個螺母調節上板高度后將上板調至水平并鎖 緊在立柱上；

上板開有多個尺寸和形狀都相同的階梯孔，階梯孔為上粗下細的階 梯狀結構，粗孔部分為螺紋孔，細孔部分為光孔，螺紋孔與光孔分界處 形成一個臺階，位移加載機構安裝在階梯孔中；

位移加載機構包括十字槽螺栓、輕質彈簧和圓頭圓柱：輕質彈簧放 置在螺紋孔與光孔交界處的臺階上；上粗下細的階梯狀圓頭圓柱置于階 梯孔中，下部細圓柱穿過輕質彈簧并插入階梯孔的光孔中，上部粗圓柱 卡在輕質彈簧之上，在未有載荷時，圓頭圓柱下端面剛好與上板下表面 相平；旋轉十字槽螺栓在階梯孔的螺紋孔中進給，推動圓頭圓柱直線進 給運動，完成對試驗件的加載過程；

所述階梯孔在上板中陣列分布；

本發明的非均勻力加載裝置還進一步包括一個固定在下板的幾何 中心處的固定裝置，用于固定試驗件；

本發明的非均勻力加載裝置還進一步包括接觸力測量系統，放置在 試驗件的兩個零件的配合表面之間，用于測量非均勻力加載裝置所施加 載荷在試驗件接觸面上的分布規律和大小。

本發明公開的適用于精密機械接觸模型試驗的非均勻壓力加載裝置 具有結構簡單，操作方便，使用壽命長并且容易真實模擬裝配時對試驗 件施加單個或者組合加載情況。

附圖說明

圖1為本發明的適用于精密機械接觸模型試驗的非均勻力加載裝置 的剖面圖；

圖2為本發明的適用于精密機械接觸模型試驗的非均勻力加載裝置 中的上板剖面圖；

圖3為本發明的適用于精密機械接觸模型試驗的非均勻力加載裝置 中階梯孔剖面圖；

圖4為本發明的適用于精密機械接觸模型試驗的非均勻力加載裝置 中的位移加載機構剖面圖；

其中1.立柱、2.螺母、3.上板、4.下板、5.通孔、6.階梯孔、7. 十字槽螺栓、8.圓頭圓柱、9.輕質彈簧、10.三爪卡盤。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述：