[發(fā)明專利]一種材料疲勞試驗機(jī)械加載裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710475300.9
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107505202A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 覃日強(qiáng);龍毓亮;陳文勇;覃軼毅;張映紅;藍(lán)衛(wèi)東
• 申請（專利權(quán)）人: 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/12;G01N3/26
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 寧霞光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程材料試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種材料疲勞試驗機(jī)械加載裝置。

背景技術(shù)

在工程材料試驗技術(shù)領(lǐng)域中，需要對鋼材及其制品等材料進(jìn)行拉伸、壓縮和扭轉(zhuǎn)等的疲勞試驗，需要給被試驗材料施加“拉——壓”或“正——反”方向扭轉(zhuǎn)等的循環(huán)負(fù)載，而且施加這種循環(huán)負(fù)載要持續(xù)一段時間和達(dá)到很高的循環(huán)次數(shù)。在現(xiàn)有材料疲勞試驗設(shè)備中，通常采用電液伺服控制的液壓油缸的往復(fù)運(yùn)動施加載荷，以保證載荷的恒定。這種電液伺服控制的液壓油缸系統(tǒng)不但運(yùn)行費(fèi)用很高，而且試驗加載的頻率也較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種材料疲勞試驗機(jī)械加載裝置，用曲柄連桿機(jī)構(gòu)加載荷限定器來作為加載裝置，以替換現(xiàn)有電液伺服控制的液壓油缸加載裝置，從而解決現(xiàn)有材料疲勞試驗設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用高、試驗加載頻率低的問題。

解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種材料疲勞試驗機(jī)械加載裝置，由液壓補(bǔ)油泵、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、滑塊、導(dǎo)軌、限載油缸、活動夾頭、固定夾頭、油池、右溢流閥、右單向閥、左溢流閥、左單向閥、儲能器等組成；其中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)與滑塊活動連接，在電動機(jī)的驅(qū)動下帶動滑塊作往復(fù)直線運(yùn)動；導(dǎo)軌固定在機(jī)座上，與滑塊活動連接并限定滑塊的運(yùn)動軌跡，滑塊與限載油缸的缸體固定連接，使限載油缸隨滑塊作往復(fù)直線運(yùn)動；限載油缸為左右兩腔等面積的雙腔油缸，限載油缸右腔內(nèi)的活塞桿與活動夾頭固定連接；固定夾頭固定在機(jī)座上，與活動夾頭共同夾持被測試件；限載油缸的左、右兩腔分別與左、右溢流閥，左、右單向閥油路連接，左、右溢流閥的出油口分別與油池油路連接，左、右單向閥的另一端并聯(lián)，并與液壓補(bǔ)油泵、儲能器油路連接。

優(yōu)選地，所述的液壓補(bǔ)油泵為低壓油泵，自帶有溢流閥和壓力繼電器，當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值時壓力繼電器動作而切斷油泵電動機(jī)電源，油泵停止工作，當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力超過最高設(shè)定值時溢流閥動作卸載而保證液壓系統(tǒng)的安全。

一種材料扭轉(zhuǎn)疲勞試驗的加載裝置，其主要將上述材料疲勞試驗機(jī)械加載裝置中的活動夾頭改成可轉(zhuǎn)動活動夾頭，限載油缸右腔的活塞桿與活動夾頭的連接改為與輪緣或轉(zhuǎn)軸的活動連接。

本發(fā)明的有益效果是：

1、造價低，壽命長、效率高、運(yùn)行成本低：由于本發(fā)明采用主要以曲柄連桿機(jī)構(gòu)和限載油缸組成的加載裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低，機(jī)械傳動壽命長、效率高，配備的驅(qū)動電動機(jī)功率也小，因此運(yùn)行成本也低。本發(fā)明實用性強(qiáng)，通過改變活動夾頭的支撐和受力結(jié)構(gòu)，還可以完成試件的扭轉(zhuǎn)疲勞試驗工作，擴(kuò)展試驗設(shè)備的功能，用戶的投資成本也低。

2、加載數(shù)值準(zhǔn)確恒定；由于本發(fā)明采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)與限載油缸組合的加載裝置，保持了現(xiàn)有電液伺服控制的液壓油缸加載裝置加載數(shù)值準(zhǔn)確恒定的優(yōu)異性能。

3、能夠提高加載頻率：本發(fā)明采用主要以曲柄連桿機(jī)構(gòu)和限載油缸組成的加載裝置與現(xiàn)有電液伺服控制的液壓油缸加載裝置相比，控制環(huán)節(jié)簡單，限載油缸動作行程很短，能夠適應(yīng)較高的加載頻率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明材料疲勞試驗機(jī)械加載裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明材料疲勞試驗機(jī)械加載裝置局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明材料疲勞試驗機(jī)械加載裝置限載油缸剖面圖；

圖中：1、液壓補(bǔ)油泵；2、曲柄連桿機(jī)構(gòu)；3、滑塊；4、導(dǎo)軌；5、限載油缸；501、左腔；502、右腔；503、活塞桿；6、活動夾頭；7、固定夾頭；8、油池；9、右溢流閥；10、右單向閥；11、左溢流閥；12、左單向閥；13、儲能器；a、測試件。

具體實施方式

下面，結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。

一種材料疲勞試驗機(jī)械加載裝置，如圖1所示，由液壓補(bǔ)油泵1、曲柄連桿機(jī)構(gòu)2、滑塊3、導(dǎo)軌4、限載油缸5、活動夾頭6、固定夾頭7、油池8、右溢流閥9、右單向閥10、左溢流閥11、左單向閥12、儲能器13等組成；其中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)2與滑塊3活動連接，在電動機(jī)的驅(qū)動下帶動滑塊3作往復(fù)直線運(yùn)動；導(dǎo)軌4固定在機(jī)座上，與滑塊3活動連接并限定滑塊3的運(yùn)動軌跡，滑塊3與限載油缸5的缸體固定連接，使限載油缸5隨滑塊3作往復(fù)直線運(yùn)動；限載油缸5為左右兩腔等面積的雙腔油缸，限載油缸右腔502內(nèi)的活塞桿503與活動夾頭6固定連接；固定夾頭7固定在機(jī)座上，與活動夾頭6共同夾持被測試件a；限載油缸5的左、右兩腔分別與左、右溢流閥11、9，左、右單向閥12、10油路連接，左、右溢流閥11、9的出油口分別與油池8油路連接，左、右單向閥12、10的另一端并聯(lián)，并與液壓補(bǔ)油泵1、儲能器13油路連接。

將被測試件a的兩端夾持在固定夾頭7和活動夾頭6上，啟動加載電動機(jī)驅(qū)動曲柄連桿機(jī)構(gòu)2的曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過連桿帶動滑塊3作左右往復(fù)直線運(yùn)動，滑塊3帶動限載油缸5的缸體跟隨作往復(fù)直線運(yùn)動。當(dāng)限載油缸5的缸體向右運(yùn)動時，油缸左腔501內(nèi)的油液受壓，與油缸左腔501連接的左單向閥12保持關(guān)閉，油缸左腔內(nèi)壓力升高，推動限載油缸5的活塞和活塞桿503向右運(yùn)動，并帶動活動夾頭6給測試件a施加壓力；當(dāng)限載油缸5的缸體向左運(yùn)動時，油缸右腔502內(nèi)的油液受壓，與油缸右腔502連接的右單向閥10保持關(guān)閉，油缸右腔502內(nèi)壓力升高，推動限載油缸5的活塞和活塞桿503向左運(yùn)動，并帶動活動夾頭6給試件7施加拉力。在加載過程中，如果出現(xiàn)壓或拉的載荷超過設(shè)定值，將使限載油缸5的左腔或右腔壓力超過設(shè)定值，左、右溢流閥11、9將卸載，從而保證試驗載荷的恒定。通過調(diào)整左右溢流閥11、9的壓力設(shè)定值，可以改變試驗載荷的大小。單向閥10、12，儲能器13的作用是給被卸載或泄漏后的限載油缸5補(bǔ)充油液。液壓補(bǔ)油泵1的作用是給儲能器13補(bǔ)充油液，保證液壓系統(tǒng)的壓力在正常設(shè)定的范圍內(nèi)。