[發(fā)明專利]一種高頻變副脈動循環(huán)載荷加載裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810506029.5
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108760292B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 袁偉;李松;梅盛開;郭前建;王志文
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01M13/027
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本發(fā)明公布一種高頻變副脈動循環(huán)載荷加載裝置，屬于工程摩擦學實驗研究技術(shù)領(lǐng)域。該裝置主要是由彈簧振子加載單元，測量單元，摩擦片制動裝置，強沖量激勵發(fā)生盤，底座，殼體組成。各個單元相互配合輸出一種高頻變副脈動循環(huán)摩擦力，形成的高頻變副脈動循環(huán)摩擦力可應用于測量齒輪傳動過程中在受到高頻變幅強沖擊載荷下的疲勞壽命。該裝置采用機械式可調(diào)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，安全可靠；該裝置可以通過調(diào)節(jié)發(fā)生盤的初始位置，彈簧的剛度系數(shù)和振子質(zhì)量的方式形成頻率、幅值、周期都不同的多種脈動循環(huán)載荷，可以滿足被測裝置對脈動載荷的多種要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高頻變副脈動循環(huán)載荷加載裝置，屬于工程摩擦學實驗研究技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，尤其是機械行業(yè)的多元化、專業(yè)化的技術(shù)拓展，齒輪箱的應用領(lǐng)域越來越廣泛，其工作環(huán)境也多種多樣，為了滿足關(guān)鍵機械零部件動載下的工作性能實驗研究，需要研制出一種變載加載機構(gòu)。

變載加載的目的是為了研究交變載荷對齒輪箱、軸承等關(guān)鍵機械零件的摩擦學性能和使用壽命的影響，有效評估機械零件在變載荷下的工作性能，從而為關(guān)鍵零部件的設計研發(fā)和參數(shù)優(yōu)化提供重要的實驗參數(shù)依據(jù)。由于各類傳動和承載零部件的應用領(lǐng)域不同，承受的載荷形式各種各樣，因此，對它們的疲勞壽命測試方式也不盡相同。目前存在許多加載機構(gòu)用來測試機械結(jié)構(gòu)的使用壽命，褚連娣在傳統(tǒng)的疲勞軸承試驗機的基礎(chǔ)上提出了一種軸承變載荷液壓加載系統(tǒng)，提高了測試軸承疲勞壽命的效率；何玲等研制了一種沖擊加載機構(gòu)，保證了機構(gòu)產(chǎn)生沖擊脈沖的穩(wěn)定性，以用來測試自動機的疲勞壽命。在風力發(fā)電機中，風電齒輪極易遭受超強陣風，緊急制動等強沖量變載沖擊，在這種強沖擊下齒輪箱將承受一種高頻變幅循環(huán)載荷，在這種載荷的沖擊下齒輪極易發(fā)生破壞。因此研制一種高頻變幅循環(huán)載荷加載裝置用來檢測齒輪在復雜工況條件下的使用壽命，具有重要的理論意義和應用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對齒輪傳動過程中受強沖量的激勵會承受高頻變幅循環(huán)載荷的情況，發(fā)明了一種高頻變幅脈動循環(huán)加載裝置，用來檢測齒輪在傳動過程中受強沖量沖擊下的使用壽命。通過不同剛度系數(shù)的彈簧和不同質(zhì)量的振子并聯(lián)耦合，提供一種高頻變副脈動循環(huán)載荷，這種載荷具有的特征有1、瞬時載荷極高；2、高頻低副波動載荷；3、長周期阻尼波動載荷；4、階段性共振高載荷。

本發(fā)明的一種高頻變副脈動循環(huán)載荷加載裝置技術(shù)方案如下：

一種高頻變副脈動循環(huán)載荷加載裝置，其特征在于：包括振子彈簧加載單元、測量單元、摩擦片制動裝置、強沖量激勵發(fā)生盤、光滑圓柱導軌、底座和外殼；振子彈簧加載單元包括3種不同剛度系數(shù)的彈簧和3個不同質(zhì)量的彈簧振子；所述振子彈簧加載單元與摩擦片制動裝置相連接，光滑圓柱導軌與底座相連；所述不同剛度系數(shù)的彈簧并聯(lián)耦合，分別繞制在光滑圓柱導軌上，沿光滑圓柱導軌移動；所述強沖量激勵發(fā)生盤與光滑圓柱導軌和外殼相連；所述光滑圓柱導軌和外殼上均帶有刻度；所述摩擦片制動裝置包括凹槽摩擦裝置和摩擦輪；所述摩擦片制動裝置內(nèi)輸出軸底端的摩擦輪與凹槽摩擦裝置的凹槽兩面的摩擦片兩兩相互接觸，當彈簧振子運動時，凹槽摩擦裝置也在彈簧的牽引下在外殼的滑道上作高頻移動，通過摩擦片制動裝置將彈簧產(chǎn)生的高頻變副脈動循環(huán)載荷轉(zhuǎn)換為高頻變副脈動循環(huán)載荷的摩擦力傳遞到其他裝置中。

所述加載方法，通過以下步驟實現(xiàn)：

1、將所需變載循環(huán)載荷的裝置通過聯(lián)軸器與高頻變副脈動循環(huán)載荷加載裝置的輸出軸相連；2、利用強沖量激勵發(fā)生盤給三個不同系數(shù)并聯(lián)耦合的彈簧振子施加初始載荷，使其作復雜的簡諧運動，產(chǎn)生高頻變副脈動循環(huán)載荷；3、彈簧加載裝置與摩擦制動裝置相連，帶動凹槽內(nèi)的摩擦片和輸出軸底的摩擦輪不斷接觸分離從而將高頻變幅脈動載荷轉(zhuǎn)化高頻變幅脈動的摩擦力為傳遞到其他的設備當中；4、通過外殼上的刻度調(diào)節(jié)發(fā)生盤的初始位置，從而控制施加在于3個彈簧振子上初始載荷的大小，從而改變高頻簡諧波動載荷的頻率，周期，沖擊力，載荷大小等。