一種橡膠球鉸三向加載疲勞試驗方法及裝置的製作方法

2023-10-09 13:39:44

專利名稱：一種橡膠球鉸三向加載疲勞試驗方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種橡膠球鉸的試驗方法及裝置，具體說是一種用於橡膠球鉸三向同時加載的三向加載疲勞試驗方法及裝置，分別是徑向、扭轉和偏轉，屬於用機械應力測試固體材料的強度特性的實驗室設備，國際專利分類號為G01N3/00。
背景技術：
橡膠球鉸在研製和出廠前往往需要進行抽樣檢查，進行疲勞實驗。目前使用的橡膠球鉸疲勞實驗的設備或裝置，不能同時從幾個方向對橡膠球鉸進行複合疲勞，僅能在一個方向對實驗件進行疲勞試驗，對於需要進行複合疲勞實驗的橡膠球鉸，通常是將複合條件實驗分拆開來，一個方向接一個方向地單獨加載實驗，顯然這種疲勞實驗無法較真實反映產品的三向疲勞承載，因而也就無法反映元件所具有的真實疲勞性能，另一方面單向加載實驗也延長了實驗周期，從而加大了不必要的實驗成本。因此很有必要對此加以改進。

發明內容
本發明的目的是為了解決目前橡膠球鉸疲勞實驗設備或裝置的不足，提供了一種可三向同時加載的三向加載疲勞實驗方法及本發明的另一目的是提供一種上述方法的裝置。
本發明的目的是通過下述技術方案實現的一種橡膠球鉸疲勞實驗方法，試驗方法是通過一套三個方向加載疲勞實驗裝置，包括徑向、偏轉和扭轉三向加載疲勞實驗裝置，向試驗橡膠球鉸施加機械力的方式對試驗橡膠球鉸進行三向加載綜合疲勞實驗的。其特徵在於疲勞實驗設備或裝置為三向加載疲勞實驗裝置，至少有一個徑向施力裝置，徑向施力裝置從垂向與試驗橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加徑向試驗力；至少有一個偏轉施力裝置，偏轉施力裝置從橫向與試驗橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加偏轉試驗力；至少有一個扭轉施力裝置，扭轉施力裝置直接與試驗件橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加扭轉試驗力；由徑向施力裝置、偏轉施力裝置與扭轉施力裝置實現對試驗件橡膠球鉸的徑向、偏轉及扭轉實驗。所述的徑向施力裝置安裝在試驗橡膠球鉸垂向上方，徑向施力裝置用垂向/徑向油缸通過傳遞徑向載荷的徑向連接頭與試驗外套聯結在一起；所述的偏轉施力裝置是水平布置的，偏轉施力裝置用橫向油缸加載通過偏轉平行架轉化為偏轉力與試驗樣品外套聯結在一起，且偏轉平行架可以繞試驗橡膠球鉸作偏轉擺動；所述的扭轉施力裝置是用扭轉油缸通過扭轉頭直接與試驗橡膠球鉸的芯軸聯接。
本發明的三向加載疲勞實驗裝置，能夠同時對橡膠球鉸進行三向疲勞實驗，真實模擬橡膠球鉸三向承載時的受力特性，而且通過偏轉平行架，準確地將橫向油缸載荷轉化為偏轉力矩。


圖1是本發明的結構示意主視圖；圖2是本發明的結構示意側視圖；圖3是本發明的結構示意俯視圖；圖4是本發明的偏轉試驗示意圖。
圖中1、橡膠球鉸，2、疲勞外套，3、扭轉頭，4、調心滾子軸承，5、支座， 6、偏轉杆，7、偏轉平行架，8、角接觸球軸承，9、徑向連接頭，10、徑向施力裝置，11、偏轉施力裝置，12、扭轉施力裝置。
具體實施例方式
附圖給出了本發明的一個實施例，下面將結合附圖對本發明作進一步的描述。
從附圖中可以看出，本發明為一種橡膠球鉸疲勞實驗設備或裝置，此種橡膠球鉸疲勞實驗設備或裝置的試驗方法是通過一套三個方向加載疲勞實驗裝置，包括徑向、偏轉和扭轉三向加載疲勞實驗裝置，向試驗橡膠球鉸施加機械力的方式對試驗橡膠球鉸進行三向加載綜合疲勞實驗的。其特徵在於疲勞實驗設備或裝置為三向加載疲勞實驗裝置，在試驗臺架支座5上至少有一個徑向施力裝置10，徑向施力裝置10從垂向與試驗橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加徑向試驗力；至少有一個偏轉施力裝置11，偏轉施力裝置11從橫向與試驗橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加偏轉試驗力；至少有一個扭轉施力裝置12，扭轉施力裝置12直接與試驗件橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加扭轉試驗力；由徑向施力裝置10、偏轉施力裝置11與扭轉施力裝置12實現對試驗件橡膠球鉸的徑向、偏轉及扭轉實驗。所述的徑向施力裝置安裝在試驗橡膠球鉸徑向上方，是一種可以作上下(往返)徑向運動的垂向油缸。徑向施力裝置用垂向油缸通過傳遞徑向載荷的徑向連接頭與試驗外套聯結在一起，試驗外套包裹有待試驗的橡膠球鉸，並通過對角接觸球軸承安裝在試驗臺架上；所述的偏轉施力裝置是水平布置的，偏轉施力裝置用橫向油缸加載通過偏轉平行架轉化為偏轉力與試驗樣品外套聯結在一起，偏轉平行架可以繞試驗橡膠球鉸作偏轉擺動；所述的扭轉施力裝置是用扭轉油缸通過扭轉頭直接與試驗橡膠球鉸的芯軸聯接，扭轉施力裝置由扭轉油缸和一對扭轉頭組合構成，扭轉頭安裝在調心滾子軸承內。
設計裝配時，將橡膠球鉸1壓入疲勞外套2，將用於傳遞由油缸輸出的扭轉力矩及徑向載荷的一對扭轉頭3通過螺栓與實驗件芯軸兩端相連，並將一對調心滾子軸承4安裝在扭轉頭3上，一起組裝在支座5內。為防止試驗過程中調心滾子軸承4往兩側竄動，設計時在支座5上開溝槽，並在溝槽內安裝孔用彈性擋圈，通過孔用彈性擋圈對調心滾子軸承4進行定位。為了傳遞偏轉力矩，在疲勞外套2外側安裝一個偏轉平行架7，以保持偏轉力矩的平衡。偏轉平行架7由五根圓柱組成，圓柱兩端面銑平，並在端面上鑽通孔，圓柱與圓柱之間在通孔處通過銷子連接，銷子與孔之間採用間隙配合，偏轉力矩通過偏轉杆6由橫向油缸傳遞至偏轉平行架7，最後由偏轉平行架7帶動疲勞外套2偏轉，實現對試驗件的偏轉作用。
疲勞實驗時，橡膠實驗件在垂向方向同時要承受徑向載荷，設計時在徑向連接頭9與疲勞外套2的連接處安裝一個角接觸球軸承8，設計安裝角接觸球軸承的目的是減少徑向載荷對偏轉力矩的幹擾。從而確保三向疲勞實驗的順利進行。
權利要求
1.一種橡膠球鉸三向加載疲勞試驗方法，其特徵在於所述的試驗方法是通過一套三個方向加載疲勞實驗裝置，包括徑向、偏轉和扭轉三向加載疲勞實驗裝置，向試驗橡膠球鉸施加機械力的方式對試驗橡膠球鉸進行三向加載綜合疲勞實驗的。
2.一種如權利要求1所述疲勞試驗方法的疲勞試驗裝置，其特徵在於包括徑向、偏轉和扭轉三向加載疲勞實驗裝置，其特徵在於疲勞實驗設備或裝置為三向加載疲勞實驗裝置，至少有一個徑向施力裝置，徑向施力裝置從垂向與試驗橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加徑向試驗力；至少有一個偏轉施力裝置，偏轉施力裝置從橫向與試驗橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加偏轉試驗力；至少有一個扭轉施力裝置，扭轉施力裝置直接與試驗件橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加扭轉試驗力；由徑向施力裝置、偏轉施力裝置與扭轉施力裝置實現對試驗件橡膠球鉸的徑向、偏轉及扭轉實驗。
3.如權利要求2所述的疲勞試驗裝置，其特徵在於徑向施力裝置(10)安裝在試驗橡膠球鉸垂向上方；所述的偏轉施力裝置(11)是水平布置的，且偏轉平行架(7)可以繞試驗橡膠球鉸(1)作橫向偏轉擺動；所述的扭轉施力裝置(12)是通過扭轉頭(3)直接與試驗橡膠球鉸(1)的芯軸聯結的。
4.如權利要求2所述的疲勞試驗裝置，其特徵在於所述的徑向施力裝置(10)是一種可以作上下垂向/往返運動的油缸，徑向施力裝置(10)通過傳遞徑向載荷的垂向連接頭(9)與試驗外套聯結在一起，試驗外套包裹有待試驗的橡膠球鉸(1)，並通過對角接觸球軸承(8)安裝在試驗臺架支座(5)上。
5.如權利要求2所述的疲勞試驗裝置，其特徵在於所述的偏轉施力裝置(11)由一個可以作橫向/偏轉運動的油缸與一個可以繞試驗橡膠球鉸作偏轉擺動的偏轉平行架(7)組合構成，偏轉施力裝置(11)通過用於將偏轉載荷轉化為偏轉力矩的偏轉平行架與疲勞試驗外套(2)聯結在一起。
6.如權利要求2所述的疲勞試驗裝置，其特徵在於所述的扭轉施力裝置(12)由扭轉油缸和扭轉頭(3)組合構成，扭轉頭(3)安裝在調心滾子軸承(4)內。
全文摘要
一種橡膠球鉸三向加載疲勞試驗方法及裝置，包括徑向、偏轉和扭轉三向加載疲勞實驗裝置，向試驗橡膠球鉸施加機械力的方式對試驗橡膠球鉸進行三向加載綜合疲勞實驗的。至少有一個徑向施力裝置，徑向施力裝置從垂向與試驗橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加徑向試驗力；至少有一個偏轉施力裝置，偏轉施力裝置從橫向與試驗橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加偏轉試驗力；至少有一個扭轉施力裝置，扭轉施力裝置直接與試驗件橡膠球鉸相接觸，並對試驗橡膠球鉸施加扭轉試驗力；由徑向施力裝置、偏轉施力裝置與扭轉施力裝置實現對試驗件橡膠球鉸的徑向、偏轉及扭轉實驗。
文檔編號G01M13/00GK1963440SQ20061003254
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月8日 優先權日2006年11月8日
發明者候海彪, 林達文, 王進, 李心 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司