一種仿真疲勞試驗裝置的雙向加載傳力單元的製作方法

2023-04-23 04:58:16

專利名稱：一種仿真疲勞試驗裝置的雙向加載傳力單元的製作方法
技術領域：
本發明屬於特種機械性能測試設備，尤其是仿真疲勞試驗裝置製造領域。
背景技術：
目前對一些構件進行疲勞試驗時，往往均採用單方向施加載荷，但是許多構件在實際服役條件下是承受雙向載荷甚至多向載荷。在一些需要模擬試件實際工作環境的仿真疲勞試驗中，往往需要提供多向的加載，有時還需要在某加載方向上提供加載位移，例如目 前我國高速鐵路飛速發展，對於關鍵的零部件急需開發我國自主智慧財產權的製造技術。電機懸吊試件是350公裡/小時以上高速機車轉向架的關鍵部件。在高速機車運行時，該部件主要經受橫向與垂向兩個方向的交變載荷，疲勞性能是試件最關鍵的力學性能。如何模擬實際運行工況，對電機懸電機懸吊試件進行疲勞試驗，目前國內尚無成熟的技術規範。對電機懸吊試件進行仿真疲勞試驗，在國外均屬於關鍵核心技術，嚴格進行保密。

發明內容
鑑於現有技術的以上不足，本發明的目的是設計一種仿真疲勞試驗裝置的雙向加載傳力單元，為機械疲勞試驗裝置多向的位移加載提供良好的力矩耦合，以克服現有技術的以上缺點。本發明的目的是通過如下的手段實現的。仿真疲勞試驗裝置的雙向加載傳力單元，為機械疲勞試驗裝置提供位移雙向加載偶合，傳力單元4由框板401及垂直加載機構和水平加載機構組成；所述垂直加載機構為一端與外部豎直油缸(3)活塞端聯接，另一端與置於傳力單元框板401上的橫杆407實現與框板401連接的連接板406 ;水平加載機構由與外部水平油缸2活塞端402連接的軸力板405構成；傳力單元4的框板401上設置有四個滾輪，所述四個滾輪與軸力板405的內側相靠接；所述傳力單元4上設置有用於聯接被測試件耳孔端103的銷軸408。採用本發明的結構，可準確地模擬實際運行工況對試件進行多向尤其是垂向交變載荷，同時，在其中一個方向還可提供一定的位移。水平加載機構和垂直加載機構的動力分別來自兩個外部液壓油缸，在水平方向與垂直方向加載時，實現互不幹擾。尤其適用於高速機車轉向架懸掛裝置用電機懸電機懸吊試件實物疲勞性能的評價。


圖I是本發明傳力單元部分的立體圖。圖2是本發明傳力單元部分的立體圖。圖3是本發明傳力單元部分的立體圖。圖4為圖3的右視圖。圖5為圖3的A部放大圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的結構作進一步的詳述。結合圖I、圖2和圖3可看到，傳力單元4由框板401及垂直加載機構和水平加載機構組成，垂直加載機構為一端與外部豎直油缸3的活塞端聯接,另一端與置於傳力單兀框板401上的橫杆407實現與框板401連接的連接板406。水平加載機構由與外部水平油缸2活塞端402連接的軸力板405構成，連接的軸力板405的水平油缸活塞端402實際上 構成一懸臂機構；傳力單元4的框板401上設置有四個滾輪，由於在實際加載試驗中水平油缸活塞端402提供拉力，所以，四個滾輪與軸力板405的內側保持靠接。四個滾輪(具有代表性，圖中僅給出一個標號404固連在框板401上)，在垂直加載機構帶動框板401上下位移時，其與軸力板內側相靠接的部分可在軸力板上滾動。傳力單元4上設置有用於聯接被測試件耳孔端103的銷軸408，測試時將銷軸408插入被測試件耳孔端，再安裝在框板401上，即可進行試驗。作為一應用實施例，結合圖3至圖5可看到，電機懸電機懸吊板彈簧仿真疲勞試驗裝置，以高速鐵路機車用電機懸電機懸吊板彈簧為試件。仿真疲勞試驗裝置由構架14，聯接在構架橫梁上的垂直加載機構、固定在基座上的水平加載機構、傳力單元4及試件夾持機構20組成。所述垂直加載機構由豎直油缸3擔任，豎直油缸3的活塞端通過連接板406和橫杆407與傳力單元4聯接。水平加載機構由水平油缸2擔任，水平油缸2的活塞端與軸力板405固連。傳力單元4上設置有用於聯接被測試件耳孔端103的銷軸408。傳力單元4上與水平油缸2的活塞端鄰近端設置有四個滾輪(圖中僅標出其中一個404)，該四個滾輪對稱分置於平油缸2的活塞端的兩側，各滾輪實際上是固定在傳力單元框板401上的摩擦滑輪，所述軸力板405的內側靠接在所述四個滾輪的表面。水平油缸的軸向拉力使軸力板與四個滾輪之間保持足夠大的接觸壓力，在豎直油缸對被試懸吊試件施以豎向周期載荷產生位移時，軸力板405在與四個滾輪的滾動摩擦中產生豎向的周期滑移，這樣的結果，使得被試懸吊試件同時得到橫向的拉載荷和豎向的周期位移載荷，與懸吊試件在機車上的受:力情況基本一致。在實際的測試中，在懸吊試件的耳孔端103施加軸向和橫向兩個方向的載荷，所述軸向的載荷為上載荷量與下載荷量區間的拉-拉交變載荷，下載荷=10ΚΝ,上載荷為35KN。所述橫向的載荷為恆定載荷量狀態下的位移交變，位移幅度正負5mm。軸向載荷通過電腦控制的豎向油缸實現。如圖5所示，銷軸408穿過試件耳孔103與傳力單元4形成鉸鏈連接。水平油缸2施加軸向載荷時，由於軸向力下載荷始終保持IOKN的拉力，保證了滾輪與軸力板405始終接觸，水平油缸2的交變載荷就通過軸力板405、四個滾輪和傳力單元4作用於試件100，使試件在耳孔103處承受軸向交變載荷。試件豎向位移(耳孔端103在豎直方向的位移)並不影響試件橫向施加的載荷。傳感器8和403測出豎向橫向載荷代數量值(用正或負表示方向)傳入電腦，電腦顯示位移量，同時記錄時間和次數。在傳力單元4還可以設置配重機構，如圖3中410所示，實際上就是在傳力單元4上固定一絲杆，具有內螺紋孔的加重塊便於旋轉調整其在絲杆上的位置並固定，使帶有滾輪和絲杆的傳力單元與配重塊的總重心上，可以隨時調整位置以確保軸力板與傳力單元上的四個滾輪都能形成接觸。水平油缸使軸力板與四個滾輪之間保持足夠大的接觸壓力。
權利要求
1.ー種仿真疲勞試驗裝置的雙向加載傳カ単元，為機械疲勞試驗裝置提供位移雙向加載耦合，其特徵在幹，傳カ單元(4)主要由框板(401)及垂直加載機構和水平加載機構組成；所述垂直加載機構為一端與外部豎直油缸(3)活塞端聯接，另一端與置於傳カ單元框板(401)上的橫杆(407)實現與框板(401)連接的連接板(406);水平加載機構由與外部水平油缸(2)活塞端(402)連接的軸カ板(405)構成；傳カ單元4的框板(401)上設置有四個滾輪，所述四個滾輪與軸カ板(405)的內側相靠接；所述傳カ単元(4)上設置有用於聯接被測試件耳孔端(103)的銷軸(408)。
2.根據權利要求I所述之仿真疲勞試驗裝置的雙向加載傳カ単元，其特徵在於，所述垂直加載機構和水平加載機構上分別設置有測試カ度的傳感器(8)和(403)。
全文摘要
本發明公開了一種仿真疲勞試驗裝置的雙向加載傳力單元，用於存在雙向加載位移的機械疲勞試驗裝置，由構架(14)，聯接在構架橫梁上的垂直加載機構、固定在基座上的水平加載機構、傳力單元(4)及試件夾持機構組成。本發明雙向加載傳力單元可以為機械疲勞試驗裝置多向的位移加載提供良好的力矩耦合，可良好地模擬試件的實際工作環境，可用於多種仿真疲勞試驗裝置中。
文檔編號G01M13/00GK102628744SQ20121011319
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月17日 優先權日2012年4月17日
發明者周殿買, 戴光澤, 楊川, 梁樹林, 歐祖孝, 謝昌偉, 高國慶 申請人:成都雙龍汽車配件製造有限公司, 西南交通大學, 重慶市渝電汽車彈簧有限公司, 長春軌道客車股份有限公司