扭杆系統二維複合加載疲勞試驗機的製作方法

2023-05-12 09:43:16 1

專利名稱：扭杆系統二維複合加載疲勞試驗機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及扭杆系統二維複合加載疲勞試驗機，它適用於各種規格扭杆系統的疲勞壽命試驗。
背景技術：
扭杆系統在軌道車輛二系懸掛中得到了廣泛應用，耐久性實驗是評判扭杆系統壽命的非常重要的實驗。扭杆系統在實際運行中不僅受到垂向加載力，而且還會產生橫向移動。目前國內外生產廠家均是利用專用工裝在通用的電液伺服疲勞試驗機上完成扭杆系統的二維加載疲勞試驗。由於扭杆系統品種規格多，疲勞試驗次數多，在通用疲勞試驗機上需要設計複雜工裝，且耗時數月之久才能完成一個試驗；因此，為了縮短試驗周期，減少工裝設計工作量，降低試驗運行成本，市場迫切需要一種能夠真實模擬扭杆系統實際運行工況
並適用於各種規格扭杆且能經濟、快速地完成扭杆系統可靠性測試的專用疲勞試驗機。
發明內容本實用新型的目的就是要提供一種扭杆系統二維複合加載疲勞試驗機以滿足市場的迫切需要。本實用新型所謂的扭杆系統二維複合加載疲勞試驗機，它包含垂向加載機構、槓桿機構、橫向加載機構、工作檯、」丄」形機架和控制系統，其特徵在於所述垂向加載機構包括垂向連杆、垂向減速電機及上支撐裝置，上支撐裝置通過垂向連杆與槓桿機構連接，垂向減速電機的輸出軸上裝有下皮帶輪，它通過傳動皮帶經上皮帶輪帶動上支撐裝置上的上支撐軸轉動，在上支撐軸的前側裝有垂向曲柄盤，垂向曲柄盤上裝有垂向曲柄銷；所述槓桿機構由槓桿和支撐裝置、力傳感器、導向裝置組成，槓桿靠支撐裝置安裝在」丄」形機架上並可繞中部絞孔上下擺動，槓桿機構的槓桿背面裝有導向裝置，可承受橫向連杆施加的橫向力，保證槓桿不作橫向擺動，槓桿機構其槓桿下部有力傳感器，可實時顯示扭杆系統垂向載荷的大小；所述橫向加載機構由橫向減速電機及曲柄滑塊機構組成，經橫向連杆與工作檯相連，帶動工作檯做往復運動，橫向減速電機的輸出軸上裝有曲柄長度無級調節裝置，且橫向減速電機安裝在滾動直線導軌副上以方便其調整與移動；所述垂向加載機構安裝在」丄」形機架的中間突起部分頂部，所述橫向加載機構和工作檯設置在」丄」形機架中間突起部分的前側，所述垂向減速電機安裝在」丄」形機架中間突起部分的後側，而所述械杆機構則設置在「丄」形機架中間突起部分靠工作檯一側的側面；所述控制系統由PLC通過PRF0BUS網絡控制兩個變頻器輸出信號達到垂向減速電機與橫向減速電機原點同步、運動同步與同步停止的目的。所述工作檯左右各一個，所述力傳感器其上下通過形槽分別與槓桿和被測試樣連接。本實用新型的有益效果是可真實地模擬扭杆系統的實際運行工況，經濟、快速地完成扭杆系統垂向雙頭加載扭轉與橫嚮往復運動的疲勞試驗，較為真實地反映扭杆系統的扭轉性能和使用壽命。

圖I是本實用新型結構示意的主視圖。圖2是本實用新型結構示意的後視圖。圖3是本實用新型結構示意的俯視圖。圖4是本實用新型結構示意的左視圖。圖中1.垂向加載機構,2.垂向連杆,3.槓桿機構,4.橫向加載機構,5.橫向連杆，6.長螺杆，7、27.滾動直線導軌副，8.工作檯，9.被測試樣，10.支撐裝置，11.力傳感
器，12.槓桿，13.導向裝置，14. 「丄」形機架，15.上皮帶輪，16.傳動皮帶，17.下皮帶輪，18.垂向減速電機，19.雙螺杆調整裝置，20.上支撐軸，21.上支撐裝置，22.垂向曲柄盤，23.垂向曲柄銷,24.橫向減速電機,25.橫向曲柄盤,26.橫向曲柄銷。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型及其具體實施方式
作進一步說明。從附圖中可以看出，本實用新型包括「丄」形機架14、垂向加載機構I、橫向加載機構4、槓桿機構3、工作檯8和控制系統，在「丄」形機架14中間突起部分的頂部裝有垂向加載機構I ;在「丄」形機架的中間突起部分前面一側安有橫向加載機構4與工作檯8 ;在「丄」形機架的中間突起部分後面一側安有垂向減速電機18 ;在「丄」形機架的中間突起部分靠工作檯8 —側的側面上裝有槓桿機構3 ;被測試樣9安裝在工作檯8與槓桿機構3之間。垂向減速電機18輸出軸上裝有下皮帶輪17，上皮帶輪15安裝在上支撐軸20的後側，傳動皮帶16安裝在上皮帶輪15與下皮帶輪17之間，垂向減速電機18通過傳動皮帶16與上支撐裝置21連接，並通過傳動皮帶16帶動上支撐裝置21之上支撐軸20轉動；在上支撐軸20的前側安裝有垂向曲柄盤22，垂向曲柄銷23安裝在垂向曲柄盤22上，垂向連杆2安裝在垂向曲柄銷23與槓桿機構3之間，上支撐裝置21又通過垂向連杆2與槓桿機構3連接，上支撐裝置21、垂向連杆2與槓桿機構3組成曲柄搖杆機構，呈垂直布置；曲柄搖杆機構帶動槓桿機構3繞其轉動中心作圓弧擺動運動，進而帶動被測試樣9繞其中心軸作扭轉運動；調節垂向曲柄銷23相對於垂向曲柄盤22中心的位置，即可調整曲柄長度，從而調整槓桿12的擺動幅值，進而調整被測試樣9的扭轉角度；垂向減速電機18由變頻電機和硬齒面斜齒輪-傘齒輪減速機組成，變頻電機自帶通風裝置與制動裝置，通過電氣控制櫃中的變頻器調節電機轉速，進而調節扭轉頻率；垂向減速電機18與「丄」形機架14連接處還裝有雙螺杆調整裝置19。橫向減速電機24輸出軸上安裝有橫向曲柄盤25，橫向曲柄銷26安裝在橫向曲柄盤25上,橫向連杆5安裝在橫向曲柄銷26與工作檯8之間,橫向曲柄盤25、橫向曲柄銷26、橫向連杆5與工作檯8組成曲柄滑塊機構，呈水平布置；曲柄滑塊機構帶動工作檯8繞其平衡點作往復運動，進而帶動被測試樣9作往復運動；調節橫向曲柄銷26相對於橫向曲柄盤25中心的位置，即可調整曲柄長度，從而調整工作檯8的往復運動幅值；橫向減速電機24安裝在滾動直線導軌副27上，方便其調整與移動；橫向減速電機24由變頻電機和硬齒面斜齒輪一傘齒輪減速機組成，臥式安裝，變頻電機自帶通風裝置與制動裝置，通過電氣控制櫃中的變頻器調節電機轉速，進而調節往復運動頻率。槓桿12頂面與垂向連杆2相連；槓桿12由支撐裝置10安裝在機架14上，繞中部鉸孔上下擺動；槓桿12背面裝有導向裝置13，可以承受被測試樣9施加的橫向力，保證整個槓桿12不作橫向擺動；槓桿12下部安裝有力傳感器11，可以實時顯示被測試樣9垂向載荷的大小；力傳感器11通過T型槽上下分別與槓桿12及被測試樣9連接；槓桿12、導向裝置13、支撐裝置10與力傳感器11組成了槓桿機構3。工作檯8呈「工」型，左右各一，通過2個長螺杆6連成一整體；工作檯8底面安裝在滾動直線導軌副7上，2個工作檯8的距離可以通過長螺杆6進行調整；工作檯8頂面開有T型槽，便於不同規格被測試樣安裝。通過電氣控制櫃的觸控螢幕設定循環總次數並顯示循環的次數，達到設定的總次數自動停機；PLC通過PRFOBUS網絡控制二個變頻器輸出信號達到垂向與橫向加載電機原點同步、運動同步與同步停止的目的。本實用新型的工作步驟如下I.在工作檯8與槓桿機構3之間安裝被測試樣9。首先根據被測試樣9的長度尺寸以槓桿支撐裝置10為中心對稱調整兩個工作檯8之間的距離，再調整橫向減速電機24的位置使之與工作檯8的位置適應；然後根據被測試樣9的高度尺寸在被測試樣9兩端軸承座下增減墊鐵以調整安裝高度；最後根據被測試樣9寬度尺寸，利用工作檯8T形槽進行調整；這樣被測試樣9在水平、橫向與垂直三個方向均可調整，位置調整好後，將各T形螺栓緊固好。2.調整被測試樣9的扭轉角度。垂向曲柄銷23在垂向曲柄盤22上的徑向長度即為曲柄長度，被測試樣的扭轉角度與曲柄長度對應。首先，將被測試樣9要求的扭轉角度換算為曲柄長度；再調整垂向曲柄銷23的位置至曲柄長度大小處；最後將垂向曲柄銷23固定在垂向曲柄盤22上。3.調整被測試樣9的橫向位移幅值。橫向曲柄銷26在橫向曲柄盤25上的徑向長度即為曲柄長度，被測試樣的位移幅值與曲柄長度對應，調整方法與垂向調整一樣。4.設定被測試樣9扭轉、往復運動頻率及總循環次數。扭轉與往復運動頻率通過電氣控制系統的2個變頻器分別改變垂向減速電機18與橫向減速電機24的轉速來調節；扭轉次數通過電氣控制系統的觸控螢幕設定並記錄循環次數並且在達到設定總次數時自動停機。5.檢查各部位的緊固情況，確認無誤後啟動變頻電機，進行疲勞試驗，達到設定總循環次數後自動停機，並記錄保留各項試驗數據。
權利要求1.扭杆系統二維複合加載疲勞試驗機，它包含垂向加載機構(I)、槓桿機構(3)、橫向加載機構(4)、工作檯(8)、「丄」形機架(14)和控制系統，其特徵在於所述垂向加載機構(I)包括垂向連杆(2)、垂向減速電機(18)及上支撐裝置(21)，上支撐裝置(21)通過垂向連杆(2)與槓桿機構(3)連接，垂向減速電機(18)的輸出軸上裝有下皮帶輪(17)，它通過傳動皮帶(16)經上皮帶輪(15)帶動上支撐裝置(21)上的上支撐軸(20)轉動，在上支撐軸(20)的前側裝有垂向曲柄盤(22)，垂向曲柄盤(22)上裝有垂向曲柄銷(23);所述槓桿機構(3)由槓桿(12)和支撐裝置(10)、力傳感器(11)、導向裝置(13)組成，槓桿(12)靠支撐裝置(10)安裝在」丄」形機架(14)上並可繞中部絞孔上下擺動，槓桿機構(3)的槓桿(12)背面裝有導向裝置(13)，可承受橫向連杆(5)施加的橫向力，保證槓桿(12)不作橫向擺動，槓桿機構(3)其槓桿(12)下部有力傳感器(11)，可實時顯示扭杆系統垂向載荷的大小；所述橫向加載機構(4)由橫向減速電機(24)及曲柄滑塊機構組成，經橫向連杆(5)與工作檯(8)相連，帶勸工作檯(8)相連，帶動工作檯(8)做往復運動，橫向減速電機(24)的輸出軸上裝有曲柄長度無級調節裝置，且橫向減速電機(24)安裝在滾動直線導軌副(27)上以方便其調整與移動；所述垂向加載機構(I)安裝在「丄」形機架(14)的中間突起部分頂部，所述橫向加載機構(4)和工作檯(8)設置在「丄」形機架(14)中間突起部分的前側，所述垂向減速電機(18)安裝在「丄」形機架(14)中間突起部分的後側，而所述械杆機構則設置在「丄」形機架中間突起部分靠工作檯(8) —側的側面；所述控制系統由PLC通過PRFOBUS網絡控制兩個變頻器輸出信號達到垂向減速電機(18)與橫向減速電機(24)原點同步、運動同步與同步停止的目的。
2.根據權利要求I所述的扭杆系統二維複合加載疲勞試驗機，其特徵是，所述工作檯(8)左右各一個，所述力傳感器(11)其上下通過「τ」形槽分別與槓桿(12)和被測試樣(9)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種扭杆系統二維複合加載疲勞試驗機，它包含垂向加載機構、槓桿機構、橫向加載機構、工作檯、「⊥」形機架和控制系統。其特徵垂向加載機構安裝在「⊥」形機架中間突起部分的頂部；橫向加載機構與工作檯則裝在「⊥」形機架中間突起部分的前側，槓桿機構置於「⊥」形機架中間突起部分靠工作檯一側的側面；垂向加載機構由垂向減速電機通過傳動皮帶帶動上支撐軸與曲柄搖杆機構，再經槓桿機構，實現扭杆系統兩頭的同時加載；橫向加載機構由橫向減速電機帶動曲柄滑塊機構，實現工作檯與扭杆系統的往復運動；通過PLC控制變頻器輸出達到垂向與橫向加載機構完全同步。其優點能真實模擬扭杆系統實際運行工況，並能經濟、快速地完成各種規格扭杆系統的可靠性測試。
文檔編號G01M13/00GK202583015SQ20122024419
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者梁有志, 曹建平, 馬永康 申請人:梁有志