拉壓及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種拉壓及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，能夠同時(shí)完成拉壓和扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。其包括試驗(yàn)裝置臺(tái)架、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)和多套拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)；在拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)中，拉壓作動(dòng)缸活塞桿、力傳感器、導(dǎo)桿、調(diào)節(jié)桿和被試工件依次首尾相連；調(diào)節(jié)桿上設(shè)有多個(gè)調(diào)節(jié)位，根據(jù)被試工件的大小，將導(dǎo)桿連接到調(diào)節(jié)桿的相應(yīng)調(diào)節(jié)位上；導(dǎo)桿在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的限制下直線運(yùn)動(dòng)；在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)中，軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)端與被試工件的另一端相連；各軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的擺動(dòng)桿之間通過連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)，位于一端的擺動(dòng)桿進(jìn)一步通過一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)與扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸的活塞桿相連接。拉壓作動(dòng)缸、軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸均固定在試驗(yàn)裝置臺(tái)架上。
【專利說(shuō)明】拉壓及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料振動(dòng)疲勞試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種采用復(fù)合作動(dòng)缸完成被試材料的拉壓及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在對(duì)被試工件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常要求對(duì)被試工件既進(jìn)行拉壓振動(dòng)疲勞試驗(yàn)又進(jìn)行扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞試驗(yàn)?，F(xiàn)有技術(shù)中，是將這兩種疲勞試驗(yàn)分開進(jìn)行，每次只完成一種形式的疲勞試驗(yàn)。由于進(jìn)行一次疲勞試驗(yàn)所耗費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，因此現(xiàn)有的試驗(yàn)方法比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。針對(duì)于此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種能夠同時(shí)完成拉壓和扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種拉壓及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，能夠同時(shí)完成拉壓和扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。
[0004]該方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種拉壓及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，包括:試驗(yàn)裝置臺(tái)架、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)和N套拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，N為大于或等于2的正整數(shù)；
[0006]每套拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)包括拉壓作動(dòng)缸、第一連接件、力傳感器、第二連接件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿和調(diào)節(jié)桿；拉壓作動(dòng)缸是直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其安裝在試驗(yàn)裝置臺(tái)架上，拉壓作動(dòng)缸的活塞桿通過第一連接件與力傳感器連接，力傳感器通過第二連接件與導(dǎo)桿連接，導(dǎo)桿與調(diào)節(jié)桿連接，調(diào)節(jié)桿與被試工件的一端相連；調(diào)節(jié)桿上設(shè)有多個(gè)調(diào)節(jié)位，根據(jù)被試工件的大小，將導(dǎo)桿連接到調(diào)節(jié)桿的相應(yīng)調(diào)節(jié)位上；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)固定在試驗(yàn)裝置臺(tái)架上，導(dǎo)桿在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的限制下直線運(yùn)動(dòng)；拉壓作動(dòng)缸、導(dǎo)桿、調(diào)節(jié)桿和被試工件在同一直線上運(yùn)動(dòng)，不同拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡相互平行；
[0007]扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)包括:N個(gè)帶有擺動(dòng)桿的軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、N個(gè)連桿機(jī)構(gòu)、一個(gè)扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸以及用于獲得被試工件扭轉(zhuǎn)角度的傳感器；軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其固定在試驗(yàn)裝置臺(tái)架上，用于將施加于擺動(dòng)桿的直線力轉(zhuǎn)換為施加在轉(zhuǎn)動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)力，所述轉(zhuǎn)動(dòng)端與被試工件的另一端相連；各軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的擺動(dòng)桿之間通過連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)，位于一端的擺動(dòng)桿進(jìn)一步通過一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)與扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸的活塞桿相連接；扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸通過支座固定在試驗(yàn)裝置臺(tái)架上。
[0008]為了獲得被試工件受到的扭轉(zhuǎn)力矩，每套拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括扭矩傳感器和第三連接件，調(diào)節(jié)桿通過第三連接件與扭矩傳感器連接，扭矩傳感器(11)則與被試工件的
一端相連。
[0009]其中，在所述導(dǎo)桿與調(diào)節(jié)桿連接端，在調(diào)節(jié)桿上設(shè)計(jì)一排等間距的定位孔，在導(dǎo)桿上設(shè)計(jì)與定位孔配合的安裝孔，導(dǎo)桿插入調(diào)節(jié)桿內(nèi)部，安裝孔對(duì)準(zhǔn)所選定位孔后進(jìn)行連接。優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)桿的另一端通過螺紋與第三連接件連接；調(diào)節(jié)桿可通過任意一個(gè)定位孔與導(dǎo)桿進(jìn)行連接，通過調(diào)節(jié)第三連接件與調(diào)節(jié)桿螺紋連接深度，微調(diào)被試工件所占的空間。[0010]有益效果:
[0011]采用本發(fā)明提出的試驗(yàn)裝置，可以同時(shí)完成被試工件的拉壓和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞試驗(yàn)，可以大大節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間，提高試驗(yàn)效率。
[0012]其次,本發(fā)明米用由靜力缸和動(dòng)力缸組成的復(fù)合作動(dòng)缸技術(shù)，該作動(dòng)缸由一個(gè)靜力加載缸和一個(gè)動(dòng)力加載缸組成,它們共用一根活塞桿。其中靜力加載缸完成被試工件的靜力加載，動(dòng)力加載缸對(duì)被試工件施加交變負(fù)載，當(dāng)靜力加載缸輸出的力達(dá)到所設(shè)定的恒定值時(shí)，便將靜力加載缸的兩腔關(guān)斷，此時(shí)靜力加載缸兩腔的壓力會(huì)保持不變，即使不為其提供液壓能源，靜力加載力也能維持不變，從而達(dá)到節(jié)省能源，減小發(fā)熱的目的。
[0013]此外，由于采用了在靜力加載缸中的內(nèi)外雙冷技術(shù)，大大降低了由于密封處高頻運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦產(chǎn)生的熱量，降低了作動(dòng)缸的運(yùn)行溫度，保證高頻疲勞試驗(yàn)的可靠性，能夠適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間的高頻試驗(yàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為實(shí)施例一中拉壓及扭轉(zhuǎn)疲勞振動(dòng)試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的左視圖；
[0016]圖3為實(shí)施例二中拉壓及扭轉(zhuǎn)疲勞振動(dòng)試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4(a)為一種復(fù)合作動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0018]圖4(b)為圖4(a)中活塞桿、靜力加載缸活塞和動(dòng)力加載缸活塞示意圖；
[0019]圖5為另一種復(fù)合作動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0020]圖6為復(fù)合作動(dòng)缸中靜力加載缸的雙冷機(jī)構(gòu)。
[0021]1-試驗(yàn)裝置臺(tái)架，2-拉壓作動(dòng)缸，3-第一連接件，4-力傳感器，5-第二連接件，6-導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，7-導(dǎo)桿，8-定位孔，9-調(diào)節(jié)桿，10-第三連接件，11-扭矩傳感器，12-被試工件，13-軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，14-擺動(dòng)桿，15-連桿機(jī)構(gòu)，16-扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸，17-位移傳感器，18-第二位移傳感器。
[0022]2-1靜力加載缸，2-11,2-12靜力加載缸上的油孔，2-13靜力加載缸缸體，2-14靜力加載缸端蓋，2-2動(dòng)力加載缸，2-21、2-22動(dòng)力加載缸上的油孔，2-23動(dòng)力加載缸缸體，2-24動(dòng)力加載缸端蓋，2-3活塞桿，2-31導(dǎo)流管，2-32固定連接件，2-33導(dǎo)流管支撐件，2-34通油孔，2-35,2-36通油槽，2-37,2-38冷卻介質(zhì)出入口，2-39密封件，2-4靜力加載缸活塞，2-5動(dòng)力加載缸活塞，2-6動(dòng)靜缸連接端蓋，2-61排氣孔，2-7進(jìn)油管，2-8回油管。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024]實(shí)施例一
[0025]圖1是本實(shí)施例拉壓及扭轉(zhuǎn)疲勞振動(dòng)試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括試驗(yàn)裝置臺(tái)架1、3套拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)和I套扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，本實(shí)施例僅以3個(gè)工位作為例子，在實(shí)際中可以根據(jù)需要和空間設(shè)計(jì)更多的工位。本實(shí)施例能同時(shí)完成三個(gè)被試工件的拉壓及扭轉(zhuǎn)疲勞振動(dòng)試驗(yàn)。
[0026]如圖1所示，每套拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)包括拉壓作動(dòng)缸2、第一連接件3、力傳感器4、第二連接件5、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)6、導(dǎo)桿7和調(diào)節(jié)桿9。[0027]其中，拉壓作動(dòng)缸2是直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其安裝在試驗(yàn)裝置臺(tái)架I上，拉壓作動(dòng)缸2的活塞桿通過第一連接件3與力傳感器4連接，力傳感器4通過第二連接件5與導(dǎo)桿7連接，導(dǎo)桿7與調(diào)節(jié)桿9連接，調(diào)節(jié)桿9與被試工件12的一端相連。拉壓作動(dòng)缸2、導(dǎo)桿7、調(diào)節(jié)桿9和被試工件12在同一直線上運(yùn)動(dòng)，不同拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡相互平行。
[0028]在試驗(yàn)裝置臺(tái)架I上設(shè)計(jì)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)6，導(dǎo)桿7只能在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)6的限制下進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，這樣就能保證上述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行伸出或縮回運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠沿其軸向方向運(yùn)動(dòng)，而不產(chǎn)生側(cè)向力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)6可以采用一個(gè)具有U型凹槽的導(dǎo)向塊實(shí)現(xiàn)，U型凹槽即為導(dǎo)軌。
[0029]調(diào)節(jié)桿9用于調(diào)節(jié)被試工件12所占的空間，調(diào)節(jié)桿9上設(shè)有多個(gè)調(diào)節(jié)位，根據(jù)被試工件12的大小，將導(dǎo)桿7連接到調(diào)節(jié)桿9的相應(yīng)調(diào)節(jié)位上。本實(shí)施例中，如圖1所示，在導(dǎo)桿7與調(diào)節(jié)桿9連接端，在調(diào)節(jié)桿9上設(shè)計(jì)一排等間距的定位孔8，在導(dǎo)桿7上設(shè)計(jì)與定位孔配合的安裝孔，導(dǎo)桿7插入調(diào)節(jié)桿9內(nèi)部，安裝孔對(duì)準(zhǔn)所選定位孔后進(jìn)行連接。
[0030]扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)包括:3個(gè)帶有擺動(dòng)桿14的軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13、3個(gè)連桿機(jī)構(gòu)15、一個(gè)扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸16以及用于獲得被試工件扭轉(zhuǎn)角度的傳感器。圖2為圖1去掉拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)后扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的左視圖。軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13是直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其固定在試驗(yàn)裝置臺(tái)架I上，用于將施加于擺動(dòng)桿14的直線力轉(zhuǎn)換為施加在轉(zhuǎn)動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)力,所述轉(zhuǎn)動(dòng)端與被試工件12的另一端相連；各軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的擺動(dòng)桿14之間通過連桿機(jī)構(gòu)15串聯(lián)，位于一端的擺動(dòng)桿14進(jìn)一步通過一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)15與扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸16的活塞桿相連接；扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸
16通過支座固定在試驗(yàn)裝置臺(tái)架I上。當(dāng)扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸16伸縮時(shí)，該直線運(yùn)動(dòng)通過連桿機(jī)構(gòu)15傳遞到各擺動(dòng)桿14上，由軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為扭轉(zhuǎn)力施加在被試工件上。本實(shí)施例中，用于獲得被試工件扭轉(zhuǎn)角度的傳感器可以采用設(shè)置于扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸16的位移傳感器17，通過換算得到被試工件的扭轉(zhuǎn)角度，在實(shí)際中也可以直接設(shè)置角度傳感器進(jìn)行直接測(cè)量。由于進(jìn)行拉壓力和扭矩控制時(shí)，需要知道所施加的拉壓力大小和扭轉(zhuǎn)角度，因此力傳感器和用于測(cè)角的傳感器是必須的。
[0031]如果需要檢測(cè)在所施加的拉壓力下被試工件產(chǎn)生的形變，進(jìn)一步在拉壓作動(dòng)缸2上設(shè)置第二位移傳感器18。
[0032]通過控制拉壓作動(dòng)缸2活塞桿的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)頻率，就可以帶動(dòng)被試工件12產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，從而對(duì)被試工件12施加相應(yīng)頻率的拉力或壓力，力傳感器4的作用是測(cè)量拉壓作動(dòng)缸2施加在被試工件12上的拉力或壓力的大小，并通過安裝在拉壓作動(dòng)缸2上的第二位移傳感器18測(cè)量在此拉力或壓力的作用下，活塞桿產(chǎn)生的位移，該位移即為被試工件12發(fā)生的形變大小。
[0033]通過控制扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸16的活塞桿的運(yùn)動(dòng)頻率和運(yùn)動(dòng)幅值，就可以通過連桿機(jī)構(gòu)15和擺動(dòng)桿14帶動(dòng)軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13產(chǎn)生相應(yīng)頻率的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使得被試工件12發(fā)生相應(yīng)頻率的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過安裝在扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸16上的位移傳感器17可以測(cè)量出扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸16的活塞桿的位移大小，在擺動(dòng)桿14的長(zhǎng)度已知的情況下，就可以根據(jù)位移傳感器17的測(cè)量值計(jì)算出軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13的轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，從而得到被試工件12發(fā)生的扭轉(zhuǎn)角度，而在此扭轉(zhuǎn)角度下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩則可以通過扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸16的輸出力與其力臂長(zhǎng)度之間的乘積進(jìn)行計(jì)算。扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸16的輸出力由兩腔的壓力分別乘以兩腔的工作面積后相減得至IJ。力臂的長(zhǎng)度為扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸16與擺動(dòng)桿14的連接點(diǎn)到擺動(dòng)桿14回轉(zhuǎn)中心的垂直距離。
[0034]實(shí)施例二[0035]如圖3所示，本實(shí)施例是對(duì)實(shí)施例一的改進(jìn)。本實(shí)施例中，為了監(jiān)測(cè)在所施加的扭轉(zhuǎn)角度下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，增加了第三連接件10和扭矩傳感器11，調(diào)節(jié)桿9通過第三連接件10與扭矩傳感器11連接，扭矩傳感器11則與被試工件12的一端相連。
[0036]此外，本實(shí)施例還對(duì)調(diào)節(jié)桿9進(jìn)行了改進(jìn)。如圖3所示，在調(diào)節(jié)桿9的一端設(shè)計(jì)一排等間距的定位孔8，另一端通過螺紋與第三連接件10提供的螺孔連接。調(diào)節(jié)桿9可通過任意一個(gè)定位孔8與導(dǎo)桿7進(jìn)行連接，通過調(diào)節(jié)第三連接件10與調(diào)節(jié)桿9螺紋連接深度，微調(diào)被試工件12所占的空間，從而調(diào)節(jié)被試工件12的安裝空間，以滿足不同長(zhǎng)度的被試工件的安裝要求。當(dāng)上述微調(diào)仍不能滿足要求時(shí)，可以改變調(diào)節(jié)桿9所使用的定位孔，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)被試工件的安裝空間。在實(shí)際中，也可以在導(dǎo)桿7上設(shè)計(jì)定位孔8，調(diào)節(jié)桿9通過任意一個(gè)定位孔與導(dǎo)桿7進(jìn)行連接。
[0037]實(shí)施例三
[0038]在拉壓力疲勞試驗(yàn)中，通常先給被試工件施加一個(gè)恒定不變的靜力，然后在此基礎(chǔ)上再疊加一個(gè)交變力?，F(xiàn)有技術(shù)中拉壓作動(dòng)缸2通常采用一個(gè)液壓作動(dòng)缸進(jìn)行上述試驗(yàn)，由于進(jìn)行疲勞試驗(yàn)所需的試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，因此所消耗的能源非常大，而且作動(dòng)缸在長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致密封件損壞，活塞桿磨損。
[0039]因此本實(shí)施例的拉壓作動(dòng)缸2采用復(fù)合作動(dòng)缸。該復(fù)合作動(dòng)缸是靜力加載缸和動(dòng)力加載缸集合成一體的結(jié)構(gòu)，如圖4(a)所示，其包括同軸連接的靜力加載缸2-1和動(dòng)力加載缸2-2。靜力加載缸2-1與動(dòng)力加載缸2-2的內(nèi)腔通過活塞孔連通，且兩個(gè)油缸共用一根活塞桿2_3。
[0040]活塞桿2-3的兩端分別從靜力加載缸2-1與動(dòng)力加載缸2-2的端蓋2_14、2_24伸出到外部用于連接試件，本試驗(yàn)裝置中，從靜力加載缸2-1 —側(cè)伸出的活塞桿連接第一連接件3。活塞桿2-3為階梯軸，如圖4 (b)，其粗段上設(shè)有靜力加載缸活塞2-4，細(xì)段上設(shè)有動(dòng)力加載缸活塞2-5，兩活塞分別位于兩油缸的缸體內(nèi)。為了方便安裝，靜力加載缸活塞2-4與階梯軸一體加工而成，動(dòng)力加載缸活塞2-5后鑲嵌于活塞桿上，形成雙活塞。
[0041]靜力加載缸2-1上設(shè)置兩個(gè)用于進(jìn)出油的油孔2-11、2_12，加載時(shí)，通過向靜力加載缸2-1通入設(shè)定值的壓力油從而對(duì)試件施加軸向靜拉力或靜壓力；其中，當(dāng)對(duì)試件進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，油孔2-11為進(jìn)油口，油孔2-12為泄油口，當(dāng)對(duì)試件進(jìn)行拉力測(cè)試時(shí)，反向通油。動(dòng)力加載缸2-2上也設(shè)置兩個(gè)用于進(jìn)出油的油孔2-21、2-22，加載時(shí)，通過交替向動(dòng)力加載缸2-2的兩個(gè)油孔通油從而對(duì)試件施加軸向交變力疊加于靜力上。當(dāng)靜力加載缸輸出的力達(dá)到所設(shè)定的恒定值時(shí)，還可以便將靜力加載缸的兩腔關(guān)斷，此時(shí)靜力加載缸兩腔的壓力會(huì)保持不變，即使不為其提供液壓能源，靜力加載力也能維持不變，從而達(dá)到節(jié)省能源，減小發(fā)熱的目的。
[0042]靜力加載缸活塞2-4的有效工作面積由對(duì)試件加載靜力大小和供油壓力共同決定，動(dòng)力加載缸活塞2-5的有效工作面積由對(duì)試件加載交變力大小和供油壓力共同決定。
[0043]圖4(a)中，靜力加載缸2-1和動(dòng)力加載缸2_2的連接部位采用一個(gè)常規(guī)的端蓋結(jié)構(gòu)，只是設(shè)計(jì)為雙面結(jié)構(gòu)。圖5示出了一種較佳的實(shí)施方式，如圖5所示，靜力加載缸2-1通過動(dòng)靜缸連接端蓋2-6連接動(dòng)力加載缸2-2。動(dòng)靜缸連接端蓋2-6為具有大小兩個(gè)活塞孔的缸體，兩個(gè)活塞孔分別與階梯軸的粗段和細(xì)段的直徑相適應(yīng)，階梯軸的階梯部分位于動(dòng)靜缸連接端蓋2-6腔內(nèi)，這種設(shè)計(jì)方式便于連接和各部件的加工。由于階梯部分在動(dòng)靜缸連接端蓋中運(yùn)動(dòng)會(huì)造成氣壓變化，因此進(jìn)一步在動(dòng)靜缸連接端蓋2-6側(cè)壁上設(shè)置排氣孔2-61。靜力加載缸的其中一個(gè)油孔可以設(shè)置于動(dòng)靜缸連接端蓋2-6內(nèi)。
[0044]動(dòng)靜連接端蓋2-6、靜力加載缸和動(dòng)力加載缸端蓋上的活塞孔處均設(shè)有密封件2-39。由于靜力缸中油液基本不流動(dòng)，活塞桿在高頻高速運(yùn)動(dòng)下在密封件處產(chǎn)生高溫，易損壞活塞桿和密封件，從而減小設(shè)備壽命。為此，本發(fā)明進(jìn)一步在靜力加載缸部分設(shè)計(jì)了兩路冷卻結(jié)構(gòu)，包括活塞桿冷卻結(jié)構(gòu)和缸體冷卻結(jié)構(gòu)。圖6示出了兩路冷卻結(jié)構(gòu)的示意圖，圖中只繪出了靜力加載缸部分。
[0045]如圖6所示，活塞桿冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置于活塞桿的粗段，活塞桿2-3的粗段為中空結(jié)構(gòu)，該中空結(jié)構(gòu)中裝有導(dǎo)流管2-31，該導(dǎo)流管可以采用不銹鋼管；導(dǎo)流管2-31的一端連通外部，作為冷卻介質(zhì)的一個(gè)進(jìn)出口 A，導(dǎo)流管2-31另一端連通中空結(jié)構(gòu)的空腔，從圖中可以看出，導(dǎo)流管2-31并沒有伸到活塞桿中空結(jié)構(gòu)的底部，從而將導(dǎo)流管2-31的管內(nèi)空間與活塞桿的中空結(jié)構(gòu)連通。導(dǎo)流管2-31的管壁與中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁之間留有導(dǎo)流間隙；采用固定連接件2-32將所述導(dǎo)流間隙與外界密封隔離，同時(shí)固定連接件2-32還起到將導(dǎo)流管固定在活塞軸上的作用。活塞桿2-3伸出復(fù)合作動(dòng)缸一端的側(cè)壁上開設(shè)通孔，作為冷卻介質(zhì)的另一個(gè)進(jìn)出口 B。該進(jìn)出口 B連接外部的回油管2-8，前述的進(jìn)出口 A連接外部的進(jìn)油管2-7，冷卻介質(zhì)從進(jìn)出口 A進(jìn)入活塞桿后依次通過導(dǎo)流管內(nèi)部、所述導(dǎo)流間隙和進(jìn)出口 B進(jìn)行活塞軸冷卻。冷卻介質(zhì)可以采用冷卻油。
[0046]如果導(dǎo)流管2-31較長(zhǎng)，為了保證其穩(wěn)固性，還可以在導(dǎo)流間隙中設(shè)置一個(gè)或一個(gè)以上的導(dǎo)流管支撐件2-33，該導(dǎo)流管支撐件2-33上設(shè)有導(dǎo)流通道，保證冷卻介質(zhì)的流動(dòng)。多個(gè)導(dǎo)流管支撐件2-33均布于所述導(dǎo)流間隙中。
[0047]缸體冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置于靜力加載缸的缸體上。具體來(lái)說(shuō)，在靜力加載缸2-1側(cè)壁內(nèi)軸向開有多個(gè)通油孔2-34，通油孔的軸心可以與靜力加載缸體軸心平行，從而便于加工，且多個(gè)通油孔2-34周向均布于靜力加載缸2-1側(cè)壁內(nèi)。在靜力加載缸前后兩個(gè)端蓋朝向缸體內(nèi)腔的一面分別開設(shè)一個(gè)環(huán)形凹槽作為通油槽2-35、2-36，通油孔2-34將兩個(gè)通油槽2-35、2-36連通，每個(gè)通油槽處皆開設(shè)一個(gè)連通該通油槽和外部的冷卻介質(zhì)出入口 2-37、2-38，這兩個(gè)冷卻介質(zhì)出入口分別連接進(jìn)油管2-7和回油管2-8，冷卻介質(zhì)從靜力加載缸一側(cè)的通油槽進(jìn)入后，經(jīng)由通油孔流入另一側(cè)的通油槽排出，從而實(shí)現(xiàn)靜力加載缸的冷卻。
[0048]本發(fā)明通過用油液的雙冷卻機(jī)構(gòu)，把密封件處產(chǎn)生的熱量散去，保證了設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。
[0049]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種拉壓及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括:試驗(yàn)裝置臺(tái)架(1)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)和N套拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，N為大于或等于2的正整數(shù)； 每套拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)包括拉壓作動(dòng)缸(2)、第一連接件(3)、力傳感器(4)、第二連接件(5 )、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(6 )、導(dǎo)桿(7 )和調(diào)節(jié)桿(9 );拉壓作動(dòng)缸(2 )是直線運(yùn)動(dòng)缸，其安裝在試驗(yàn)裝置臺(tái)架(1)上，拉壓作動(dòng)缸(2)的活塞桿通過第一連接件(3)與力傳感器(4)連接，力傳感器(4)通過第二連接件(5 )與導(dǎo)桿(7 )連接，導(dǎo)桿(7 )與調(diào)節(jié)桿(9 )連接，調(diào)節(jié)桿(9 )與被試工件(12)的一端相連；調(diào)節(jié)桿(9)上設(shè)有多個(gè)調(diào)節(jié)位，根據(jù)被試工件(12)的大小，將導(dǎo)桿(7)連接到調(diào)節(jié)桿(9)的相應(yīng)調(diào)節(jié)位上；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(6)固定在試驗(yàn)裝置臺(tái)架(1)上，導(dǎo)桿(7)在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(6)的限制下直線運(yùn)動(dòng)；拉壓作動(dòng)缸(2)、導(dǎo)桿(7)、調(diào)節(jié)桿(9)和被試工件(12)在同一直線上運(yùn)動(dòng)，不同拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡相互平行； 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)構(gòu)包括:N個(gè)帶有擺動(dòng)桿(14)的軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(13)、N個(gè)連桿機(jī)構(gòu)(15)、一個(gè)扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸(16)以及用于獲得被試工件扭轉(zhuǎn)角度的傳感器；軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(13)是直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其固定在試驗(yàn)裝置臺(tái)架(1)上，用于將施加于擺動(dòng)桿(14)的直線力轉(zhuǎn)換為施加在轉(zhuǎn)動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)力，所述轉(zhuǎn)動(dòng)端與被試工件(12)的另一端相連；各軸承回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的擺動(dòng)桿(14)之間通過連桿機(jī)構(gòu)(15)串聯(lián)，位于一端的擺動(dòng)桿(14)進(jìn)一步通過一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)(15)與扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸(16)的活塞桿相連接；扭轉(zhuǎn)作動(dòng)缸(16)通過支座固定在試驗(yàn)裝置臺(tái)架(1)上。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述導(dǎo)桿(7)與調(diào)節(jié)桿(9)連接端，在調(diào)節(jié)桿(9)上設(shè)計(jì)一排等間距的定位孔(8)，在導(dǎo)桿(7)上設(shè)計(jì)與定位孔配合的安裝孔，導(dǎo)桿(7 )插入調(diào)節(jié)桿(9 )內(nèi)部，安裝孔對(duì)準(zhǔn)所選定位孔后進(jìn)行連接。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每套拉壓試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括扭矩傳感器(11)和第三連接件(10)，調(diào)節(jié)桿(9)通過第三連接件(10)與扭矩傳感器(11)連接，扭矩傳感器(11)則與被試工件(12 )的一端相連。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)桿(9)的一端設(shè)計(jì)一排等間距的定位孔(8)，另一端通過螺紋與第三連接件(10)連接；調(diào)節(jié)桿(9)可通過任意一個(gè)定位孔與導(dǎo)桿(7 )進(jìn)行連接，通過調(diào)節(jié)第三連接件(10 )與調(diào)節(jié)桿(9 )螺紋連接深度，微調(diào)被試工件(12 )所占的空間。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括設(shè)置于拉壓作動(dòng)缸(2)的用于獲取拉壓作動(dòng)缸(2 )活塞位移的第二位移傳感器(18 )。
6.如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述拉壓作動(dòng)缸(2)采用復(fù)合作動(dòng)缸，其包括同軸連接的靜力加載缸(2-1)和動(dòng)力加載缸(2-2)，兩加載缸共用一根活塞桿(2-3 )，活塞桿(2-3 )的兩端分別從靜力加載缸(2-1)與動(dòng)力加載缸(2-2 )的端蓋伸出，從靜力加載缸(2-1)伸出的活塞桿連接第一連接件(3 );活塞桿(2-3 )為階梯軸，粗段上設(shè)有靜力加載缸活塞(2-4)，細(xì)段上設(shè)有動(dòng)力加載缸活塞(2-5)，兩活塞分別位于靜力加載缸和動(dòng)力加載缸的缸體內(nèi)；靜力加載缸(2-1)與動(dòng)力加載缸(2-2)上分別設(shè)置兩個(gè)用于進(jìn)出油的油孔。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，靜力加載缸(2-1)通過動(dòng)靜缸連接端蓋(2-6)連接動(dòng)力加載缸(2-2);動(dòng)靜缸連接端蓋(2-6)為具有大小兩個(gè)活塞孔的缸體，階梯軸的階梯部分位于動(dòng)靜缸連接端蓋(2-6)腔內(nèi)；動(dòng)靜缸連接端蓋(2-6)側(cè)壁上設(shè)有排氣孔。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述活塞桿(2-3)的粗段進(jìn)一步設(shè)有活塞桿冷卻結(jié)構(gòu)；具體來(lái)說(shuō)，活塞桿(2-3)的粗段為中空結(jié)構(gòu)，該中空結(jié)構(gòu)中裝有導(dǎo)流管(2-31)，導(dǎo)流管(2-31)的一端連通外部，作為冷卻介質(zhì)的一個(gè)進(jìn)出口，導(dǎo)流管(2-31)另一端連通中空結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流管(2-31)的管壁與中空結(jié)構(gòu)的側(cè)壁之間留有導(dǎo)流間隙；采用固定連接件(2-32)將所述導(dǎo)流間隙與外界密封隔離；活塞桿(2-3)伸出復(fù)合作動(dòng)缸一端的側(cè)壁上開設(shè)通孔，作為冷卻介質(zhì)的另一個(gè)進(jìn)出口。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述靜力加載缸(2-1)的缸體上進(jìn)一步設(shè)有缸體冷卻結(jié)構(gòu)；具體來(lái)說(shuō)，在靜力加載缸(2-1)側(cè)壁內(nèi)軸向開有多個(gè)通油孔(2-34)，在靜力加載缸前后兩個(gè)端蓋朝向缸體內(nèi)腔的一面分別開設(shè)一個(gè)通油槽(2-35、2-36)，通油孔(2-34)將兩個(gè)通油槽(2-35、2-36)連通，每個(gè)通油槽處皆開設(shè)一個(gè)連通該通油槽和外部的冷卻介質(zhì)出入口。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述通油孔(2-34)的軸心與靜力加載缸體軸心平行，且多個(gè)通油孔(2-34)周向均布于靜力加載缸(2-1)側(cè)壁內(nèi)；所述通油槽為環(huán)形凹槽。
【文檔編號(hào)】G01N3/32GK103616303SQ201310631340
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】孫寶川, 李慶峰, 王軍政, 汪首坤, 趙江波, 陳貞發(fā), 陳穎, 高海峰, 殷禹, 魏杰 申請(qǐng)人:北京樂冶液壓氣動(dòng)設(shè)備技術(shù)有限公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院