專利名稱：一種仿真疲勞試驗(yàn)裝置的雙向加載傳力單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特種機(jī)械性能測(cè)試設(shè)備，尤其是仿真疲勞試驗(yàn)裝置制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前對(duì)一些構(gòu)件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，往往均采用單方向施加載荷，但是許多構(gòu)件在實(shí)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(shí)際工作環(huán)境的仿真疲勞試驗(yàn)中，往往需要提供多向的加載，有時(shí)還需要在某加載方向上提供加載位移，例如目 前我國(guó)高速鐵路飛速發(fā)展，對(duì)于關(guān)鍵的零部件急需開發(fā)我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的制造技術(shù)。電機(jī)懸吊試件是350公里/小時(shí)以上高速機(jī)車轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵部件。在高速機(jī)車運(yùn)行時(shí)，該部件主要經(jīng)受橫向與垂向兩個(gè)方向的交變載荷，疲勞性能是試件最關(guān)鍵的力學(xué)性能。如何模擬實(shí)際運(yùn)行工況，對(duì)電機(jī)懸電機(jī)懸吊試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟的技術(shù)規(guī)范。對(duì)電機(jī)懸吊試件進(jìn)行仿真疲勞試驗(yàn)，在國(guó)外均屬于關(guān)鍵核心技術(shù)，嚴(yán)格進(jìn)行保密。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種仿真疲勞試驗(yàn)裝置的雙向加載傳力單元，為機(jī)械疲勞試驗(yàn)裝置多向的位移加載提供良好的力矩耦合，以克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的是通過(guò)如下的手段實(shí)現(xiàn)的。仿真疲勞試驗(yàn)裝置的雙向加載傳力單元，為機(jī)械疲勞試驗(yàn)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(jī)構(gòu)和水平加載機(jī)構(gòu)組成；所述垂直加載機(jī)構(gòu)為一端與外部豎直油缸(3)活塞端聯(lián)接，另一端與置于傳力單元框板401上的橫桿407實(shí)現(xiàn)與框板401連接的連接板406 ;水平加載機(jī)構(gòu)由與外部水平油缸2活塞端402連接的軸力板405構(gòu)成；傳力單元4的框板401上設(shè)置有四個(gè)滾輪，所述四個(gè)滾輪與軸力板405的內(nèi)側(cè)相靠接；所述傳力單元4上設(shè)置有用于聯(lián)接被測(cè)試件耳孔端103的銷軸408。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可準(zhǔn)確地模擬實(shí)際運(yùn)行工況對(duì)試件進(jìn)行多向尤其是垂向交變載荷，同時(shí)，在其中一個(gè)方向還可提供一定的位移。水平加載機(jī)構(gòu)和垂直加載機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分別來(lái)自兩個(gè)外部液壓油缸，在水平方向與垂直方向加載時(shí)，實(shí)現(xiàn)互不干擾。尤其適用于高速機(jī)車轉(zhuǎn)向架懸掛裝置用電機(jī)懸電機(jī)懸吊試件實(shí)物疲勞性能的評(píng)價(jià)。


圖I是本發(fā)明傳力單元部分的立體圖。圖2是本發(fā)明傳力單元部分的立體圖。圖3是本發(fā)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(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳述。結(jié)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(jī)構(gòu)和水平加載機(jī)構(gòu)組成，垂直加載機(jī)構(gòu)為一端與外部豎直油缸3的活塞端聯(lián)接,另一端與置于傳力單?？虬?01上的橫桿407實(shí)現(xiàn)與框板401連接的連接板406。水平加載機(jī)構(gòu)由與外部水平油缸2活塞端402連接的軸力板405構(gòu)成，連接的軸力板405的水平油缸活塞端402實(shí)際上 構(gòu)成一懸臂機(jī)構(gòu)；傳力單元4的框板401上設(shè)置有四個(gè)滾輪，由于在實(shí)際加載試驗(yàn)中水平油缸活塞端402提供拉力，所以，四個(gè)滾輪與軸力板405的內(nèi)側(cè)保持靠接。四個(gè)滾輪(具有代表性，圖中僅給出一個(gè)標(biāo)號(hào)404固連在框板401上)，在垂直加載機(jī)構(gòu)帶動(dòng)框板401上下位移時(shí)，其與軸力板內(nèi)側(cè)相靠接的部分可在軸力板上滾動(dòng)。傳力單元4上設(shè)置有用于聯(lián)接被測(cè)試件耳孔端103的銷軸408，測(cè)試時(shí)將銷軸408插入被測(cè)試件耳孔端，再安裝在框板401上，即可進(jìn)行試驗(yàn)。作為一應(yīng)用實(shí)施例，結(jié)合圖3至圖5可看到，電機(jī)懸電機(jī)懸吊板彈簧仿真疲勞試驗(yàn)裝置，以高速鐵路機(jī)車用電機(jī)懸電機(jī)懸吊板彈簧為試件。仿真疲勞試驗(yàn)裝置由構(gòu)架14，聯(lián)接在構(gòu)架橫梁上的垂直加載機(jī)構(gòu)、固定在基座上的水平加載機(jī)構(gòu)、傳力單元4及試件夾持機(jī)構(gòu)20組成。所述垂直加載機(jī)構(gòu)由豎直油缸3擔(dān)任，豎直油缸3的活塞端通過(guò)連接板406和橫桿407與傳力單元4聯(lián)接。水平加載機(jī)構(gòu)由水平油缸2擔(dān)任，水平油缸2的活塞端與軸力板405固連。傳力單元4上設(shè)置有用于聯(lián)接被測(cè)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(shè)置有四個(gè)滾輪(圖中僅標(biāo)出其中一個(gè)404)，該四個(gè)滾輪對(duì)稱分置于平油缸2的活塞端的兩側(cè)，各滾輪實(shí)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(nèi)側(cè)靠接在所述四個(gè)滾輪的表面。水平油缸的軸向拉力使軸力板與四個(gè)滾輪之間保持足夠大的接觸壓力，在豎直油缸對(duì)被試懸吊試件施以豎向周期載荷產(chǎn)生位移時(shí)，軸力板405在與四個(gè)滾輪的滾動(dòng)摩擦中產(chǎn)生豎向的周期滑移，這樣的結(jié)果，使得被試懸吊試件同時(shí)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(jī)車上的受:力情況基本一致。在實(shí)際的測(cè)試中，在懸吊試件的耳孔端103施加軸向和橫向兩個(gè)方向的載荷，所述軸向的載荷為上載荷量與下載荷量區(qū)間的拉-拉交變載荷，下載荷=10ΚΝ,上載荷為35KN。所述橫向的載荷為恒定載荷量狀態(tài)下的位移交變，位移幅度正負(fù)5mm。軸向載荷通過(guò)電腦控制的豎向油缸實(shí)現(xiàn)。如圖5所示，銷軸408穿過(guò)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(shí)，由于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(guò)軸力板405、四個(gè)滾輪和傳力單元4作用于試件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)并不影響試件橫向施加的載荷。傳感器8和403測(cè)出豎向橫向載荷代數(shù)量值(用正或負(fù)表示方向)傳入電腦，電腦顯示位移量，同時(shí)記錄時(shí)間和次數(shù)。在傳力單元4還可以設(shè)置配重機(jī)構(gòu)，如圖3中410所示，實(shí)際上就是在傳力單元4上固定一絲桿，具有內(nèi)螺紋孔的加重塊便于旋轉(zhuǎn)調(diào)整其在絲桿上的位置并固定，使帶有滾輪和絲桿的傳力單元與配重塊的總重心上，可以隨時(shí)調(diào)整位置以確保軸力板與傳力單元上的四個(gè)滾輪都能形成接觸。水平油缸使軸力板與四個(gè)滾輪之間保持足夠大的接觸壓力。
權(quán)利要求
1.ー種仿真疲勞試驗(yàn)裝置的雙向加載傳カ単元，為機(jī)械疲勞試驗(yàn)裝置提供位移雙向加載耦合，其特征在干，傳カ單元(4)主要由框板(401)及垂直加載機(jī)構(gòu)和水平加載機(jī)構(gòu)組成；所述垂直加載機(jī)構(gòu)為一端與外部豎直油缸(3)活塞端聯(lián)接，另一端與置于傳カ單元框板(401)上的橫桿(407)實(shí)現(xiàn)與框板(401)連接的連接板(406);水平加載機(jī)構(gòu)由與外部水平油缸(2)活塞端(402)連接的軸カ板(405)構(gòu)成；傳カ單元4的框板(401)上設(shè)置有四個(gè)滾輪，所述四個(gè)滾輪與軸カ板(405)的內(nèi)側(cè)相靠接；所述傳カ単元(4)上設(shè)置有用于聯(lián)接被測(cè)試件耳孔端(103)的銷軸(408)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述之仿真疲勞試驗(yàn)裝置的雙向加載傳カ単元，其特征在于，所述垂直加載機(jī)構(gòu)和水平加載機(jī)構(gòu)上分別設(shè)置有測(cè)試カ度的傳感器(8)和(403)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種仿真疲勞試驗(yàn)裝置的雙向加載傳力單元，用于存在雙向加載位移的機(jī)械疲勞試驗(yàn)裝置，由構(gòu)架(14)，聯(lián)接在構(gòu)架橫梁上的垂直加載機(jī)構(gòu)、固定在基座上的水平加載機(jī)構(gòu)、傳力單元(4)及試件夾持機(jī)構(gòu)組成。本發(fā)明雙向加載傳力單元可以為機(jī)械疲勞試驗(yàn)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(shí)際工作環(huán)境，可用于多種仿真疲勞試驗(yàn)裝置中。
文檔編號(hào)G01M13/00GK102628744SQ20121011319
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者周殿買, 戴光澤, 楊川, 梁樹林, 歐祖孝, 謝昌偉, 高國(guó)慶 申請(qǐng)人:成都雙龍汽車配件制造有限公司, 西南交通大學(xué), 重慶市渝電汽車彈簧有限公司, 長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司