甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的疲勞試驗(yàn)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種疲勞試驗(yàn)機(jī)，尤其涉及一種甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的疲勞試驗(yàn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]疲勞是材料、零件和構(gòu)件在循環(huán)加載下，在某點(diǎn)或某些點(diǎn)產(chǎn)生局部的永久性損傷，并在一定循環(huán)次數(shù)后形成裂紋，乃至使裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展直到完全斷裂的現(xiàn)象。疲勞是材料損毀或失效的主要因素之一，因此利用疲勞試驗(yàn)機(jī)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品或材料進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，得出機(jī)械產(chǎn)品或材料的疲勞特性，對(duì)機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)，提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，具有十分重要的意義。
[0003]甘鹿剝?nèi)~是甘鹿收獲中的重要一步，而甘鹿剝?nèi)~機(jī)中剝?nèi)~元件的壽命又是影響剝?nèi)~機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)的關(guān)鍵因素，它與剝?nèi)~元件的結(jié)構(gòu)形式、裝夾運(yùn)動(dòng)方式和元件的材質(zhì)等密切相關(guān)。根據(jù)調(diào)查，剝?nèi)~元件的耐用度是影響甘蔗剝?nèi)~機(jī)推廣應(yīng)用的瓶頸，為此開(kāi)展對(duì)甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件及剝?nèi)~裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化機(jī)理及性能壽命的研究，甘蔗剝?nèi)~機(jī)推廣應(yīng)用的瓶頸提供了理論和實(shí)際的依據(jù)，對(duì)甘蔗收獲機(jī)整體性能優(yōu)化及促進(jìn)蔗糖業(yè)的發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。由于剝?nèi)~元件的現(xiàn)狀、材料、大小等都已經(jīng)是確定的，目前市場(chǎng)上的疲勞試驗(yàn)機(jī)無(wú)法能夠針對(duì)剝?nèi)~元件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，并且市場(chǎng)上的疲勞試驗(yàn)機(jī)比較原始，機(jī)械電子部分所占的比重比較小，只能采用手動(dòng)控制，操作復(fù)雜，測(cè)量精度低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種疲勞試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)可對(duì)甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，并且數(shù)控化程度高，測(cè)量數(shù)據(jù)精確，效率尚O
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:一種甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的疲勞試驗(yàn)機(jī)，其包括:驅(qū)動(dòng)組件、位于驅(qū)動(dòng)組件其中一側(cè)的加載組件、位于驅(qū)動(dòng)組件另一側(cè)的測(cè)量組件、以及與驅(qū)動(dòng)組件相互配接的計(jì)數(shù)組件，其中，驅(qū)動(dòng)組件包括:第一底座、固定安裝在該第一底座上的電機(jī)、以及通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)相互連接的主軸，在該主軸上配接有若干根剝?nèi)~元件的試樣;加載組件包括:第二底座、固定安裝在第二底座上的第一進(jìn)給臺(tái)、以及固定安裝在第一進(jìn)給臺(tái)上的若干主受力裝置，第一進(jìn)給臺(tái)可控制主受力裝置進(jìn)行橫向移動(dòng)和縱向移動(dòng)，該若干主受力裝置可一對(duì)一地與試樣發(fā)生正向交錯(cuò);測(cè)量組件包括:第三底座、固定安裝在第三底座上的第二進(jìn)給臺(tái)、以及固定安裝在第二進(jìn)給臺(tái)上的測(cè)力儀，第二進(jìn)給臺(tái)可控制測(cè)力儀進(jìn)行橫向移動(dòng)和縱向移動(dòng)，測(cè)力儀可與任意一根試樣發(fā)生觸碰，測(cè)量試樣的工作長(zhǎng)度和打擊力;計(jì)數(shù)組件包括:光電編碼器、若干遮光棒、以及若干對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)，光電編碼器通過(guò)聯(lián)軸器與主軸相互連接，用于檢測(cè)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù);遮光棒配接在主軸上，兩根遮光棒與一根試樣為一組，處于同一橫截面，并且三者相互之間的夾角為120° ； 一個(gè)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)一組遮光棒和試樣。
[0006]此外，本實(shí)用新型還提供如下附屬技術(shù)方案:
[0007]所述驅(qū)動(dòng)組件還包括兩個(gè)用于支撐所述主軸的主軸支撐架，該兩個(gè)主軸支撐架分別通過(guò)軸承連接在所述主軸的兩端。
[0008]所述驅(qū)動(dòng)組件還包括若干夾持裝置，所述試樣分別通過(guò)夾持裝置與所述主軸連接。
[0009]所述夾持裝置由連接架、橡膠墊片以及壓板構(gòu)成，連接架呈非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，具有底板和垂直在該底板上的豎板，底板與所述主軸相互連接，豎板與所述試樣、橡膠墊片和壓板相互連接。
[0010]所述主軸設(shè)置三個(gè)裝夾面，徑向間隔角度為120°，軸向間隔為110mm，所述夾持裝置安裝在裝夾面上。
[0011]所述第一進(jìn)給臺(tái)由四臺(tái)絲桿導(dǎo)軌組成，其中三臺(tái)絲桿導(dǎo)軌提供橫向進(jìn)給，另一臺(tái)絲杠導(dǎo)軌控制上述三臺(tái)橫向絲桿導(dǎo)軌的縱向進(jìn)給。
[0012]所述主受力裝置包括支架、芯軸、滾動(dòng)軸承以及滾輪，支架與所述第一進(jìn)給臺(tái)相互固定連接，芯軸安裝在支架上，滾輪通過(guò)滾動(dòng)軸承可旋轉(zhuǎn)地套設(shè)在芯軸上。
[0013]所述第二進(jìn)給臺(tái)包括一臺(tái)縱向絲杠導(dǎo)軌和一臺(tái)橫向絲桿導(dǎo)軌，該兩臺(tái)絲杠導(dǎo)軌相互配接，組成十字滑臺(tái)。
[0014]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型揭示的甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的疲勞試驗(yàn)機(jī)包括:驅(qū)動(dòng)組件、加載組件、測(cè)量組件以及計(jì)數(shù)組件，其中，驅(qū)動(dòng)組件用于提供驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)剝?nèi)~元件試樣旋轉(zhuǎn)，加載組件為試驗(yàn)提供不同的交錯(cuò)深度，測(cè)量組件用于檢測(cè)剝?nèi)~元件試樣的工作長(zhǎng)度和打擊力，計(jì)數(shù)組件用于記錄試樣的壽命(循環(huán)次數(shù))，還能判斷試樣疲勞斷裂，并在斷裂時(shí)刻停止計(jì)數(shù);本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于:
[0015]1、驅(qū)動(dòng)組件轉(zhuǎn)速可控，加載組件交錯(cuò)深度可控，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，自動(dòng)化；
[0016]2、具有測(cè)力功能，具有計(jì)數(shù)功能，測(cè)量數(shù)據(jù)更精確、全面和可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0017 ]圖1是甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是疲勞試驗(yàn)機(jī)的俯面示意圖。
[0019]圖3是疲勞試驗(yàn)機(jī)的正面示意圖。
[0020]圖4是驅(qū)動(dòng)組件和計(jì)數(shù)組件的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖5是驅(qū)動(dòng)組件的夾持裝置的連接架的正視圖。
[0022]圖6是驅(qū)動(dòng)組件的夾持裝置的連接架的俯視圖。
[0023]圖7是驅(qū)動(dòng)組件的主軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖8是沿圖7中a-a線的剖視圖。
[0025]圖9是沿圖7中b-b線的剖視圖。
[0026]圖10是沿圖7中c-c線的剖視圖。
[0027]圖11是加載組件的主受力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖12是沿圖11中d-d線的剖視圖。
[0029]圖13是圖11中主受力裝置的支架的正視圖。
[0030]圖14是圖11中主受力裝置的支架的俯視圖。
[0031]圖15是試樣未斷裂時(shí)，計(jì)數(shù)組件工作示意圖。
[0032]圖16是試樣斷裂時(shí)，計(jì)數(shù)組件的工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下結(jié)合較佳實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步非限制性的詳細(xì)說(shuō)明。
[0034]本實(shí)用新型揭示一種疲勞試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)主要用于檢測(cè)甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件，通過(guò)試驗(yàn)得到不同轉(zhuǎn)速和不同交錯(cuò)深度下的剝?nèi)~元件試樣的打擊力和疲勞壽命數(shù)據(jù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲取影響試樣的材料疲勞性能的因素(疲勞壽命、交錯(cuò)深度、轉(zhuǎn)速和受到的打擊力等)間的關(guān)系，為試樣的疲勞特性提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
[0035]參照?qǐng)D1，甘蔗剝?nèi)~機(jī)的剝?nèi)~元件整體由橡膠制成，前端呈板狀，末端有多條橡膠條并排。將板狀剝?nèi)~元件沿根部裁剪，將得到條狀橡膠條，利用疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，可得到單個(gè)條狀橡膠條的疲勞特性，再經(jīng)過(guò)相關(guān)分析和計(jì)算可以得到整個(gè)板狀剝?nèi)~元件的疲勞特性，因此，單個(gè)條狀橡膠條可作為剝?nèi)~元件的代表。本實(shí)施例中，將單個(gè)條狀橡膠條作為剝?nèi)~元件的試樣，并將其長(zhǎng)、寬、高分別定為130mm、4mm、4mm。
[0036]參照?qǐng)D2和圖3，本實(shí)用新型的疲勞試驗(yàn)機(jī)包括提供驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)組件100、用于在不同條件的試驗(yàn)中為試驗(yàn)提供不同的交錯(cuò)深度的加載組件200、用于檢測(cè)試樣工作長(zhǎng)度以及打擊力的測(cè)量組件300、以及用于記錄試樣的壽命(循環(huán)次數(shù))，并能判斷試樣疲勞斷裂，在斷裂時(shí)刻自動(dòng)停止計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)組件400。
[0037]具體地，參照?qǐng)D4，驅(qū)動(dòng)組件100包括電機(jī)1、第一底座2、聯(lián)軸器3、主軸4、以及兩個(gè)主軸支撐架5，電機(jī)I所要求的最低轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)每分鐘，最高轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)每分鐘，電機(jī)I通過(guò)螺栓和螺母的螺紋連接，固定安裝在第一底座2上;聯(lián)軸器3連接在電機(jī)I和主軸4之間，考慮到本試驗(yàn)機(jī)的轉(zhuǎn)速較大，轉(zhuǎn)矩較小，因此本實(shí)用新型選用的聯(lián)軸器3是非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器，連接方式是梅花式夾緊方式;主軸4上安裝有若干剝?nèi)~元件試樣500;兩個(gè)主軸支撐架5均通過(guò)帶座軸承與主軸4相互連接，并且分別支撐在主軸4的兩端。
[0038]試樣500通過(guò)夾持裝置40安裝在上述主軸4上，通過(guò)夾持裝置40夾持，試樣500可模擬剝?nèi)~元件實(shí)際工作情況，本實(shí)施例的夾持裝置40采用不對(duì)稱設(shè)計(jì)，主要是為了讓裝夾后的試樣500中心正對(duì)主軸4的中心，使后面的設(shè)計(jì)和計(jì)算更簡(jiǎn)單。夾持裝置40由連接架、橡膠墊片、以及壓板構(gòu)成，從圖5和6可看出，連接架呈非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，具有相互垂直的底板40a和豎板40b，底板40a上設(shè)置一對(duì)通孔，兩孔中心距為24mm，豎板40b上也設(shè)置一對(duì)通孔，兩孔中心距為15mm。橡膠墊片和壓板均安裝在連接架的豎板40b上。
[0039]尺寸方面，連接架的尺寸:總長(zhǎng)為40mm，總寬為30mm，總高為34mm;橡膠墊片的尺寸:長(zhǎng)*寬*高= 30mm*30mm*lmm，兩個(gè)Φ 6通孔，并且與連接架的豎板40b上的孔對(duì)應(yīng);壓板的的尺寸:長(zhǎng)*寬*高= 30mm*30mm*2mm，兩個(gè)Φ 6通孔，同樣與連接架的豎板40b上的孔對(duì)應(yīng)。
[0040]安裝時(shí)，利用兩顆M6螺栓把試樣500、橡膠墊片和壓板依次安裝在連接架的豎板40b上，再利用兩顆M6螺栓穿過(guò)底板4b，將連接架的安裝在主軸4上，從而便把試樣500裝夾在主軸4上。這種裝夾方式模擬了剝?nèi)~元件在實(shí)際工作中的運(yùn)動(dòng)情況，使夾持裝置40受力合理，并且最大限度地降低試驗(yàn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的震動(dòng)。
[0041 ]為便于安裝上述夾持裝置40，可在主軸4上設(shè)計(jì)裝夾面70，為保證試驗(yàn)條件一致性，并減少數(shù)據(jù)的誤差，同時(shí)在相同的時(shí)間內(nèi)獲得比較豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。參照?qǐng)D7至圖10，本試驗(yàn)機(jī)在主軸4上設(shè)計(jì)三個(gè)裝夾面70，徑向間隔角度為120°，軸向間隔為110mm。主軸4直徑分為三個(gè)階梯，第一階梯為Φ 30mm，第二階梯為Φ 34mm，第三階梯為Φ 50mm, Φ 50mm主軸的軸向間隔為110mm。
[0042 ] 從圖2和圖3中可看出，加載組件200位于驅(qū)動(dòng)組件100的其中一側(cè)，加載組件200包括第二底座10、固定安裝在第二底座10上方的第一進(jìn)給臺(tái)11、以及安裝在第一進(jìn)給臺(tái)11上的多個(gè)主受力裝置12。本實(shí)施例中，第一進(jìn)給臺(tái)11由四臺(tái)KR605滾珠電動(dòng)絲桿導(dǎo)軌組成，其中三臺(tái)絲桿導(dǎo)軌分別提供橫向進(jìn)給，一臺(tái)絲杠導(dǎo)軌控制上述三臺(tái)橫向絲桿導(dǎo)軌的縱向進(jìn)給。
[0043]參照?qǐng)D11和圖12，主受力裝置12包括支架50、芯軸51、滾動(dòng)軸承52、滾輪53、以及螺母54。再參照?qǐng)D13和圖14，支架50具有一塊底座50a以及兩塊垂直設(shè)置在底座50a兩端的支撐板50b，支架50整體由45號(hào)鋼制成，板厚2mm，總長(zhǎng)70mm，總寬30mm，總高40mm，其底座50a上設(shè)有四個(gè)Φ 5的孔，用于連接固定，其兩塊支撐板50b的間距為30mm，該兩塊支撐板50b的上端均設(shè)置有一個(gè)弧形凹槽50c。
[0044]安裝時(shí)，滾輪53與內(nèi)徑