低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)的制造方法
【專利摘要】一種低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，包括支撐系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、計(jì)數(shù)系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)和夾持系統(tǒng)，連接關(guān)系為：支撐系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、計(jì)數(shù)系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)固定在底座上，低溫系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)固定在操作臺上，電機(jī)系統(tǒng)帶動夾持系統(tǒng)使試件轉(zhuǎn)動，計(jì)數(shù)系統(tǒng)用于記錄旋轉(zhuǎn)次數(shù)，加載系統(tǒng)和夾持系統(tǒng)用于夾持試件并提供載荷，低溫系統(tǒng)用于給試件提供低溫環(huán)境。該試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，易操作，工作額定功率小，造價(jià)低，可以夾持符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)的試樣。該試驗(yàn)機(jī)可以針對金屬材料特別是重載車軸材料進(jìn)行低溫條件下的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，測試疲勞強(qiáng)度、疲勞壽命。
【專利說明】低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種在低溫環(huán)境下測試金屬疲勞壽命和疲勞強(qiáng)度的低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]疲勞試驗(yàn)機(jī)是測試金屬(或非金屬)材料疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命的一種測試設(shè)備。目前國內(nèi)主要應(yīng)用的是四點(diǎn)加力的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，且大多在高溫或者常溫下工作，國標(biāo)GB/T4337— 2008《金屬材料疲勞試驗(yàn)旋轉(zhuǎn)彎曲方法》推薦的加力方式有單點(diǎn)加力、兩點(diǎn)加力與四點(diǎn)加力。
[0003]在寒冷的北方，高速重載列車、橋梁等處于長期低溫的工作環(huán)境下，其材料低溫疲勞破壞導(dǎo)致了許多事故，引起工程界的高度重視，但缺乏該方面的試驗(yàn)設(shè)備，測量難以滿足市場要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，根據(jù)歐標(biāo)要求，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，頻率高的低溫旋臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，特別適用于重載車軸的疲勞性能測試。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括支撐系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、計(jì)數(shù)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)及夾持系統(tǒng)，其中支撐系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、計(jì)數(shù)系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)固定在底座上，低溫系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)固定在操作臺上，保護(hù)系統(tǒng)。電機(jī)系統(tǒng)帶動夾持系統(tǒng)使試件轉(zhuǎn)動，計(jì)數(shù)系統(tǒng)用于記錄旋轉(zhuǎn)次數(shù)，加載系統(tǒng)和夾持系統(tǒng)用于夾持試件并提供載荷，低溫系統(tǒng)用于提供試件低溫環(huán)境，保護(hù)系統(tǒng)保證試件突然斷裂時(shí)設(shè)備安全。
[0006]所述的電機(jī)系統(tǒng)包括聯(lián)軸器、電動機(jī)支座、電動機(jī)和輪軸，連接關(guān)系為:電動機(jī)安裝在操作臺上，輪軸通過聯(lián)軸器安裝在電動機(jī)上，電動機(jī)通過電動機(jī)支座安裝在操作臺上，輪軸的一端深入低溫箱安裝左夾頭用于夾持試件的一段。
[0007]所述的計(jì)數(shù)系統(tǒng)包括計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)線，連接關(guān)系為:計(jì)數(shù)器是八位的，安裝在底座上，通過數(shù)據(jù)線與電動機(jī)連接。
[0008]所述的加載系統(tǒng)包括金屬套環(huán)、砝碼傳力桿、托盤、平衡桿、放置杠桿的Y形支架、支座、傳力桿，連接關(guān)系為:平衡桿通過支座和放置杠桿的Y形支架固定在底座上，托盤通過砝碼傳力桿固定在平衡桿上，金屬套環(huán)通過傳力桿與平衡桿相連接。
[0009]所述的低溫系統(tǒng)包括低溫箱、觀察窗、保溫層，連接關(guān)系為:低溫箱固定在操作臺上，低溫箱上設(shè)置觀察窗，低溫箱內(nèi)部配有保溫層。
[0010]所述的保護(hù)系統(tǒng)包括墊塊、限位開關(guān)，連接關(guān)系為:墊塊固定在底座上，限位開關(guān)固定在墊塊上，通過數(shù)據(jù)線與電動機(jī)連接。
[0011]所述的夾持系統(tǒng)包括夾持頭，連接關(guān)系為:夾頭位于保溫箱內(nèi)，夾持試件的一段，夾頭另一端與輪軸相連接。[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，可以針對金屬材料特別是重載車軸材料進(jìn)行低溫條件下的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，測試疲勞強(qiáng)度、疲勞壽命。該試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，易操作，工作額定功率小，造價(jià)低，可以夾持符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)的試樣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型的的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的低溫系統(tǒng)A-A剖面示意圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的低溫系統(tǒng)立面示意圖。
[0017]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的放置杠桿的Y形支架側(cè)視示意圖。
[0018]圖中，1.支座，2.操作臺，3.低溫箱，4.金屬套環(huán)，5.試件，6.夾頭，7.放置杠桿的Y型支架，8.砝碼傳力桿，9.聯(lián)軸器，10.電動機(jī)支座，11.電動機(jī)，12.計(jì)數(shù)器，13.托盤，14.平衡桿，15.支座，16.觀察窗，17.傳力桿，18.底座，19A.數(shù)據(jù)線，19B.數(shù)據(jù)線，20.輪軸，21.保溫層，22.墊塊，23.限位開關(guān)，24.砝碼。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0020]在圖1中，本實(shí)施例包括:支撐系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、計(jì)數(shù)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)及夾持系統(tǒng)，其中支撐系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、計(jì)數(shù)系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)固定在底座18上，低溫系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)固定在操作臺2上。電機(jī)系統(tǒng)帶動夾持系統(tǒng)使試件5轉(zhuǎn)動，計(jì)數(shù)系統(tǒng)用于記錄旋轉(zhuǎn)次數(shù)，加載系統(tǒng)和夾持系統(tǒng)用于夾持試件5并提供載荷，低溫系統(tǒng)用于提供試件低溫環(huán)境。
[0021]在圖1中，所述的電機(jī)系統(tǒng)包括聯(lián)軸器9、電動機(jī)支座10、電動機(jī)11和輪軸20，連接關(guān)系為:電動機(jī)11安裝在操作臺2上，輪軸20通過聯(lián)軸器9安裝在電動機(jī)11上，電動機(jī)11通過電動機(jī)支座10安裝在操作臺2上，輪軸20的一端深入低溫箱3安裝左夾頭6用于夾持試件5的一段。
[0022]在圖1中，所述的計(jì)數(shù)系統(tǒng)包括計(jì)數(shù)器12和數(shù)據(jù)線19A，連接關(guān)系為:計(jì)數(shù)器12是八位的，安裝在底座18上，通過數(shù)據(jù)線19與電動機(jī)11連接。
[0023]在圖1、2、3中，所述的加載系統(tǒng)包括金屬套環(huán)4、$去碼傳力桿8、托盤13、平衡桿14、放置杠桿的Y形支架7、支座1、傳力桿17，連接關(guān)系為:平衡桿14通過支I座和放置杠桿的Y形支架7固定在底座18上，托盤13通過砝碼傳力桿8固定在平衡桿14上，金屬套環(huán)4通過傳力桿17與平衡桿14相連接。
[0024]在圖1、2、3中，所述的低溫系統(tǒng)包括低溫箱3、觀察窗16、保溫層21，連接關(guān)系為:低溫箱3固定在操作臺2上，低溫箱3上設(shè)置觀察窗16，低溫箱3內(nèi)部配有保溫層21。
[0025]在圖1中，所述的夾持系統(tǒng)包括夾頭6，連接關(guān)系為:夾頭6位于保溫箱3內(nèi)，夾持試件5的一段，夾頭6另一端與輪軸20相連接。
[0026]在圖1中，所述的保護(hù)系統(tǒng)包括墊塊22，限位開關(guān)23，連接關(guān)系為:墊塊22固定在底座上18，限位開關(guān)23固定在墊塊22上，限位開關(guān)23通過數(shù)據(jù)線19B與電動機(jī)11相連接。
[0027]工作原理:將實(shí)驗(yàn)所用的砝碼24放置于托盤13中，用夾頭6把試件5夾持固定牢固，然后撤掉放置平衡桿14的Y形支架7，這樣試件5受到一個彎力矩。開啟電動機(jī)11，通過聯(lián)軸器9帶動試件5發(fā)生旋轉(zhuǎn)變形。本試驗(yàn)機(jī)的荷載、力矩、和應(yīng)力之間的關(guān)系視試件5的材料的不同而不同。同時(shí)，放置在底座18上的計(jì)數(shù)器12記錄試件5的旋轉(zhuǎn)次數(shù)并顯示出來。加載過程中，若通過觀察窗16觀察到試件5發(fā)生裂縫，則關(guān)閉電動機(jī)11電源，取下砝碼24，試驗(yàn)結(jié)束，取出試件5 ;若試件5在達(dá)到指定循環(huán)次數(shù)后還未產(chǎn)生裂縫，則關(guān)閉電動機(jī)5電源，取下砝碼24，試驗(yàn)結(jié)束，取出試件5 ;若試件5加載中突然斷裂，則托盤13下降過程中觸動限位開關(guān)23，電動機(jī)11停止轉(zhuǎn)動，托盤13落在墊塊22上，緩沖能量，保護(hù)結(jié)構(gòu)安全。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征是:包括支撐系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、計(jì)數(shù)系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)和夾持系統(tǒng)，連接關(guān)系為:支撐系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、計(jì)數(shù)系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)固定在底座上，低溫系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)固定在?呆作臺上，電機(jī)系統(tǒng)帶動夾持系統(tǒng)使試件轉(zhuǎn)動，計(jì)數(shù)系統(tǒng)用于記錄旋轉(zhuǎn)次數(shù)，加載系統(tǒng)和夾持系統(tǒng)用于夾持試件并提供載荷，低溫系統(tǒng)用于給試件提供低溫環(huán)境。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征是:所述電機(jī)系統(tǒng)包括聯(lián)軸器、電動機(jī)支座、電動機(jī)和輪軸，其連接關(guān)系為:電動機(jī)安裝在操作臺上，輪軸通過聯(lián)軸器安裝在電動機(jī)上，電動機(jī)通過電動機(jī)支座安裝在操作臺上，輪軸的一端深入低溫箱安裝左夾頭用于夾持試件的一段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征是:所述的計(jì)數(shù)系統(tǒng)包括計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)線，連接關(guān)系為:計(jì)數(shù)器是八位的，安裝在底座上，通過數(shù)據(jù)線與電動機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征是:所述的加載系統(tǒng)包括金屬套環(huán)、砝碼傳力桿、托盤、平衡桿、放置杠桿的Y形支架、支座、傳力桿，其連接關(guān)系為:平衡桿通過支座和放置杠桿的Y形支架固定在底座上，托盤通過砝碼傳力桿固定在平衡桿上，金屬套環(huán)通過傳力桿與平衡桿相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征是:所述的低溫系統(tǒng)包括低溫箱、觀 察窗、保溫層，其連接關(guān)系為:低溫箱固定在操作臺上，低溫箱上設(shè)置觀察窗，低溫箱內(nèi)部配有保溫層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫懸臂旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)，其特征是:所述的夾持系統(tǒng)包括夾頭，其連接關(guān)系為:夾頭位于保溫箱內(nèi)，夾持試件的一段，夾頭另一端與輪軸相連接。
【文檔編號】G01N3/20GK203772653SQ201420197492
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】羅雪珍, 黃海明, 張璐, 譚希 申請人:北京交通大學(xué)