擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明特別涉及一種擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)設(shè)備，主要運(yùn)用于負(fù)載較重、擺動(dòng)角度大、擺動(dòng)頻率偏低、運(yùn)行時(shí)間長的疲勞試驗(yàn)中，用以完成考核產(chǎn)品的疲勞性能。
【背景技術(shù)】
[0002]在高鐵、公交車等公共運(yùn)輸工具內(nèi)，安裝有吊環(huán)或者其他扶手部件以供乘客使用，吊環(huán)的使用工況為:其頂端部固定在車體內(nèi)上方的橫向支架上，其底端部為供乘客握持的膠條，在車體運(yùn)動(dòng)過程中，吊環(huán)會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)，最大的擺動(dòng)頻率可為1Hz，擺動(dòng)角度一般在±30°之內(nèi)，同時(shí)吊環(huán)會(huì)承受部分的人體重量，大約為25kg、方向垂直向下的力。為了確保吊環(huán)在壽命周期內(nèi)能滿足使用要求，需要進(jìn)行疲勞試驗(yàn)以測(cè)試其可靠性，從而保障乘客的人身安全。
[0003]傳統(tǒng)的試驗(yàn)裝置主要包括支架、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并與所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接，通過所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)將往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，在試驗(yàn)時(shí)，將固定在試驗(yàn)架上的試件與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接。由于試件在其實(shí)際應(yīng)用過程中存在垂直向下的負(fù)載，因而在試驗(yàn)中需以一配重連接試件來模擬代替負(fù)載，然配重質(zhì)量集中，以致于在快速擺動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的慣量，對(duì)試件產(chǎn)生不必要的破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理的擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，其在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品擺動(dòng)試驗(yàn)的同時(shí)，使得負(fù)載在快速擺動(dòng)下更加平穩(wěn)，不會(huì)出現(xiàn)破壞試件的現(xiàn)象。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，包括:
試件承載機(jī)構(gòu)，用以固定試件；
配重，用以模擬始終垂直向下的載荷；
柔性連接件，上、下端分別與所述試件和配重固定連接；
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；
轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)，用以將所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行放大；
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以傳遞所述轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)輸出的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并驅(qū)使所述柔性連接件進(jìn)行搖擺運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)試件進(jìn)行往復(fù)搖擺運(yùn)動(dòng)；
約束機(jī)構(gòu)，用以將由柔性連接件傳遞給配重的搖擺運(yùn)動(dòng)約束為上下運(yùn)動(dòng)。
[0006]進(jìn)一步的，所述試件承載機(jī)構(gòu)包括一圓柱，所述圓柱兩端與剛性支架固定連接，所述試件固定在所述圓柱上。
[0007]例如，所述圓柱可通過法蘭等剛性連接件連接在剛性支架上。
[0008]進(jìn)一步的，所述剛性支架可具有框架結(jié)構(gòu)，并可主要由H型鋼和45鋼固定連接形成。
[0009]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可選用但不限于伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如，氣動(dòng)伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電致伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或磁致伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置在基座上的氣缸及氣缸控制單元。
[0011]其中，所述氣缸控制單元可采用PLC、MCU或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等，籍以控制氣缸輸出的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的行程和頻率等工作參數(shù)。
[0012]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)包括擺臂，所述擺臂下部經(jīng)一軸承與基座可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接，同時(shí)還與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，所述擺臂上部與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)端通過一防松轉(zhuǎn)接板與一加載軸連接，所述加載軸插入所述擺臂上的腰型孔內(nèi)，且所述加載軸與所述腰型孔間隙配合，同時(shí)所述防松轉(zhuǎn)接板上還設(shè)置有兩組以上滾珠，所述滾珠均與所述擺臂貼合。
[0014]進(jìn)一步的,所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括至少一對(duì)傳動(dòng)滾輪,每一對(duì)傳動(dòng)滾輪中的兩個(gè)傳動(dòng)滾輪相互耦合，所述柔性連接件從該兩個(gè)傳動(dòng)滾輪之間穿過。
[0015]進(jìn)一步的，所述約束機(jī)構(gòu)包括至少一對(duì)約束滾輪，每一對(duì)約束滾輪中的兩個(gè)約束滾輪相互耦合，所述柔性連接件從該兩個(gè)約束滾輪之間穿過。
[0016]優(yōu)選的，為避免柔性連接件在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或約束機(jī)構(gòu)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)幅度過大，可將兩個(gè)傳動(dòng)滾輪或兩個(gè)約束滾輪之間的間隙大小控制在與柔性連接件的直徑基本相等的尺寸范圍內(nèi)。
[0017]進(jìn)一步的，在所述擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置處于停工狀態(tài)時(shí)，所述試件、配重、柔性連接件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和約束機(jī)構(gòu)的中心在一條豎直線上。
[0018]進(jìn)一步的，所述柔性連接件可采用具有一定強(qiáng)度和韌性的柔性連接件，例如鋼絲繩等，且不限于此。
[0019]藉由前述設(shè)計(jì)，使得本發(fā)明較之現(xiàn)有技術(shù)至少具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明提供的擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低，易于安裝維護(hù)；
(2)本發(fā)明采用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以小行程往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)搖擺運(yùn)動(dòng)，再通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)柔性連接件進(jìn)行搖擺運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)試件的往復(fù)搖擺運(yùn)動(dòng)，實(shí)施簡單方便，成本低，性能穩(wěn)定可靠，并且可以通過自由調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的行程和頻率，從而可以滿足不同的試驗(yàn)條件要求；
(3)本發(fā)明通過采用相互耦合的滾輪作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來推動(dòng)柔性連接件，大幅度減少系統(tǒng)內(nèi)部的摩擦，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，并使得轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)有效的傳遞到柔性連接件上；
(4)本發(fā)明通過采用配重來模擬始終垂直向下的載荷，并采用滾輪機(jī)構(gòu)將配重由左右搖擺約束為上下運(yùn)動(dòng)，使得負(fù)載在快速擺動(dòng)下更加平穩(wěn)，避免配重較大的慣量對(duì)試件的過試驗(yàn)。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)要點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]圖1為本發(fā)明一典型實(shí)施例中一種擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置的主視圖； 圖2為本發(fā)明一典型實(shí)施例中一種擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置(除卻支架部分)的主視圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例所公開的擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置(除卻支架部分)的左視示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例所公開的擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置的放大原理示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:11_支架，12-氣缸，13-防松轉(zhuǎn)接板，14-加載軸，15-擺臂，15a_腰型孔，16-傳動(dòng)滾輪，17-約束滾輪，18-柔性連接件，19-配重，20-軸承，21-圓柱，22-試件。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]參見圖1-4所示,該擺動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置包括支架11、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和約束機(jī)構(gòu)等，其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)位于一對(duì)支架11之間，支架11固定在地基上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用以輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并與轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)用以將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)行程的放大。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一對(duì)相互耦合的傳動(dòng)滾輪16，傳動(dòng)滾輪16的一端通過軸桿連接轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)的擺臂15。約束機(jī)構(gòu)包括一對(duì)相互耦合的約束滾輪17，約束滾輪17的一端通過軸桿連接在支架11上，試件22的頂端部固定于兩支架11之間的圓柱21上，其底端部通過一根具有一定強(qiáng)度和韌性的柔性連接件18連接一配重19，且柔性連接件18穿設(shè)于該些相互耦合的傳動(dòng)滾輪16之間以及相互耦合的約束滾輪17之間。
[0025]其中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括通過法蘭固設(shè)于地基上的氣缸12以及用于控制氣缸12行程和頻率的控制單元，如PLC。具體的，氣缸12的行程由調(diào)速閥控制，頻率由PLC控制，推力由壓力閥控制，因而可以在一定范圍內(nèi)，自由地調(diào)節(jié)氣缸12往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的行程和頻率。優(yōu)選氣缸12，將其往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，實(shí)施簡單方便，成本低。此外，通過控制單元可以自由的調(diào)節(jié)氣缸12往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的行程和頻率，從而可以滿足不同的試驗(yàn)條件要求。
[0026]參見圖2-3所示，轉(zhuǎn)動(dòng)放大機(jī)構(gòu)