甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的疲勞試驗機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種疲勞試驗機(jī)，尤其涉及一種甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的疲勞試驗機(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，因此利用疲勞試驗機(jī)對機(jī)械產(chǎn)品或材料進(jìn)行疲勞試驗，得出機(jī)械產(chǎn)品或材料的疲勞特性，對機(jī)械零部件的設(shè)計，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，為此開展對甘蔗剝?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際的依據(jù)，對甘蔗收獲機(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，目前市場上的疲勞試驗機(jī)無法能夠針對剝?nèi)~元件進(jìn)行疲勞試驗，并且市場上的疲勞試驗機(jī)比較原始，機(jī)械電子部分所占的比重比較小，只能采用手動控制，操作復(fù)雜，測量精度低。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種疲勞試驗機(jī)，該試驗機(jī)可對甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的進(jìn)行疲勞試驗，并且數(shù)控化程度高，測量數(shù)據(jù)精確，效率尚O
[0005]為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案:一種甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的疲勞試驗機(jī)，其包括:驅(qū)動組件、位于驅(qū)動組件其中一側(cè)的加載組件、位于驅(qū)動組件另一側(cè)的測量組件、以及與驅(qū)動組件相互配接的計數(shù)組件，其中，驅(qū)動組件包括: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、以及固定安裝在第一進(jìn)給臺上的若干主受力裝置，第一進(jìn)給臺可控制主受力裝置進(jìn)行橫向移動和縱向移動，該若干主受力裝置可一對一地與試樣發(fā)生正向交錯;測量組件包括:第三底座、固定安裝在第三底座上的第二進(jìn)給臺、以及固定安裝在第二進(jìn)給臺上的測力儀，第二進(jìn)給臺可控制測力儀進(jìn)行橫向移動和縱向移動，測力儀可與任意一根試樣發(fā)生觸碰，測量試樣的工作長度和打擊力;計數(shù)組件包括:光電編碼器、若干遮光棒、以及若干對射式光電開關(guān)，光電編碼器通過聯(lián)軸器與主軸相互連接，用于檢測主軸的轉(zhuǎn)動圈數(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° ； 一個對射式光電開關(guān)對應(yīng)一組遮光棒和試樣。
[0006]此外，本實用新型還提供如下附屬技術(shù)方案:
[0007]所述驅(qū)動組件還包括兩個用于支撐所述主軸的主軸支撐架，該兩個主軸支撐架分別通過軸承連接在所述主軸的兩端。
[0008]所述驅(qū)動組件還包括若干夾持裝置，所述試樣分別通過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)給臺由四臺絲桿導(dǎo)軌組成，其中三臺絲桿導(dǎo)軌提供橫向進(jìn)給，另一臺絲杠導(dǎo)軌控制上述三臺橫向絲桿導(dǎo)軌的縱向進(jìn)給。
[0012]所述主受力裝置包括支架、芯軸、滾動軸承以及滾輪，支架與所述第一進(jìn)給臺相互固定連接，芯軸安裝在支架上，滾輪通過滾動軸承可旋轉(zhuǎn)地套設(shè)在芯軸上。
[0013]所述第二進(jìn)給臺包括一臺縱向絲杠導(dǎo)軌和一臺橫向絲桿導(dǎo)軌，該兩臺絲杠導(dǎo)軌相互配接，組成十字滑臺。
[0014]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型揭示的甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件的疲勞試驗機(jī)包括:驅(qū)動組件、加載組件、測量組件以及計數(shù)組件，其中，驅(qū)動組件用于提供驅(qū)動力，驅(qū)動剝?nèi)~元件試樣旋轉(zhuǎn)，加載組件為試驗提供不同的交錯深度，測量組件用于檢測剝?nèi)~元件試樣的工作長度和打擊力，計數(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，并在斷裂時刻停止計數(shù);本實用新型的優(yōu)勢在于:
[0015]1、驅(qū)動組件轉(zhuǎn)速可控，加載組件交錯深度可控，實現(xiàn)數(shù)字化，自動化；
[0016]2、具有測力功能，具有計數(shù)功能，測量數(shù)據(jù)更精確、全面和可靠。
【附圖說明】
[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是疲勞試驗機(jī)的俯面示意圖。
[0019]圖3是疲勞試驗機(jī)的正面示意圖。
[0020]圖4是驅(qū)動組件和計數(shù)組件的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖5是驅(qū)動組件的夾持裝置的連接架的正視圖。
[0022]圖6是驅(qū)動組件的夾持裝置的連接架的俯視圖。
[0023]圖7是驅(qū)動組件的主軸的結(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，計數(shù)組件工作示意圖。
[0032]圖16是試樣斷裂時，計數(shù)組件的工作示意圖。
【具體實施方式】
[0033]以下結(jié)合較佳實施例及其附圖對本實用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步非限制性的詳細(xì)說明。
[0034]本實用新型揭示一種疲勞試驗機(jī)，該試驗機(jī)主要用于檢測甘蔗剝?nèi)~機(jī)剝?nèi)~元件，通過試驗得到不同轉(zhuǎn)速和不同交錯深度下的剝?nèi)~元件試樣的打擊力和疲勞壽命數(shù)據(jù)，通過實驗數(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]參照圖1，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，利用疲勞試驗機(jī)進(jìn)行試驗，可得到單個條狀橡膠條的疲勞特性，再經(jīng)過相關(guān)分析和計算可以得到整個板狀剝?nèi)~元件的疲勞特性，因此，單個條狀橡膠條可作為剝?nèi)~元件的代表。本實施例中，將單個條狀橡膠條作為剝?nèi)~元件的試樣，并將其長、寬、高分別定為130mm、4mm、4mm。
[0036]參照圖2和圖3，本實用新型的疲勞試驗機(jī)包括提供驅(qū)動力的驅(qū)動組件100、用于在不同條件的試驗中為試驗提供不同的交錯深度的加載組件200、用于檢測試樣工作長度以及打擊力的測量組件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，在斷裂時刻自動停止計數(shù)的計數(shù)組件400。
[0037]具體地，參照圖4，驅(qū)動組件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，考慮到本試驗機(jī)的轉(zhuǎn)速較大，轉(zhuǎn)矩較小，因此本實用新型選用的聯(lián)軸器3是非金屬彈性元件的撓性聯(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;兩個主軸支撐架5均通過帶座軸承與主軸4相互連接，并且分別支撐在主軸4的兩端。
[0038]試樣500通過夾持裝置40安裝在上述主軸4上，通過夾持裝置40夾持，試樣500可模擬剝?nèi)~元件實際工作情況，本實施例的夾持裝置40采用不對稱設(shè)計，主要是為了讓裝夾后的試樣500中心正對主軸4的中心，使后面的設(shè)計和計算更簡單。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)置一對通孔，兩孔中心距為24mm，豎板40b上也設(shè)置一對通孔，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:總長為40mm，總寬為30mm，總高為34mm;橡膠墊片的尺寸:長*寬*高= 30mm*30mm*lmm，兩個Φ 6通孔，并且與連接架的豎板40b上的孔對應(yīng);壓板的的尺寸:長*寬*高= 30mm*30mm*2mm，兩個Φ 6通孔，同樣與連接架的豎板40b上的孔對應(yīng)。
[0040]安裝時，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)~元件在實際工作中的運(yùn)動情況，使夾持裝置40受力合理，并且最大限度地降低試驗機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的震動。
[0041 ]為便于安裝上述夾持裝置40，可在主軸4上設(shè)計裝夾面70，為保證試驗條件一致性，并減少數(shù)據(jù)的誤差，同時在相同的時間內(nèi)獲得比較豐富的實驗數(shù)據(jù)。參照圖7至圖10，本試驗機(jī)在主軸4上設(shè)計三個裝夾面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11、以及安裝在第一進(jìn)給臺11上的多個主受力裝置12。本實施例中，第一進(jìn)給臺11由四臺KR605滾珠電動絲桿導(dǎo)軌組成，其中三臺絲桿導(dǎo)軌分別提供橫向進(jìn)給，一臺絲杠導(dǎo)軌控制上述三臺橫向絲桿導(dǎo)軌的縱向進(jìn)給。
[0043]參照圖11和圖12，主受力裝置12包括支架50、芯軸51、滾動軸承52、滾輪53、以及螺母54。再參照圖13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號鋼制成，板厚2mm，總長70mm，總寬30mm，總高40mm，其底座50a上設(shè)有四個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)置有一個弧形凹槽50c。
[0044]安裝時，滾輪53與內(nèi)徑