一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机制造技术

本发明专利技术涉及一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机，由压板装置部分、加载荷装置部分、三爪卡盘部分、试件部分、试验机机架部分组成。其中压板装置部分及三爪卡盘部分固定在试验机机架部分上；试件部分由三爪卡盘部分夹持固定；加载荷装置部分与压板装置部分通过导轨连接，二者能进行相对运动。本发明专利技术利用力传感器单独检测施加在每个试件上的载荷，并通过控制器控制外加载荷到达预定值后卸载，使施加在试件上的载荷不超过许用值，保证试件发生等应力弯曲变形。同时依据套筒内的滚珠避免压杆旋转对试件造成磨损。因此本发明专利技术可供六个试件同时进行等应力弯曲疲劳寿命的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机
本专利技术为一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机，用于金属弯曲疲劳寿命的定量检测。本专利技术使一次试验可以同时检测六个试件，可以替换传统的一机一件疲劳试验机。本专利技术适用于高铁列车高速转向架构架的弯曲疲劳寿命检测，以验证该种材料的性能是否符合要求。
技术介绍
传统的弯曲疲劳试验机分为三点弯曲疲劳试验机和四点弯曲疲劳试验机：其中三点弯曲疲劳试验机的工作原理为对试件两点进行固定，一点施加载荷，使试件发生纯弯曲变形，并因此进行弯曲疲劳寿命的定量检测；四点弯曲疲劳试验机的工作原理为对试件两点进行固定，两点施加载荷，此时试件为悬臂梁结构模型。传统的弯曲疲劳试验的加载荷方法分为等应力加载和等应变加载两种加载荷方法：等应力加载即控制施加的载荷为固定值，试件的应变值并不固定；等应变加载即保持试件的应变为定值，而每次施加的载荷大小并不固定。传统的弯曲疲劳试验机为一机一件式疲劳试验机，即每次只能对一个试件进行弯曲疲劳试验。本专利技术选用了力传感器来精确控制试验过程中加载的载荷大小，以确保每次试验的应力相等。本专利技术的力传感器(18)与控制器相连，控制器实现数据信号的实时显示、反馈与控制。当压力机施加的载荷大小超过许用值时，转柱(16)上的电机会控制转柱(16)旋转并相对动板(8)向上运动，使压杆(19)离开试件(26)，从而撤去施加在试件(26)上的载荷。中国专利：一种铁路声屏障疲劳试验机，申请公布号：CN109883679A，公开了一种拉压循环疲劳试验的疲劳试验机，用于铁路声屏障试件的拉压疲劳试验。该疲劳试验机为传统的一机一件式疲劳试验机。高铁转向架是动车组的最重要的组成部分，其质量与性能直接关系到列车运行过程中的安全性。随着列车速度的不断提高，转向架的性能要求也越来越严格，因此高铁转向架选用的材料性能一定要符合要求。工业上常用疲劳试验机来检测转向架材料的弯曲疲劳寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可同时供六个试件进行弯曲试验的疲劳试验机。本专利技术设计了一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机。其解决的技术问题是：(1)使试件发生等应力弯曲变形，并保证对试件施加的载荷大小固定。(2)使试件的弯曲方式为三点弯曲：两点夹持固定；一点施加载荷。并对试件的弯曲疲劳寿命进行定量的检测。(3)当对某一试件撤去外加载荷时，不影响其他的试件进行疲劳试验。(4)利用力传感器(18)和控制器来检测并记录试验过程中施加在试件上的载荷的大小。(5)六个试件中有一个试件施加的载荷达到预定值时，利用控制器来控制与该试件相对应的转柱(16)转动，通过转柱(16)与动板(8)间配合的螺纹使整个加载装置竖直向上运动，从而撤去外加载荷，保证施加在每一根试件上的最大载荷为预先设定好的固定值。(6)在撤去载荷达到预定值的试件上的加载荷装置时，通过套筒(20)内部的滚珠(15)保证整个加载荷装置只有竖直方向上的运动，不会被电机带动绕轴旋转。该一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机具有如下优点：(1)本专利技术使一次试验可供六个试件(26)同时进行弯曲试验，提高了试验效率。(2)本专利技术可以用于同时对六个试件进行对照实验。(2)本专利技术采用三点弯曲疲劳方式进行疲劳寿命的定量检测，试件发生纯弯曲变形，试验原理简单，便于试验结果的分析、计算。(3)本专利技术在电机控制转柱(16)旋转的过程中，为防止转柱(16)带动压杆(19)一同旋转对试件(26)造成磨损，因此在转柱(16)和套筒盖(14)、转柱(16)和力传感器盘(17)之间均加入了球形滚珠(15)，保证撤去载荷时压杆(19)离开试件(26)的方式为垂直向上移动，取代压杆螺旋向上的运动方式，从而避免了压杆(19)与试件(26)之间的摩擦。(4)本专利技术在对一个试件撤去载荷的同时压板装置仍继续向下运动，不影响其他试件的疲劳试验的进行。(5)本专利技术实现了用力传感器(18)和控制器进行实时采集和显示以及记录脉冲压力的次数和最大值。(6)本专利技术中的控制器可以实现对0～100N的压力信号进行实时采集显示，利用串口实现与电脑的通信并通过上位机程序进行“脉冲”压力的实时记录并显示峰值和次数。附图说明图1：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机整体结构轴测图。图2：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机整体结构主视图。图3：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机的加载荷装置部分爆炸图。图4：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机的加载荷装置部分剖视图。图5：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机的试验机机架部分机架底座仰视图。图6：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机的试验机机架部分轴测图。图7：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机的三爪卡盘部分轴测图。图8：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机的试件部分轴测图。图9：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机的加载荷装置部分轴测图。图10：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机的压板装置部分轴测图。图11：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机的转柱主视图。图12：一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机的转柱局部放大图。附图标记说明：1—上定板导柱法兰螺栓；2—上定板导柱法兰；3—上定板螺栓；4—上定板；5—上定板柱法兰螺栓；6—上定板柱法兰；7—定板柱；8—动板；9—下定板柱法兰；10—下定板柱法兰螺栓；11—下定板；12—下定板螺栓；13—套筒盖螺栓；14—套筒盖；15—滚珠；16—转柱；17—力传感器盘；18—力传感器；19—压杆；20—套筒；21—导轨；22—下定板导柱法兰；23—下定板导柱法兰螺栓；24—三爪卡盘；25—卡盘螺栓；26—试件；27—机架；28—导柱法兰螺栓；29—导柱法兰；30—机架螺栓；31—导柱；32—机架底座；33—机架底座垫；34—导柱螺栓；35—机架底座螺栓；36—施力柱；37—施力柱螺栓。具体实施方式下面结合图1～5，对本专利技术做进一步说明：如图1、图2所示，本专利技术由压板装置部分、加载荷装置部分、三爪卡盘部分、试件部分以及试验机机架部分组成。如图1、图2所示，本专利技术的压板装置部分包括如下零件：上定板导柱法兰螺栓(1)、上定板导柱法兰(2)、上定板螺栓(3)、上定板(4)、上定板柱法兰螺栓(5)、上定板柱法兰(6)、定板柱(7)、动板(8)、下定板柱法兰(9)、下定板柱法兰螺栓(10)、下定板(11)、下定板螺栓(12)、下定板导柱法兰(22)、下定板导柱法兰螺栓(24)、施力柱(36)、施力柱螺栓(37)。如图3所示，本专利技术的加载荷装置部分包括如下零件：套筒盖螺栓(13)、套筒盖(14)、滚珠(15)、转柱(16)、力传感器盘(17)、力传感器(18)、压杆(19)、套筒(20)、导轨(21)。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机，其特征在于：/n包括：上定板导柱法兰螺栓(1)；上定板导柱法兰(2)；上定板螺栓(3)；上定板(4)；上定板柱法兰螺栓(5)；上定板柱法兰(6)；定板柱(7)；动板(8)；下定板柱法兰(9)；下定板柱法兰螺栓(10)；下定板(11)；下定板螺栓(12)；套筒盖螺栓(13)；套筒盖(14)；滚珠(15)；转柱(16)；力传感器盘(17)；力传感器(18)；压杆(19)；套筒(20)；导轨(21)；下定板导柱法兰(22)；下定板导柱法兰螺栓(23)；三爪卡盘(24)；卡盘螺栓(25)；试件(26)；机架(27)；导柱法兰螺栓(28)；导柱法兰(29)；机架螺栓(30)；导柱(31)；机架底座(32)；机架底座垫(33)；导柱螺栓(34)；(35)机架底座螺栓；(36)施力柱；(37)施力柱螺栓；整体结构分为五部分：压板装置部分、加载荷装置部分、三爪卡盘部分、试件部分以及试验机机架部分；其中压板装置部分的上定板(4)和下定板(11)通过定板柱(7)进行固定，并利用上定板导柱法兰(2)及下定板导柱法兰(22)固定在试验机机架部分的导柱(31)上；使上定板(4)和下定板(11)两块板子的位置保持固定不动；动板(8)与施力柱(36)被施力柱螺栓(37)连接固定；加载荷装置部分为六个相同的装置组合，每个装置由压杆(19)、力传感器(18)、力传感器盘(17)、滚珠(15)、转柱(16)、滚珠(15)依次装入套筒(20)，并由套筒盖(14)以及套筒盖螺栓(13)密封构成；套筒(20)的表面留有通孔，可供力传感器(18)零件上的导线等伸出套筒(20)外侧；三爪卡盘部分中的三爪卡盘(24)被卡盘螺栓(25)固定在试验机机架部分的机架(27)上；试验开始前用三爪卡盘(24)将试件(26)夹持、固定；试验机机架部分由导柱(31)从下方依次穿过机架底座(32)及机架(27)，并将机架底座(32)与机架底座垫(33)组合在一起构成。/n...

【技术特征摘要】
1.一种一机六件的等应力三点弯曲疲劳试验机，其特征在于：
包括：上定板导柱法兰螺栓(1)；上定板导柱法兰(2)；上定板螺栓(3)；上定板(4)；上定板柱法兰螺栓(5)；上定板柱法兰(6)；定板柱(7)；动板(8)；下定板柱法兰(9)；下定板柱法兰螺栓(10)；下定板(11)；下定板螺栓(12)；套筒盖螺栓(13)；套筒盖(14)；滚珠(15)；转柱(16)；力传感器盘(17)；力传感器(18)；压杆(19)；套筒(20)；导轨(21)；下定板导柱法兰(22)；下定板导柱法兰螺栓(23)；三爪卡盘(24)；卡盘螺栓(25)；试件(26)；机架(27)；导柱法兰螺栓(28)；导柱法兰(29)；机架螺栓(30)；导柱(31)；机架底座(32)；机架底座垫(33)；导柱螺栓(34)；(35)机架底座螺栓；(36)施力柱；(37)施力柱螺栓；整体结构分为五部分：压板装置部分、加载荷装置部分、三爪卡盘部分、试件部分以及试验机机架部分；其中压板装置部分的上定板(4)和下定板(11)通过定板柱(7)进行固定，并利用上定板导柱法兰(2)及下定板导柱法兰(22)固定在试验机机架部分的导柱(31)上；使上定板(4)和下定板(11)两块板子的位置保持固定不动；动板(8)与施力柱(36)被施力柱螺栓(37)连接固定；加载荷装置部分为六个相同的装置组合，每个装置由压杆(19)、力传感器(18)、力传感器盘(17)、滚珠(15)、转柱(16)、滚珠(15)依次装入套筒(20)，并由套筒盖(14)以及套筒盖螺栓(13)密封构成；套筒(20)的表面留有通孔，可供力传感器(18)零件上的导线等伸出套筒(20)外侧；三爪卡盘部分中的三爪卡盘(24)被卡盘螺栓(25)固定在试验机机架部分的机架(27)上；试验开始前用三爪卡盘(24)将试件(26)夹持、固定；试验机机架部分由导柱(31)从下方依次穿过机架底座(32)及机架(27)，并将机架底座(32)与机架底座垫(33)组合在一起构成。


2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：严庆光，冯梓轩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22