[发明专利]具有双向载荷模拟功能的机械连接紧固件可靠性试验台

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于机械连接紧固件防松性能的可靠性试验装置，更确切地说，本发明涉及一种能够对机械连接紧固件进行模拟真实工况的轴向与径向动态加载的可靠性试验台。

背景技术

在所有的紧固件连接中，螺纹连接具有预紧、连接、紧固和密封等功能，由于其可拆卸、价格低、互换性强、已标准化等特点，得到了广泛的应用。但正是因为螺纹连接的可拆卸、可互换等特点，在高速运转、振动强烈的机械设备中，螺纹连接经常出现松动、松脱、疲劳断裂等故障模式，造成大量的设备损坏、人员伤亡以及经济损失。随着机械设备向高速化、精密化方向发展，螺纹紧固件连接的防松问题变得越来越突出。因此，当对螺纹连接具有较高的要求时，现有的定量或定性分析就显得无能为力，不能满足很多重要机器设备中关键件的螺栓连接的要求。例如，机床在加工过程中由于存在自激振动和受迫振动，设备机械连接件承受不同频率、不同幅值的交变载荷，经常导致机械连接紧固件出现松动，造成严重的故障。据统计，对于机床设备而言，很多故障都是由于紧固件松动造成的。因此需要对紧固件进行防松设计，提高紧固件的可靠性。而在防松设计时，需要研究紧固件的松动特性和松动原理，以及对拧紧力矩的控制等问题，这些都需要对紧固件进行大量模拟真实工况的可靠性试验并获取故障数据。然而，目前很多企业或者科研院所，很少有这样的试验装置。

本发明提供了一种具有模拟真实工况的双向（轴向与径向）动态加载的紧固件可靠性试验装置，根据紧固件在机械连接中所承受的动态载荷（通过测量获取的振动频率和振幅），通过该装置可以分别对紧固件进行轴向和径向模拟真实工况的可靠性试验，一方面为研究紧固件的松动特性和松动原理提供有效的试验数据，完成对紧固件的防松设计和拧紧力矩控制，提高紧固件在机械连接中的可靠性；另一方面通过该装置可以对设备采购的紧固件进行可靠性台架试验并采集可靠性数据，实现对采购的紧固件的可靠性评价和筛选。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前紧固件试验装置中不能对紧固件分别进行轴向和径向动态加载,本发明提供了一种对紧固件进行轴向与径向动态加载的可靠性试验台。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种具有双向载荷模拟功能的机械连接紧固件可靠性试验台，主要由振动动力源部分、动态加载及测量机构部分和工作台机构部分组成，

所述振动动力源部分由通过电机支架3固定在地平铁13上的三相异步电动机1、与三相异步电动机1的输出轴固定连接的偏心套16、固定在偏心套16上的深沟球轴承18和固定在深沟球轴承18上的连杆17组成。

所述动态加载及测量机构由通过直线轴承支架12固定在地平铁13上的直线轴承箱式单元4及其内部的依次连接的拉压力传感器6、双头螺柱a7、弹性单元8和双头螺柱b9组成；

所述工作台机构主要由固定在地平铁13上的两个对称的紧固件松动试验测试机构支架11、固定在紧固件松动试验测试机构支架11上的紧固件松动试验测试机构10组成；

所述振动动力源部分通过连杆17与动态加载及测量机构部分的轴5相连接；所述工作台机构部分与动态加载及测量机构部分的双头螺柱b9相连接。

所述电机支架3断面成呈“工”字型，上平面开有螺纹孔，下平面开有四个U型槽；

所述偏心套16为三级阶梯轴，前两级阶梯轴的轴心共线，但与第三级阶梯轴轴心不共线，偏心套16的第三级阶梯轴的右侧轴端面开有盲孔，孔内侧有键槽和螺纹孔；偏心套16第一级阶梯轴上安装深沟球轴承18，用弹性挡圈21轴向固定；

所述连杆17一端为套筒，套筒外焊有筋板，在筋板的另一端开有通孔；连杆17固定在深沟球轴承18上，端盖20固定在连杆17的左端面上。

所述的轴5左端设有孔，右端设有螺纹；所述的直线轴承支架12断面成呈“工”字型，上平面设有螺纹孔，下平面设有四个U型槽；所述的双头螺柱a7的两端为反向螺纹，中间设有对称的凹台，用于扳手对载荷进行调节；

所述的弹性单元8由两个结构相同的平板、两个结构相同的套筒、两个规格相同的螺栓和螺母组成，其中平板为长方形平板，中间设置有螺纹孔，两侧各有一个通孔，两个套筒的内径与平板两侧通孔相同，两个螺栓穿过一块平板两侧的通孔、套筒和另一块平板两侧的通孔，通过螺母将两个平板与套筒固定连接。

所述紧固件松动试验测试机构10主要由轴向加载套23、径向加载板24、可换锥垫34、支撑板25、中心轴a26、中心轴b36、活动侧板28、可换夹具32、压力传感器33和夹具体定位支撑螺钉31组成；