[实用新型]一种装卸及调节方便的电液伺服动态疲劳试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种疲劳试验装置，具体属于一种装卸及调节方便的电液伺服动态疲劳试验装置。

背景技术

电液伺服动态疲劳试验机是材料性能测试中的高端设备，主要面向高附加值材料或构件，测试其高（低）周疲劳寿命、裂纹扩展速率da/dn、CTOD（裂纹尖端张开位移）、K_IC等重要断裂性能参数。一般情况下，电液伺服动态疲劳试验机控制系统为闭环控制，试验机的命令反馈响应极快，尤其当控制模式为应变模式的时候，一点小的抖动都会造成试验机反馈失稳，试验机瞬间达到满载造成试样损坏，严重者甚至会引发安全事故。因此，电液伺服动态疲劳试验机对整体的刚度、同轴度、装配精度有着极高的要求。

然而，试验机在做大吨位拉伸的时候会使整个夹具轴向发生伸长而不可避免的在夹具连接处产生间隙，从而破坏试验机整体刚度，这一间隙对整体刚度的损失在静态试验机中往往是忽略不计的，但是在动态疲劳试验机中却是非常关键的影响因素，为了解决这一问题，美国MTS公司的试验机厂商设计了一种螺旋垫片(SpiralWasher)。该螺旋垫片由两片环状的金属环组成，两片金属环的接触面为相互配合的螺旋斜面。通过调节两螺旋垫片的旋转角度可以改变螺旋垫片的整体高度。当螺旋垫片旋转时，垫片整体高度会增加。该螺旋垫片在实验前将旋转角度调到最小，在近似满载荷的拉力作用下，夹具和试验机机架之间会产生一定的缝隙，此时将螺旋垫片角度拉大使其整体高度增加，从而对夹具和机架之间的缝隙进行补偿；卸载后，在夹具和机架的弹性形变恢复，使螺旋垫片产生巨大的压应力，其一方面螺旋垫片所受的压应力通过释放，可以不断的补偿在试验中由于拉应力作用而产生的间隙；另一方面可以进一步提高整体的刚性，使控制反馈更为精确。

螺旋垫片虽然能消除试验中夹具、机架以及连接螺杆的变形对试验刚度的影响，大大提高试验的控制精度；但当两片螺旋垫片旋转的角度越大时，其相对接触面的面积越小，为此，在螺旋垫片所能起到的调节作用有限的调价限制下，两片螺旋垫片的旋转角度不得大于30°，否则会因为两片螺旋垫片之间的接触面积过小，而造成螺旋垫片之间所受的压强过大，这不仅会使试验同轴度受到影响，而且会引起材料的局部变形。但是，只有当螺旋垫片开角需要大于30°时，才能补偿所有缝隙。故有研究提出，在机架和夹具之间增加圆环状薄垫片的方法预先对缝隙进行一定的补偿。

然而在实际操作中，增加薄垫片的数量和规格，只有当螺杆和夹具都安装上后才能最终确定。而在此之前具有很大的随机性和不确定性，故试验前往往要进行多次的调整垫片的规格和数量才能找到最为合适的方案，现有的薄垫片由于是一个整圆，故每次调整都需要将夹具卸下后，调整薄垫片数量和规格然后重新安装。如果不合适还要重复进行这一过程。但是装卸一次夹具，包括上夹具和下夹具，是一次非常复杂的操作过程，并且试验机的夹具净重为至少在130kg以上，又需用人力对进行反复的装卸。经统计，装卸一次需要用时40~50分钟时间，当薄垫片选择的规格和数量不匹配时，还需要重新装卸。一般调整好一台大约平均需要10个小时。因此，这是一项非常耗时耗力的工作，更为严重的是在装卸过程中还存在很多安全隐患。

总的来说，目前存在的关键问题就是确定薄垫片规格和数量的问题，而本专利恰恰就是为了解决这一问题，设计了一种拼合式的垫片，能够在不进行重复装、卸夹具的前提下，使螺旋垫片能够满足最后调整的选择角度不大于30°，同时又不引入新的影响试验机刚性、同轴度等的因素，保证试验的精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种在保证螺旋垫片的旋转角度不得大于30°下，调节垫片装卸方便、快捷，无需反复调节，满足试验机对整体的刚度、同轴度、装配精度的要求，且结构简单，省时省力的装卸及调节方便的电液伺服动态疲劳试验装置。

实现上述目的的技术措施：

一种装卸及调节方便的电液伺服动态疲劳试验装置，主要由上夹具、与上夹具连接的上螺杆、套装于上螺杆上的上螺旋垫片、与上螺杆上端连接的传感器、与上夹具相对安装的下夹具、与下夹具连接的下螺杆、套装于下螺杆上的的下螺旋垫片、装在下螺杆下端的连接器、与连接器连接的作动筒组成，其在于：在上螺旋垫片与传感器之间的上螺杆上装有上拼接式调节垫片，在下螺旋垫片与下夹具之间的下螺杆上装有下拼接式调节垫片；上拼接式调节垫片与下拼接式调节垫片结构相同。

其在于：上拼接式调节垫片或下拼接式调节垫片由半圆形调节垫片一、半圆形调节垫片二、设在上拼接式调节垫片或下拼接式调节垫片的两端的凹槽或凸块组成；凹槽与凸块相配合。