[发明专利]一种材料疲劳试验机械加载装置

说明书

技术领域

本发明涉及工程材料试验技术领域，尤其是涉及一种材料疲劳试验机械加载装置。

背景技术

在工程材料试验技术领域中，需要对钢材及其制品等材料进行拉伸、压缩和扭转等的疲劳试验，需要给被试验材料施加“拉——压”或“正——反”方向扭转等的循环负载，而且施加这种循环负载要持续一段时间和达到很高的循环次数。在现有材料疲劳试验设备中，通常采用电液伺服控制的液压油缸的往复运动施加载荷，以保证载荷的恒定。这种电液伺服控制的液压油缸系统不但运行费用很高，而且试验加载的频率也较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种材料疲劳试验机械加载装置，用曲柄连杆机构加载荷限定器来作为加载装置，以替换现有电液伺服控制的液压油缸加载装置，从而解决现有材料疲劳试验设备运行费用高、试验加载频率低的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种材料疲劳试验机械加载装置，由液压补油泵、曲柄连杆机构、滑块、导轨、限载油缸、活动夹头、固定夹头、油池、右溢流阀、右单向阀、左溢流阀、左单向阀、储能器等组成；其中，曲柄连杆机构与滑块活动连接，在电动机的驱动下带动滑块作往复直线运动；导轨固定在机座上，与滑块活动连接并限定滑块的运动轨迹，滑块与限载油缸的缸体固定连接，使限载油缸随滑块作往复直线运动；限载油缸为左右两腔等面积的双腔油缸，限载油缸右腔内的活塞杆与活动夹头固定连接；固定夹头固定在机座上，与活动夹头共同夹持被测试件；限载油缸的左、右两腔分别与左、右溢流阀，左、右单向阀油路连接，左、右溢流阀的出油口分别与油池油路连接，左、右单向阀的另一端并联，并与液压补油泵、储能器油路连接。

优选地，所述的液压补油泵为低压油泵，自带有溢流阀和压力继电器，当液压系统压力达到设定值时压力继电器动作而切断油泵电动机电源，油泵停止工作，当液压系统的压力超过最高设定值时溢流阀动作卸载而保证液压系统的安全。

一种材料扭转疲劳试验的加载装置，其主要将上述材料疲劳试验机械加载装置中的活动夹头改成可转动活动夹头，限载油缸右腔的活塞杆与活动夹头的连接改为与轮缘或转轴的活动连接。

本发明的有益效果是：

1、造价低，寿命长、效率高、运行成本低：由于本发明采用主要以曲柄连杆机构和限载油缸组成的加载装置，具有结构简单、造价低，机械传动寿命长、效率高，配备的驱动电动机功率也小，因此运行成本也低。本发明实用性强，通过改变活动夹头的支撑和受力结构，还可以完成试件的扭转疲劳试验工作，扩展试验设备的功能，用户的投资成本也低。

2、加载数值准确恒定；由于本发明采用曲柄连杆机构与限载油缸组合的加载装置，保持了现有电液伺服控制的液压油缸加载装置加载数值准确恒定的优异性能。

3、能够提高加载频率：本发明采用主要以曲柄连杆机构和限载油缸组成的加载装置与现有电液伺服控制的液压油缸加载装置相比，控制环节简单，限载油缸动作行程很短，能够适应较高的加载频率。

附图说明

图1为本发明材料疲劳试验机械加载装置结构示意图；

图2为本发明材料疲劳试验机械加载装置局部结构示意图；

图3为本发明材料疲劳试验机械加载装置限载油缸剖面图；

图中：1、液压补油泵；2、曲柄连杆机构；3、滑块；4、导轨；5、限载油缸；501、左腔；502、右腔；503、活塞杆；6、活动夹头；7、固定夹头；8、油池；9、右溢流阀；10、右单向阀；11、左溢流阀；12、左单向阀；13、储能器；a、测试件。

具体实施方式

下面，结合说明书附图和具体实施例对本发明的技术特征作进一步的说明。

一种材料疲劳试验机械加载装置，如图1所示，由液压补油泵1、曲柄连杆机构2、滑块3、导轨4、限载油缸5、活动夹头6、固定夹头7、油池8、右溢流阀9、右单向阀10、左溢流阀11、左单向阀12、储能器13等组成；其中，曲柄连杆机构2与滑块3活动连接，在电动机的驱动下带动滑块3作往复直线运动；导轨4固定在机座上，与滑块3活动连接并限定滑块3的运动轨迹，滑块3与限载油缸5的缸体固定连接，使限载油缸5随滑块3作往复直线运动；限载油缸5为左右两腔等面积的双腔油缸，限载油缸右腔502内的活塞杆503与活动夹头6固定连接；固定夹头7固定在机座上，与活动夹头6共同夹持被测试件a；限载油缸5的左、右两腔分别与左、右溢流阀11、9，左、右单向阀12、10油路连接，左、右溢流阀11、9的出油口分别与油池8油路连接，左、右单向阀12、10的另一端并联，并与液压补油泵1、储能器13油路连接。

将被测试件a的两端夹持在固定夹头7和活动夹头6上，启动加载电动机驱动曲柄连杆机构2的曲轴作旋转运动，通过连杆带动滑块3作左右往复直线运动，滑块3带动限载油缸5的缸体跟随作往复直线运动。当限载油缸5的缸体向右运动时，油缸左腔501内的油液受压，与油缸左腔501连接的左单向阀12保持关闭，油缸左腔内压力升高，推动限载油缸5的活塞和活塞杆503向右运动，并带动活动夹头6给测试件a施加压力；当限载油缸5的缸体向左运动时，油缸右腔502内的油液受压，与油缸右腔502连接的右单向阀10保持关闭，油缸右腔502内压力升高，推动限载油缸5的活塞和活塞杆503向左运动，并带动活动夹头6给试件7施加拉力。在加载过程中，如果出现压或拉的载荷超过设定值，将使限载油缸5的左腔或右腔压力超过设定值，左、右溢流阀11、9将卸载，从而保证试验载荷的恒定。通过调整左右溢流阀11、9的压力设定值，可以改变试验载荷的大小。单向阀10、12，储能器13的作用是给被卸载或泄漏后的限载油缸5补充油液。液压补油泵1的作用是给储能器13补充油液，保证液压系统的压力在正常设定的范围内。