[实用新型]一种用于橡胶疲劳性能测试的宽频响大行程实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种橡胶材料疲劳试验装置。特别是涉及一种用于橡胶疲劳性能测试的宽频响大行程实验装置。

背景技术

橡胶材料因其能承受大应变而不发生永久形变的特性，被广泛运用在轨道交通、汽车工业、航天航空、军用装备等领域。在上述领域中，疲劳失效是橡胶材料制件的主要失效形式。因此，对橡胶疲劳性能的研究近年来引发了大量关注。此外，上述用件在实际工况中，往往受到大变形和高频率的应力作用，而由于疲劳试验装置的限制，国内外针对橡胶材料在大变形和高频率加载条件下疲劳性能的研究非常有限。因此，针对橡胶材料疲劳性能并具有宽频响大行程特性的实验装置急需开发。

目前，大部分橡胶材料疲劳试验依旧应用传统的电液伺服疲劳试验机或机械式的电子万能疲劳试验机。这两种形式的试验机虽然能满足橡胶材料试验大行程的要求，但受到作动原理的限制，均不具备高频加载的特点。另外，电液伺服疲劳试验机存在能耗大、运行噪声大、维护成本高等缺点，而机械式疲劳试验机也有动态响应差等问题。另一方面，动磁式电磁力直线试验机因其输出平稳、响应速度快、加速度大、比推力大、方便、可靠性高等特点，在近年来有逐渐成为主流疲劳试验机的趋势。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能实现宽频加载，并能满足大行程特性的用于橡胶疲劳性能测试的宽频响大行程实验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于橡胶疲劳性能测试的宽频响大行程实验装置，包括底座，所述的底座上端面的中部由下至上依次设置有通过导线与外部控制器系统连接的载荷传感器和用于支撑和定位被测试件的定位机构，所述的底座上端面上位于所述定位机构的两侧对称且垂直的设置有2个丝杠，所述的底座内设置有能够同时驱动2个丝杠旋转的电机，所述2个丝杠上设置有在丝杠旋转时能够沿所述丝杠上下移动的横梁，所述的横梁位于定位机构的上方，所述的横梁上设置有用于对所述的定位机构施加拉压力的动磁式电磁力直线电机，所述动磁式电磁力直线电机的输出轴贯穿所述横梁与所述的定位机构的上端为接触连接，所述动磁式电磁力直线电机的信号输入端通过导线连接外部控制器系统，所述横梁的下端面设置有用于对所述动磁式电磁力直线电机输出轴的位移进行测量的数字光栅尺，所述数字光栅尺的信号输出端通过导线连接外部控制器系统。

所述的定位机构包括有由下至上依次设置在所述载荷传感器上的支撑件，用于定位被测试件底端的下夹具，以及用于定位被测试件上端的上夹具，所述上夹具与所述动磁式电磁力直线电机的输出轴接触连接。

所述的动磁式电磁力直线电机的外壳上设置有用于收拢载荷传感器、动磁式电磁力直线电机和数字光栅尺与外部控制器系统相连的导线通道。

所述的2个丝杠上分别设置有与所述丝杠螺纹连接的滑块，所述的横梁的两端分别固定连接在两个所述的滑块上。

所述的2个丝杠均分别设置有用于限制横梁上升高度的上限位挡(14)，用于限制横梁下降高度的下限位挡。

所述的动磁式电磁力直线电机包括有固定在所述横梁上端面上的外壳，所述的外壳内侧分别设置有：对称设置且下端固定在所述横梁上端面上的左框架和右框架，设置在所述左框架和右框架之间的E形结构的第一铁芯和第二铁芯，所述E形结构的第一铁芯和第二铁芯的开口端的两个侧边对接连接，其中，第一铁芯的中间部分套有第一线圈，第二铁芯的中间部分套有第二线圈，相连接的第一铁芯和第二铁芯的中间部分形成有间隙，所述的间隙内设置有在第一线圈和第二线圈的作用下能够在所述的间隙内上下移动的永磁体机构，所述永磁体机构的上端固定连接有用于限制永磁体机构直线位移的上导向机构，所述永磁体机构的下端固定连接有用于限制永磁体机构直线位移的下导向机构，所述下导向机构的输出构成动磁式电磁力直线电机的输出轴贯穿所述横梁与定位机构中的上夹具为接触连接。

所述的永磁体机构包括有：永磁体框架以及设置在永磁体框架内的S极磁铁和N极磁铁。

所述的上导向机构包括有：两侧分别对应固定连接在所述左框架和右框架上的Π形框架，固定设置在所述Π形框架水平端面上端的上直线轴承，以及T形上轴，所述T形上轴的水平部分构成上连接法兰与永磁体机构中的永磁体框架的上端固定连接，所述T形上轴的垂直部分构成上轴依次贯穿所述Π形框架的水平端面和所述的上直线轴承，所述的T形上轴的垂直部分在位于Π形框架水平端面下面的部分上套有上弹簧。