[发明专利]一种大尺寸轴形零件弯扭同步加载条件下刚度测量装置

说明书

本发明提出了一种大尺寸轴形零件弯扭同步加载条件下刚度测量装置，属于机械设备技术领域。所述装置包括底座、方钢管、T型梁，扭矩加载臂和弯矩加载臂等部件，可应用于大尺寸轴形零件的刚度测量和薄壁管件、异形零件的刚度测量领域中。可同时同步施加弯矩和扭矩载荷，能提高零件在扭矩作用下弯曲刚度测量的准确性、以及弯矩作用下扭转刚度测量的准确性。

技术领域

本发明涉及一种大尺寸轴形零件弯扭同步加载条件下刚度测量装置，属于机械设备技术领域。

背景技术

弯曲和扭转的组合载荷是航空航天、桥梁建筑、石油化工、工程机械等领域最常见的零件或构件受载情况。服役条件下的材料、构件一旦失效，将造成极大的危害。这种在扭转、弯曲负载作用下的材料性能的预测不能单取决于其单一扭转或者弯曲负载作用下的性能测试，而更需要测试其在弯曲和扭转交互作用条件下的性能。

通过对现有技术文献进行检索发现，目前对复杂服役条件下零件及构件的刚度测试仍以单一扭转及单一弯曲载荷条件下的测试为主。如专利“一种扭转刚度测试装置”(申请号：201310704987.0)及专利“一种弯刚度测试装置”(申请号：201310442767.5)分别提出构件在单一扭转及弯曲载荷下刚度的测试方法。专利“一种绝缘子弯扭复合试验机”(申请号：201710307025.X)提出了绝缘子在弯曲及扭转载荷服役条件下机械性能的测试方法，但无法实现弯矩和扭矩同时施加，且保证弯扭之间的互不干涉。因此，对弯曲刚度及扭转刚度的测试均在单一载荷条件下进行，并未能实现扭转及弯曲的同步加载。上述表明，传统的可测试静态扭转和弯曲载荷下材料扭转/弯曲刚度的设备无法实现弯矩、扭矩的同步联合加载，或当弯矩和扭矩同时施加时易发生干涉从而影响测试结果的可靠性，进而无法对大尺寸轴形零件的刚度进行准确测量。

发明内容

本发明为了解决现有技术中刚度测量装置不能联合施加弯曲载荷及扭转载荷，无法实现大尺寸轴形零件在弯扭联合负载条件下的刚度测量的问题，提出了一种大尺寸轴形零件弯扭同步加载条件下刚度测量装置，所采取的技术方案如下：

一种大尺寸轴形零件弯扭同步加载条件下刚度测量装置，所述装置包括底座1；所述底座1上表面上固定安装有方钢管固定支座一2、方钢管固定支座二33和方钢管固定支座三34；所述方钢管固定支座一2、方钢管固定支座二33、方钢管固定支座三34上分别对应固定安装有方钢管一5、方钢管二30和方钢管三37；所述方钢管二30和方钢管三37的顶端安装有横梁19，所述方钢管一5的顶端与T型梁13横臂的一端固定相连；所述T型梁13横臂的另一端固定安装于横梁19侧壁；所述横梁19中间安装有轴承二23；所述轴承二23安装有扭矩加载连接件25；所述T型梁13竖臂的底端固定安装有弯矩加载连接件10；所述弯矩加载连接件10上安装有弯矩加载臂18；所述扭矩加载连接件25顶端安装有可扭转的轴对称扭矩加载臂42；所述扭矩加载连接件25的底端设有加载法兰26；所述底座1上表面上还设有固定法兰17；所述固定法兰17的位置与所述加载法兰26对应。

进一步地，所述扭矩加载连接件25包括柱状部件和n型部件；所述柱状部件设置于n型部件的上部；所述柱状部件通过轴承二23固定安装于横梁19，所述横梁19平行于底座1。

进一步地，在横梁19与扭矩加载臂42之间的所述柱状部件外侧设有支撑环二24，用于支撑扭矩加载臂42。

进一步地，所述加载法兰26的侧表面设有四曲面凸起；所述四曲面凸起卡嵌于所述n型部件的凹槽内用以实现所述扭矩加载连接件25与加载法兰26的连接。

进一步地，所述弯矩加载连接件10包括柱柄体；所述柱柄体通过轴承一11被夹持于T型梁13的竖臂底端；所述柱柄体垂直于所述T型梁13的竖臂，并且柱柄体面向加载法兰26的一端安装有固定卡件，所述固定卡件卡合于所述加载法兰26的法兰外沿；所述柱柄体的另一端设有螺母一9，并通过螺母一9固定于所述T型梁13的竖臂。

进一步地，在位于螺母一9和轴承一11之间的柱柄体上设有支撑环一8。