[发明专利]一种高频变副脉动循环载荷加载装置

说明书

本发明公布一种高频变副脉动循环载荷加载装置，属于工程摩擦学实验研究技术领域。该装置主要是由弹簧振子加载单元，测量单元，摩擦片制动装置，强冲量激励发生盘，底座，壳体组成。各个单元相互配合输出一种高频变副脉动循环摩擦力，形成的高频变副脉动循环摩擦力可应用于测量齿轮传动过程中在受到高频变幅强冲击载荷下的疲劳寿命。该装置采用机械式可调结构，结构简单，操作简便，安全可靠；该装置可以通过调节发生盘的初始位置，弹簧的刚度系数和振子质量的方式形成频率、幅值、周期都不同的多种脉动循环载荷，可以满足被测装置对脉动载荷的多种要求。

技术领域

本发明涉及一种高频变副脉动循环载荷加载装置，属于工程摩擦学实验研究技术领域。

背景技术

随着工业技术突飞猛进的发展，尤其是机械行业的多元化、专业化的技术拓展，齿轮箱的应用领域越来越广泛，其工作环境也多种多样，为了满足关键机械零部件动载下的工作性能实验研究，需要研制出一种变载加载机构。

变载加载的目的是为了研究交变载荷对齿轮箱、轴承等关键机械零件的摩擦学性能和使用寿命的影响，有效评估机械零件在变载荷下的工作性能，从而为关键零部件的设计研发和参数优化提供重要的实验参数依据。由于各类传动和承载零部件的应用领域不同，承受的载荷形式各种各样，因此，对它们的疲劳寿命测试方式也不尽相同。目前存在许多加载机构用来测试机械结构的使用寿命，褚连娣在传统的疲劳轴承试验机的基础上提出了一种轴承变载荷液压加载系统，提高了测试轴承疲劳寿命的效率；何玲等研制了一种冲击加载机构，保证了机构产生冲击脉冲的稳定性，以用来测试自动机的疲劳寿命。在风力发电机中，风电齿轮极易遭受超强阵风，紧急制动等强冲量变载冲击，在这种强冲击下齿轮箱将承受一种高频变幅循环载荷，在这种载荷的冲击下齿轮极易发生破坏。因此研制一种高频变幅循环载荷加载装置用来检测齿轮在复杂工况条件下的使用寿命，具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

本发明针对齿轮传动过程中受强冲量的激励会承受高频变幅循环载荷的情况，发明了一种高频变幅脉动循环加载装置，用来检测齿轮在传动过程中受强冲量冲击下的使用寿命。通过不同刚度系数的弹簧和不同质量的振子并联耦合，提供一种高频变副脉动循环载荷，这种载荷具有的特征有1、瞬时载荷极高；2、高频低副波动载荷；3、长周期阻尼波动载荷；4、阶段性共振高载荷。

本发明的一种高频变副脉动循环载荷加载装置技术方案如下：

一种高频变副脉动循环载荷加载装置，其特征在于：包括振子弹簧加载单元、测量单元、摩擦片制动装置、强冲量激励发生盘、光滑圆柱导轨、底座和外壳；振子弹簧加载单元包括3种不同刚度系数的弹簧和3个不同质量的弹簧振子；所述振子弹簧加载单元与摩擦片制动装置相连接，光滑圆柱导轨与底座相连；所述不同刚度系数的弹簧并联耦合，分别绕制在光滑圆柱导轨上，沿光滑圆柱导轨移动；所述强冲量激励发生盘与光滑圆柱导轨和外壳相连；所述光滑圆柱导轨和外壳上均带有刻度；所述摩擦片制动装置包括凹槽摩擦装置和摩擦轮；所述摩擦片制动装置内输出轴底端的摩擦轮与凹槽摩擦装置的凹槽两面的摩擦片两两相互接触，当弹簧振子运动时，凹槽摩擦装置也在弹簧的牵引下在外壳的滑道上作高频移动，通过摩擦片制动装置将弹簧产生的高频变副脉动循环载荷转换为高频变副脉动循环载荷的摩擦力传递到其他装置中。

所述加载方法，通过以下步骤实现：

1、将所需变载循环载荷的装置通过联轴器与高频变副脉动循环载荷加载装置的输出轴相连；2、利用强冲量激励发生盘给三个不同系数并联耦合的弹簧振子施加初始载荷，使其作复杂的简谐运动，产生高频变副脉动循环载荷；3、弹簧加载装置与摩擦制动装置相连，带动凹槽内的摩擦片和输出轴底的摩擦轮不断接触分离从而将高频变幅脉动载荷转化高频变幅脉动的摩擦力为传递到其他的设备当中；4、通过外壳上的刻度调节发生盘的初始位置，从而控制施加在于3个弹簧振子上初始载荷的大小，从而改变高频简谐波动载荷的频率，周期，冲击力，载荷大小等。