[发明专利]重载刮板输送机圆环链的拉扭复合疲劳测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种重载刮板输送机圆环链的拉扭复合疲劳测试方法，基于一套重载刮板输送机圆环链的拉扭复合疲劳测试装置，包括机架、扭转载荷加载系统、拉伸载荷加载系统、监测系统；

所述机架包括至少三个机架单元，分别是第一机架单元、第二机架单元和第三机架单元，其中，第一机架单元上用于支撑加载拉伸载荷的拉伸载荷驱动装置；

第二机架单元上用于支撑固定导轨；

第三机架单元上用于支撑扭转驱动装置、角度传感器支架和组合轴承座；

所述第一机架单元、第二机架单元以及第三机架单元之间依次通过连接件连接固定；

所述扭转载荷加载系统包括扭转驱动装置、组合轴承、组合轴承座、圆环链连接夹具，其中，扭转驱动装置通过支架与第三机架单元相连，扭转驱动装置的输出轴通过联轴器与过渡轴相连；

组合轴承通过组合轴承座与第三机架单元相连，过渡轴穿过组合轴承与拉力传感器相连；拉力传感器的另一端与圆环链连接夹具相连；

所述拉伸载荷加载系统包括拉伸载荷驱动装置、防扭滑块、固定U型螺栓、导轨，其中，拉伸载荷驱动装置通过螺纹连接固定于第一机架单元上；防扭滑块与拉伸载荷驱动装置的驱动轴通过螺纹连接，实现拉伸载荷的传递；

固定U型螺栓与防扭滑块相连，实现圆环链的拉伸载荷施加；

防扭滑块滑动设置在所述导轨上，用于承受圆环链传递至此的扭转载荷，防止液压缸活塞杆承受扭转载荷；

所述监测系统包括拉力传感器、扭矩传感器、角度传感器、控制器和非接触应变测量系统，其中，

所述拉力传感器设置在圆环链连接夹具和过渡轴之间，用于实时测量圆环链承受的动态拉力；

所述扭转传感器设置在扭转驱动装置与过渡轴之间的输出轴上，用于实时测量圆环链扭矩；

所述角度传感器设置在扭转驱动装置的输出轴上，用于实时测量圆环链的扭转角度；

所述控制器与所述拉力传感器、扭转传感器和角度传感器信号连接；

所述非接触应变测量系统用于获取实验时圆环链的位移场，监测实验过程中圆环链平环和立环的裂纹萌生及扩展情况；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将圆环链一端与圆环链连接夹具连接，另一端与固定U型螺栓连接；

步骤2、通过控制器控制拉伸载荷驱动装置，对圆环链施加预定的初始拉力；

步骤3、对拉力传感器、扭矩传感器、角度传感器进行调零，启动非接触应变测量系统；

步骤4、通过控制器控制拉伸载荷驱动装置和扭转驱动装置分别对圆环链施加预定的拉伸疲劳载荷和扭转疲劳载荷；

步骤5、采集拉力传感器、扭矩传感器和角度传感器的输出信号并记录于控制器上；

步骤6、通过非接触应变测量系统获取实验时圆环链的位移场，监测实验过程中圆环链平环和立环的裂纹萌生及扩展情况；

步骤7、对实验后的圆环链进行线切割处理，获取平环与立环接触位置处的试样，通过三维轮廓仪获取圆环链的磨损形貌，进而获取圆环链的磨损量；

所述防扭滑块包括一水平设置的连接板以及一固定连接在连接板上表面的竖板，其中，水平设置的连接板的底部两端分别通过滑座与导轨滑动连接，所述竖板上设有用于与拉伸载荷驱动装置的驱动轴螺纹连接的螺纹孔。

2.根据权利要求1所述的重载刮板输送机圆环链的拉扭复合疲劳测试方法，其特征在于，所述组合轴承为滚针和推力球组合轴承。

3.根据权利要求1所述的重载刮板输送机圆环链的拉扭复合疲劳测试方法，其特征在于，所述拉伸载荷驱动装置为液压缸，液压缸通过螺纹连接固定于第一机架单元上，防扭滑块与液压缸的活塞杆通过螺纹连接，实现拉伸载荷的传递。

4.根据权利要求1所述的重载刮板输送机圆环链的拉扭复合疲劳测试方法，其特征在于，所述扭转驱动装置为扭转电机，所述扭转电机具有两个输出轴，其中一个输出轴连接角度传感器，另一个输出轴通过联轴器与过渡轴相连。

5.根据权利要求1所述的重载刮板输送机圆环链的拉扭复合疲劳测试方法，其特征在于，所述控制器为计算机。

6.根据权利要求1所述的重载刮板输送机圆环链的拉扭复合疲劳测试方法，其特征在于，所述非接触应变测量系统为VIC-3D测量系统。