[发明专利]一种弯扭复合加载疲劳试验机

说明书

本发明涉及金属材料和机械零件的可靠性及服役性能的测试领域，具体涉及一种弯扭复合加载疲劳试验机，包括机架，所述机架上端的台面上设置有一对用于夹住试验材料两端的试样夹具，位于一对试样夹具上设置有用于施加弯矩的弯矩加载装置，所述机架上端的台面上还设置有驱动一对夹具旋转的旋转加载组件以及施加扭矩的扭矩加载组件。该试验机结构紧凑，方便进行弯扭复合加载的疲劳试验。

技术领域

本发明涉及金属材料和机械零件的可靠性及服役性能的测试领域，具体涉及一种弯扭复合加载疲劳试验机。

背景技术

疲劳试验机是测试金属材料疲劳强度和疲劳寿命的一种检测设备，目前主流的疲劳试验机有液压伺服式、电磁式和机械式等几种类型。其中机械式又最为普遍，大多采用机械式加载结构和PLC控制的调速系统，结构简单可靠、成本低。液压伺服式和电磁式比机械式更为先进，但其普遍造价高、能耗大，而且其不适用于长期在低工作频率下工作。

现有的机械式疲劳试验机大都属于轴向拉压式、平面弯曲式和旋转弯曲式，我国目前生产的测试设备也是以上几种，其只能进行单因素加载或者复合温度和腐蚀环境。但在实际工业中存在许多零部件复合受载的情况，仅考虑弯矩、扭矩、拉压和反复弯曲等单受力因素已经不能很好适应目前研究需求。经过现有技术文献检索发现，能够进行复合加载的疲劳试验机比较少，其中能够弯矩和扭矩复合加载的疲劳试验机极少见诸报道。所以，我们设计提出一种弯扭复合加载疲劳试验机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弯扭复合加载疲劳试验机，该试验机结构紧凑，方便进行弯扭复合加载的疲劳试验。

本发明的技术方案在于：一种弯扭复合加载疲劳试验机，包括机架，所述机架上端的台面上设置有一对用于夹住试验材料两端的试样夹具，位于一对试样夹具上设置有用于施加弯矩的弯矩加载装置，所述机架上端的台面上还设置有驱动一对夹具旋转的旋转加载组件以及施加扭矩的扭矩加载组件。

进一步地，所述弯矩加载装置包括设置于一对试样夹具下侧的横梁，所述横梁的两端分别铰接有与对应试样夹具转动连接的吊环，所述吊环的上端中部经吊钩与一平衡装置相连接，所述横梁的中部与一弹簧的上端相铰接，所述弹簧的下端铰接有加载砝码托盘。

进一步地，所述平衡装置包括与吊钩相连接的软钢丝，所述机架上端的台面上设置有安装架，所述软钢丝通过设置在安装架上的滑轮与平衡砝码相连接。

进一步地，所述旋转加载组件包括设置于机架上端一侧台面上的电机，所述电机经第一齿轮箱与位于一侧的试样夹具的另一端相连接，所述机架上端的另一侧台面上设置有第二齿轮箱，位于另一侧的试样夹具的另一端与第二齿轮箱相连接。

进一步地，所述机架的台面上设置有一对位于一对试样夹具两侧的支撑架，所述支撑架上均设置有与其滑动配合的滑块，所述试样夹具经连接在滑块上的传动机构与对应的第一齿轮箱或第二齿轮箱相连接。

进一步地，所述支撑架的前后侧均竖向设置有滑轨杆，所述滑块的前后部均竖向设置有与滑轨杆相配合的凹槽，所述凹槽的宽度大于滑轨杆；所述滑块的下方安装有滚轮。

进一步地，所述传动机构包括与第一齿轮箱或第二齿轮箱相连接的第一传动轴，所述第一传动轴的另一端经球笼式万向联轴器连接有第二传动轴，所述第二传动轴与滑块转动连接且另一端部与对应的试样夹具螺纹连接并设置有锁紧螺母。

进一步地，所述扭矩加载组件包括与安装于机架台面上的安装座转动连接的第一弹性扭力轴，所述第一弹性扭力轴的一端与第二齿轮箱传动连接，另一端与扭矩加载器相连接，所述扭矩加载器的另一端经第二弹性扭力轴与扭矩转速传感器相连接，所述扭矩转速传感器的另一端经第三弹性扭力轴与第一齿轮相传动连接。

进一步地，所述扭矩加载器与第一弹性扭力轴连接的摩擦盘和与第二弹性扭力轴相连接的牙盘，并配重有与牙盘相配合的加载扳手，所述加载扳手的另一端挂设有加载挂盘。