[发明专利]一种超声高频滚珠磨损疲劳试验装置

摘要

本发明公开了一种超声高频滚珠磨损疲劳试验装置,利用超声加载的方式实现磨损载荷作用下不同滚珠试样超高周疲劳寿命测试，以及高频振动、滚动磨损复合载荷作用下振动试件超高周疲劳性能测试；定位丝杠带动两个滚珠移动装置轴向相向运动，滑板带动超声加载装置沿支撑板燕尾槽纵向运动，可精确确定出滚珠试样与纵向振动试件的相对位置；纵向振动试件承受纵向振动高频循环载荷以及滚动磨损复合载荷作用，进行不同振动试件材料复合载荷作用下超高周疲劳性能测试；通过调节纵向振动试件与滚珠试样的纵向接触位置，实现对滚珠试样不同大小振动摩擦位移的加载；滚珠移动装置连接滚珠夹持装置，可一次实现两个滚珠试样的超声疲劳试验。

主权项

一种超声高频滚珠磨损疲劳试验装置，包括立式试验台架、超声加载装置、滚珠移动装置、滚珠夹持装置、定位丝杠、摇动杆，其特征在于:所述立式试验台架还包括底座、支撑板、滑板、横梁，所述底座为长方体，底座中间轴向开有梯形凹槽，用于安装滚珠移动装置，底座两端中间有轴向安装孔与凹槽相通，底座上表面凹槽的两侧对称分布4个螺孔，底座四角有支撑柱；所述支撑板为两块长方形板，支撑板下端侧面各有两个带螺孔的支座，两支撑板分别通过螺栓固定在底座上，支撑板下端中间部位开有矩形槽，支撑板矩形槽宽度与底座凹槽宽度相同，两支撑板相对的侧面上部中间分别开有燕尾槽，上端部有对称的螺孔；所述滑板中间有中心孔，两端凸块端有燕尾结构，滑板两端的燕尾结构与支撑板的燕尾槽配合安装，沿着燕尾槽竖直方向滑动；横梁两端有螺孔，横梁通过螺栓连接在两支撑板内侧上部；所述超声加载装置包括上定位盘、连接杆、换能器、纵向位移放大器、下定位盘、纵向振动试件，超声加载装置通过螺栓连接在立式试验台架内，所述上定位盘与所述下定位盘为结构相同的薄板圆盘，定位盘中间有通孔，依通孔中心等距离均布有三个螺孔，连接杆两端有螺纹，上定位盘与下定位盘通过连接杆、螺母固连；换能器下端中心有螺孔，纵向位移放大器两端中心分别开有螺孔，换能器位于纵向位移放大器的上端，且与纵向位移放大器通过螺栓连接，纵向位移放大器与下定位盘的中间通孔配合固定在下定位盘上，纵向振动试件连接在纵向位移放大器的下端，上定位盘与滑板通过螺栓、螺母固连；所述滚珠移动装置由移动块、连接板、压紧螺栓组成，两个滚珠移动装置结构相同位于超声加载装置的下方，两个滚珠移动装置对称安装在底座的凹槽内；所述移动块下部为梯形结构，中间有螺孔，且与定位丝杠同轴向，移动块上端部有两个对称的螺孔，移动块上部为矩形结构，两侧有凸耳，凸耳中心开有螺孔，压紧螺栓与凸耳螺孔配合，通过旋转压紧螺栓至底座上面固定移动块的位置；所述连接板上中间有通孔，且与移动块中间螺孔同轴向平行,连接板下部底座两端有螺孔，连接板位于移动块上端通过螺栓固连；所述滚珠夹持装置包括压球盖、滚珠试样、内嵌块、弹簧、芯棒、夹头，两个滚珠夹持装置结构相同，所述夹头为台阶圆柱体，夹头一端有外螺纹，夹头另一端中心开有三段台阶内孔，外端面均布三个螺孔；芯棒一端嵌套在夹头的第三段台阶孔内，弹簧套在芯棒上位于夹头的第二段台阶孔内,内嵌块一端嵌套在夹头的第一段台阶孔内，内嵌块一端开有中心孔，芯棒另一端嵌套在内嵌块中心孔内，内嵌块另一端中心有球面凹槽；压球盖中心开有球面形通孔，外侧壁面周向均布有三个凸耳，凸耳上开有中心孔，压球盖与夹头通过螺栓连接；滚珠试样位于内嵌块与压球盖之间，滚珠试样在内嵌块与压球盖内做旋转运动；两个夹头有外螺纹的一端分别穿过两个连接板上的通孔通过螺母紧固连接；所述定位丝杠中间部位有两段等长度旋向相反的螺纹，两端为方形结构，定位丝杠分别穿过移动块中间螺孔，定位丝杠安装在底座两端的安装孔上，定位丝杠旋转带动两个滚珠移动装置沿着底座梯形槽轴向相向运动；所述摇动杆中间有方形通孔，两端为圆柱杆，摇动杆与定位丝杠一端固连,通过摇动杆带动定位丝杠旋转运动。