一種液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置，涉及疲勞試驗設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，可以實現(xiàn)在周期性變化法向壓力作用下的微動疲勞試驗。所述裝置包括：疲勞試驗機(jī)1，微動夾具3，高壓油管4、壓力傳感器5、電控部件6及電液伺服系統(tǒng)7；電控部件6控制電液伺服系統(tǒng)7產(chǎn)生所需波形的高壓油進(jìn)入高壓油管4，高壓油管4將高壓油分成兩路，分別進(jìn)入微動夾具3中的2個由傳力活塞12和液壓缸11封閉形成的壓力腔23，壓力腔23壓力升高推動傳力活塞12，傳力活塞12推動導(dǎo)向板10，帶動固定在導(dǎo)向板10上的壓頭座13及壓頭15壓緊試件2。
【專利說明】—種液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及疲勞試驗設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]微動(fretting)就是在兩個接觸表面發(fā)生的一種磨損現(xiàn)象，通常出現(xiàn)在有微小的、連續(xù)的相對運動的接觸表面上，一般其位移幅度為微米量級，通常在幾十到一百多微米之間。微動按其損傷形式分為三類，微動磨損(fretting wear)、微動腐蝕(frettingcorros1n)和微動疲勞(fretting fatigue),其中微動疲勞是最為常見也是危害最大的一種，會造成零件表面早期磨損，以致加速表層疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展，縮短零件的疲勞壽命。為防止微動疲勞事故發(fā)生，工程上就需要應(yīng)用微動疲勞試驗裝置對構(gòu)件進(jìn)行微動疲勞試驗測試。
[0003]在飛機(jī)、船舶、車輛、建筑、核能等領(lǐng)域均有微動疲勞出現(xiàn)。在內(nèi)燃機(jī)上，典型的微動疲勞現(xiàn)象出現(xiàn)在機(jī)體橫隔板和主軸承蓋接觸面上。在內(nèi)燃機(jī)工作狀態(tài)下，機(jī)體橫隔板和主軸承蓋承受主軸承蓋螺栓的預(yù)緊力和曲軸作用力對其交變法向和切向載荷的作用。由于曲軸作用力呈周期性的變化，機(jī)體橫隔板和主軸承蓋間的法向壓力并不是恒定的，也是呈周期性變化的，而現(xiàn)有微動疲勞試驗技術(shù)中，施加接觸壓力的兩個壓頭對稱設(shè)置在試件兩偵牝兩個壓頭的接觸壓力在同一直線上且保持恒定，不能模擬構(gòu)件實際受載情況，同時，目前的夾緊機(jī)構(gòu)均采用機(jī)械控制方式，容易產(chǎn)生兩側(cè)夾緊力不一致造成的試件彎曲變形，而導(dǎo)致試驗失敗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實施例提供一種液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置，可以實現(xiàn)在周期性變化法向壓力作用下的微動疲勞試驗。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置，包括:
[0007]疲勞試驗機(jī)1，微動夾具3，高壓油管4、壓力傳感器5、電控部件6及電液伺服系統(tǒng)7 ;其中，微動夾具3安裝于疲勞試驗機(jī)I的立柱上，微動疲勞試件2上下兩端固定在疲勞試驗機(jī)I上，中間由微動夾具3上的壓頭15夾緊；
[0008]微動夾具3由固定板16、第二緊固螺栓8、固定蓋18、支板9、導(dǎo)向板10、液壓缸11、傳力活塞12、壓頭座13、壓頭15、導(dǎo)向橫梁14、導(dǎo)向襯套19、液壓缸固定螺栓17組成；
[0009]其中，固定板16與固定蓋18通過第一緊固螺栓20裝配在一起，中間形成圓孔，疲勞試驗機(jī)I的2根立柱分別套入圓孔內(nèi)，通過擰緊第一緊固螺栓20將固定板16與固定蓋18固定在疲勞試驗機(jī)I的立柱上；固定板16加工有兩個圓孔，并且加工有開口，導(dǎo)向橫梁14的兩端分別插入2個固定板16的圓孔中，通過第二緊固螺栓8進(jìn)行固定；支板9加工有兩個圓孔，并且加工有開口，導(dǎo)向橫梁14的兩端分別插入2個支板9的圓孔中，通過第三緊固螺栓將支板9與導(dǎo)向橫梁14固定；壓頭15通過第四緊固螺栓與壓頭座13固定，壓頭座13通過第五緊固螺栓與導(dǎo)向板10固定，導(dǎo)向板10加工兩個導(dǎo)向孔，導(dǎo)向襯套19過盈裝配在導(dǎo)向孔內(nèi)，導(dǎo)向板10和導(dǎo)向襯套19 一起可以在導(dǎo)向橫梁14上滑動；傳力活塞12安裝于液壓缸11的空腔內(nèi)，與液壓缸11緊密配合形成壓力腔23，壓力腔23與液壓缸11上的進(jìn)油螺紋孔22連通，高壓油管4通過管接頭擰入進(jìn)油螺紋孔22中，液壓缸11 一側(cè)加工有螺紋孔24，第六緊固螺栓17通過螺紋孔24將液壓缸11固定在支板9上；傳力活塞12的另一端面壓在導(dǎo)向板10的側(cè)面；
[0010]電液伺服系統(tǒng)7通過電控部件6控制產(chǎn)生多種壓力波形，壓力傳感器5實時監(jiān)控電液伺服系統(tǒng)7的出口壓力，并作為電控部件6的反饋信號對電液伺服系統(tǒng)7進(jìn)行修正；[0011 ] 電控部件6控制電液伺服系統(tǒng)7產(chǎn)生所需波形的高壓油進(jìn)入高壓油管4，高壓油管4將高壓油分成兩路，分別進(jìn)入2個由傳力活塞12和液壓缸11封閉形成的壓力腔23，壓力腔23壓力升高推動傳力活塞12，傳力活塞12推動導(dǎo)向板10，帶動固定在導(dǎo)向板10上的壓頭座13及壓頭15壓緊試件2。
[0012]本發(fā)明實施例提供的液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置，采用液壓伺服系統(tǒng)來控制作用于試件兩側(cè)的法向壓力，可產(chǎn)生多種壓力波形，如正弦波、方波、三角波、梯形波、組合波等，滿足不同種類試驗的需求，同時可保證試件兩側(cè)的法向壓力完全相等且同時變化，防止出現(xiàn)純機(jī)械結(jié)構(gòu)加載時常出現(xiàn)在兩側(cè)法向應(yīng)力不一致造成的試件彎曲變形；本發(fā)明對各個關(guān)鍵部件采用零件化的方法實現(xiàn)可替換，更改導(dǎo)向橫梁的長度及固定板的尺寸可使該微動系統(tǒng)適用于不同的疲勞試驗機(jī)；壓頭方便替換，可使用各種形式的壓頭來模擬實際工況下壓頭的接觸情況；本發(fā)明適用范圍廣，可完成各種形狀如棒狀、板狀、管狀等試樣的微動疲勞試驗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例提供了一種液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實施例提供了一種微動疲勞試驗裝置中的微動夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實施例提供了一種微動夾具中的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明實施例提供了另一種微動夾具中的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]本發(fā)明實施例提供了一種液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置，如圖1所示，所述裝置包括:疲勞試驗機(jī)1，微動夾具3，高壓油管4、壓力傳感器5、電控部件6及電液伺服系統(tǒng)7 ;其中，微動夾具3安裝于疲勞試驗機(jī)I的立柱上，在對微動疲勞試件2進(jìn)行微動疲勞試驗時，如圖1所示，所述試件2上下兩端固定在疲勞試驗機(jī)I上，中間由微動夾具3上的壓頭15夾緊(這里可參考圖2所示)。
[0019]如圖2所示，微動夾具3由固定板16、第二緊固螺栓8、固定蓋18、支板9、導(dǎo)向板10、液壓缸11、傳力活塞12、壓頭座13、壓頭15、導(dǎo)向橫梁14、導(dǎo)向襯套19、液壓缸固定螺栓17組成；如圖2中所示，微動夾具3為左右對稱結(jié)構(gòu)，上述微動夾具3中包含的結(jié)構(gòu)都是成對出現(xiàn)的，圖2中只對其中一側(cè)進(jìn)行了標(biāo)注，本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易識別出對稱一側(cè)的同樣的結(jié)構(gòu)。
[0020]其中，參考圖3所示，固定板16與固定蓋18通過第一緊固螺栓20裝配在一起，中間形成圓孔，疲勞試驗機(jī)I的2根立柱分別套入圓孔內(nèi)，通過擰緊第一緊固螺栓20可將固定板16與固定蓋18固定在疲勞試驗機(jī)I的立柱上；固定板16加工有兩個圓孔，并且加工有開口，導(dǎo)向橫梁14的兩端分別插入2個固定板16的圓孔中，通過第二緊固螺栓8進(jìn)行固定；支板9加工有兩個圓孔,并且加工有開口，導(dǎo)向橫梁14的兩端分別插入2個支板9的圓孔中，通過第三緊固螺栓將支板9與導(dǎo)向橫梁14固定；壓頭15通過第四緊固螺栓與壓頭座13固定,壓頭座13通過第五緊固螺栓與導(dǎo)向板10固定,導(dǎo)向板10加工兩個導(dǎo)向孔,導(dǎo)向襯套19過盈裝配在導(dǎo)向孔內(nèi)，導(dǎo)向板10和導(dǎo)向襯套19 一起可以在導(dǎo)向橫梁14上滑動；參考圖4所示，傳力活塞12安裝于液壓缸11的空腔內(nèi)，與液壓缸11緊密配合形成壓力腔23，壓力腔23與液壓缸11上的進(jìn)油螺紋孔22連通，結(jié)合圖1，圖2和圖4所示，高壓油管4通過管接頭擰入進(jìn)油螺紋孔22中，液壓缸11 一側(cè)加工有螺紋孔24，第六緊固螺栓17通過螺紋孔24將液壓缸11固定在支板9上；結(jié)合圖2和圖4所不,傳力活塞12的另一端面壓在導(dǎo)向板10的側(cè)面。
[0021]電液伺服系統(tǒng)7通過電控部件6控制可以產(chǎn)生多種壓力波形，如正弦波、方波、三角波、梯形波、組合波等；壓力傳感器5實時監(jiān)控電液伺服系統(tǒng)7的出口壓力，并作為電控部件6的反饋信號對電液伺服系統(tǒng)7進(jìn)行修正。
[0022]在應(yīng)用上述液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置進(jìn)行微動疲勞試驗時，可以先將圖1所示的整套裝置組裝完成，在組裝過程中試件2已組裝進(jìn)該裝置中。這樣在進(jìn)行試驗時，液壓加載裝置部分:電控部件6控制電液伺服系統(tǒng)7產(chǎn)生所需波形(正弦波、方波、三角波、梯形波、組合波等)的高壓油進(jìn)入高壓油管4，高壓油管4將高壓油分成兩路，分別進(jìn)入2個由傳力活塞12和液壓缸11封閉形成的壓力腔23，壓力腔23壓力升高推動傳力活塞12，傳力活塞12推動導(dǎo)向板10，帶動固定在導(dǎo)向板10上的壓頭座13及壓頭15壓緊試件2 ;即液壓裝置部分可從水平方向?qū)υ嚰匆笫┘屿o態(tài)力或根據(jù)需要施加多種波形的循環(huán)載荷。
[0023]壓力腔12內(nèi)的壓力(由壓力傳感器5來測量)與傳力活塞12的截面積的比值即為作用在試件2上的法向力，試件2同時夾持在疲勞試驗機(jī)I上進(jìn)行疲勞試驗，試件2在疲勞試驗時會發(fā)生微小變形，其與壓頭15之間形成微動接觸區(qū)，實現(xiàn)微動與疲勞的結(jié)合，實現(xiàn)微動疲勞試驗，來研究不同法向壓力、不同接觸副與微動疲勞壽命之間的關(guān)系。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓控制法向壓力可調(diào)的微動疲勞試驗裝置，其特征在于，包括: 疲勞試驗機(jī)(1)，微動夾具(3)，高壓油管(4)、壓力傳感器(5)、電控部件(6)及電液伺服系統(tǒng)(7);其中，微動夾具(3)安裝于疲勞試驗機(jī)⑴的立柱上，微動疲勞試件⑵上下兩端固定在疲勞試驗機(jī)(I)上，中間由微動夾具(3)上的壓頭(15)夾緊； 微動夾具(3)由固定板(16)、第二緊固螺栓(8)、固定蓋(18)、支板(9)、導(dǎo)向板(10)、液壓缸(11)、傳力活塞(12)、壓頭座(13)、壓頭(15)、導(dǎo)向橫梁(14)、導(dǎo)向襯套(19)、液壓缸固定螺栓(17)組成； 其中，固定板(16)與固定蓋(18)通過第一緊固螺栓(20)裝配在一起，中間形成圓孔，疲勞試驗機(jī)(I)的2根立柱分別套入圓孔內(nèi)，通過擰緊第一緊固螺栓20將固定板(16)與固定蓋(18)固定在疲勞試驗機(jī)(I)的立柱上；固定板(16)加工有兩個圓孔，并且加工有開口，導(dǎo)向橫梁(14)的兩端分別插入2個固定板(16)的圓孔中，通過第二緊固螺栓(8)進(jìn)行固定；支板(9)加工有兩個圓孔，并且加工有開口，導(dǎo)向橫梁(14)的兩端分別插入2個支板(9)的圓孔中，通過第三緊固螺栓將支板(9)與導(dǎo)向橫梁(14)固定；壓頭(15)通過第四緊固螺栓與壓頭座(13)固定，壓頭座(13)通過第五緊固螺栓與導(dǎo)向板(10)固定，導(dǎo)向板(10)加工兩個導(dǎo)向孔，導(dǎo)向襯套(19)過盈裝配在導(dǎo)向孔內(nèi)，導(dǎo)向板(10)和導(dǎo)向襯套(19)一起能夠在導(dǎo)向橫梁(14)上滑動；傳力活塞(12)安裝于液壓缸(11)的空腔內(nèi)，與液壓缸(11)緊密配合形成壓力腔(23)，壓力腔(23)與液壓缸(11)上的進(jìn)油螺紋孔(22)連通，高壓油管(4)通過管接頭擰入進(jìn)油螺紋孔(22)中，液壓缸(11) 一側(cè)加工有螺紋孔(24)，第六緊固螺栓(17)通過螺紋孔(24)將液壓缸(11)固定在支板(9)上；傳力活塞(12)的另一端面壓在導(dǎo)向板(10)的側(cè)面； 電液伺服系統(tǒng)(7)通過電控部件(6)控制產(chǎn)生各種壓力波形，壓力傳感器(5)實時監(jiān)控電液伺服系統(tǒng)(7)的出口壓力，并作為電控部件(6)的反饋信號對電液伺服系統(tǒng)(7)進(jìn)行修正； 電液伺服系統(tǒng)(7)產(chǎn)生所需波形的高壓油進(jìn)入高壓油管(4)，高壓油管(4)將高壓油分成兩路，分別進(jìn)入2個由傳力活塞(12)和液壓缸(11)封閉形成的壓力腔(23)，壓力腔(23)壓力升高推動傳力活塞(12)，傳力活塞(12)推動導(dǎo)向板(10)，帶動固定在導(dǎo)向板(10)上的壓頭座(13)及壓頭(15)壓緊試件(2)。
【文檔編號】G01N3/04GK104359757SQ201410603792
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】王軍, 張翼, 蘇鐵熊, 董小瑞, 毛虎平, 馬富康, 張艷崗, 逮志堅 申請人:中北大學(xué)