本實(shí)用新型涉及彈片疲勞測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種彈片振動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

彈片疲勞測(cè)試，即測(cè)試彈片的彈性和剛性，彈片振動(dòng)裝置即是對(duì)彈片進(jìn)行疲勞測(cè)試的一個(gè)重要設(shè)備，其作用是在彈片疲勞測(cè)試時(shí)帶動(dòng)彈片做往復(fù)振動(dòng)。目前進(jìn)行彈片疲勞測(cè)試使用的彈片振動(dòng)裝置設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種彈片振動(dòng)裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了以下技術(shù)方案：

一種彈片振動(dòng)裝置，包括具有多個(gè)夾持柄的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)架及多個(gè)彈片夾具，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置于所述機(jī)架上，所述機(jī)架的頂端設(shè)置有基座，所述基座上設(shè)有連接座，所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述連接座，所述彈片夾具設(shè)置于所述基座，所述彈片夾具用于夾持被測(cè)彈片的一端，所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的夾持柄用于夾持被測(cè)彈片的另一端，所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)用于在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)被測(cè)彈片做往復(fù)振動(dòng)。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)包括曲柄、搖桿及連桿，所述搖桿包括基體和轉(zhuǎn)動(dòng)柄，所述轉(zhuǎn)動(dòng)柄連接于所述基體的邊緣，所述基體的邊緣還連接有所述多個(gè)夾持柄，所述夾持柄的底端與所述基體連接，頂端設(shè)置有樣品夾持槽，所述基體設(shè)置有用于連接振動(dòng)軸的振動(dòng)軸孔，所述轉(zhuǎn)動(dòng)柄設(shè)置有用于連接連桿的連桿通孔，所述連桿通孔到所述振動(dòng)軸孔的距離與所述夾持柄的頂端到所述振動(dòng)軸孔的距離相等，所述連桿的兩個(gè)端部分別設(shè)置有軸承孔，連桿通過(guò)嵌入所述軸承孔的軸承與搖桿、曲柄連接。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，所述彈片夾具包括底座，所述底座的一個(gè)側(cè)面設(shè)置有第一導(dǎo)電體，用于承載被測(cè)彈片，所述第一導(dǎo)電體的一端連接有第二導(dǎo)電體，所述第二導(dǎo)電體通過(guò)具有導(dǎo)電性的緊固件固定于所述底座上，所述第一導(dǎo)電體的另一端設(shè)置有壓板，用于使放置于所述第一導(dǎo)電體上的被測(cè)彈片保持夾持狀態(tài)，所述第二導(dǎo)電體與所述壓板之間設(shè)置有導(dǎo)向凸臺(tái)；所述底座的另一個(gè)側(cè)面設(shè)置有導(dǎo)線，所述導(dǎo)線的一端與所述緊固件連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的彈片振動(dòng)裝置，包括曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)架及多個(gè)彈片夾具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)巧妙；另一方面，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)具有多個(gè)夾持柄，彈片夾具為多個(gè)，使得一個(gè)裝置一次可以進(jìn)行多個(gè)樣品測(cè)試，測(cè)試效率高，成本低。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹， 應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1（a）、圖1（b）為本實(shí)用新型實(shí)施例中彈片夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中搖桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中連桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中曲柄的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中彈片振動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為導(dǎo)線與基座的連接示意圖。

圖8為彈片夾具與夾持柄的位置示意圖。

圖中標(biāo)記

搖桿1；連桿2；曲柄3；振動(dòng)軸4；連接座5；彈片夾具6；基座7；機(jī)架8；驅(qū)動(dòng)電機(jī)9；底座101；滾花手?jǐn)Q螺絲102；導(dǎo)向凸臺(tái)103；隔斷板104；導(dǎo)線105；導(dǎo)線壓板106；第一導(dǎo)電體107；第二導(dǎo)電體108；壓板109；螺栓110；基體201；轉(zhuǎn)動(dòng)柄202；夾持柄203；振動(dòng)軸孔204；第一減重孔205；第二減重孔206；連桿通孔207；樣品夾持槽208。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)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(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-8，本實(shí)施例中提供的一種彈片振動(dòng)裝置，包括具有多個(gè)夾持柄203的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)9、機(jī)架8及多個(gè)彈片夾具6，驅(qū)動(dòng)電機(jī)9設(shè)置于機(jī)架8上，機(jī)架8的頂端設(shè)置有基座7，基座7上設(shè)有連接座5，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)置于連接座5，彈片夾具6設(shè)置于基座7，被測(cè)彈片的一端夾持于彈片夾具6，被測(cè)彈片的另一端夾持于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的夾持柄203，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)用于在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)被測(cè)彈片做往復(fù)振動(dòng)。

請(qǐng)參閱圖1（a）、圖1（b），作為一種具體的可實(shí)施方式，本實(shí)施例中，彈片夾具包括底座101，本實(shí)施例中，底座101為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，底座101上設(shè)置有滾花手?jǐn)Q螺絲102，彈片夾具通過(guò)滾花手?jǐn)Q螺絲102連接于連接座上。底座101的一個(gè)側(cè)面設(shè)置有第一導(dǎo)電體107，第一導(dǎo)電體107用于承載被測(cè)彈片，即被測(cè)彈片放置于第一導(dǎo)電體107上。第一導(dǎo)電體107的一端連接有第二導(dǎo)電體108，第二導(dǎo)電體108通過(guò)具有導(dǎo)電性的緊固件固定于底座101上。第一導(dǎo)電體107的另一端設(shè)置有壓板109，壓板109用于使放置于第一導(dǎo)電體107上的被測(cè)彈片保持夾持狀態(tài)，即，被測(cè)彈片放置于第一導(dǎo)電體107上后，用壓板109將被測(cè)彈片壓緊。第二導(dǎo)電體108與壓板109之間設(shè)置有導(dǎo)向凸臺(tái)103。底座101的另一個(gè)側(cè)面設(shè)置有導(dǎo)線105，導(dǎo)線105的一端與緊固件連接。本實(shí)施例中，作為一種可實(shí)施方式的舉例，導(dǎo)線105與第二導(dǎo)電體108分別位于底座101的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面，如圖所示。

本實(shí)施例中，緊固件一方面要具有導(dǎo)電作用，使得在通電狀態(tài)下導(dǎo)線105與第二導(dǎo)電體108電性連通，進(jìn)而使得第二導(dǎo)電體108與第一導(dǎo)電體107電性連通，進(jìn)而使得被測(cè)彈片與導(dǎo)線105電性連通；另一方面緊固件還要具有緊固作用，使得第二導(dǎo)電體108可以與底座101保持緊固連接。因此，作為一種較優(yōu)的實(shí)施方式，緊固件采用金屬材料制作的螺栓110，螺栓110的尾部與導(dǎo)線105連接。作為一種可實(shí)施方式的舉例，第一導(dǎo)電體107為銅片，第二導(dǎo)電體108為鋼片。

本實(shí)施例中，壓板109通過(guò)螺釘（或螺栓）與底座101連接，安裝被測(cè)彈片時(shí)，擰松螺釘，將被測(cè)彈片從壓板109與底座101之間形成的空隙處插入，在導(dǎo)向凸臺(tái)103的導(dǎo)向作用下，被測(cè)彈片順勢(shì)放在第一導(dǎo)電體107上，并與第二導(dǎo)電體108接觸連接，最后擰緊螺釘。測(cè)試完成后將被測(cè)彈片取下時(shí)，擰松螺釘，將被測(cè)彈片順勢(shì)從第一導(dǎo)電體107上取下即可。導(dǎo)向凸臺(tái)103不僅對(duì)被測(cè)彈片具有導(dǎo)向作用，便于安裝被測(cè)彈片，同時(shí)也可以有效防止被測(cè)彈片在檢測(cè)過(guò)程中偏離位置。

作為一種更優(yōu)的實(shí)施方式，底座101的設(shè)置有導(dǎo)線105的側(cè)面還設(shè)置有導(dǎo)線壓板106，導(dǎo)線壓板106用于使導(dǎo)線105的另一端緊貼于底座101。如圖1所示，導(dǎo)線105的一端與螺栓110的尾部連接，并固定于底座101，導(dǎo)線105的另一端位于導(dǎo)線壓板106與底座101之間，擰動(dòng)螺釘縮短導(dǎo)線壓板106與底座101之間的距離，直至導(dǎo)線105緊貼于底座101。這樣設(shè)置，一方面可以防止在拆卸過(guò)程中導(dǎo)線105被拉斷，另一方面也可以使導(dǎo)線105平整美觀。

定義一個(gè)第一導(dǎo)電體107、一個(gè)第二導(dǎo)電體108、一個(gè)壓板109、一根導(dǎo)線105組成一個(gè)夾持組件，如圖1（b）所示，圖中所示的彈片夾具包括兩個(gè)夾持組件，兩個(gè)第一導(dǎo)電體107之間通過(guò)隔斷板104隔開(kāi)，即兩個(gè)夾持組件之間通過(guò)隔斷板104隔開(kāi)。一個(gè)測(cè)試組件可以用于一個(gè)被測(cè)彈片的疲勞測(cè)試，因此，圖中所示的彈片夾具可以供兩個(gè)被測(cè)彈片同時(shí)測(cè)試使用。容易理解地，根據(jù)底座101的尺寸設(shè)置，底座101上也可以設(shè)置兩個(gè)及以上夾持組件，以便于兩個(gè)及以上的被測(cè)彈片同時(shí)測(cè)試，自然地，底座101上也可以僅設(shè)置一個(gè)夾持組件。

請(qǐng)參閱圖2-5，作為一種具體的可實(shí)施方式，本實(shí)施例中，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)包括曲柄3、搖桿1及連桿2。其中，搖桿1包括基體201和轉(zhuǎn)動(dòng)柄202，轉(zhuǎn)動(dòng)柄202連接于基體201的邊緣，基體201的邊緣還連接有多個(gè)夾持柄203，夾持柄203的底端與基體201連接，頂端設(shè)置有樣品夾持槽208，一個(gè)夾持柄203的頂端可以設(shè)置一個(gè)及一個(gè)以上的樣品夾持槽208，基體201設(shè)置有用于連接振動(dòng)軸的振動(dòng)軸孔204，轉(zhuǎn)動(dòng)柄202設(shè)置有用于連接連桿的連桿通孔207，連桿通孔207到振動(dòng)軸孔204的距離與夾持柄203的頂端到振動(dòng)軸孔204的距離相等。連桿2的兩個(gè)端部分別設(shè)置有軸承孔，構(gòu)成“8”字形結(jié)構(gòu)，連桿2通過(guò)嵌入軸承孔的軸承與搖桿1、曲柄3連接，具體地，搖桿1通過(guò)貫穿于連桿通孔207、軸承孔的軸承與連桿2連接，連桿2通過(guò)貫穿另一個(gè)軸承孔的軸承連接曲柄3。

為保障曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，本實(shí)施例中，優(yōu)選曲柄的長(zhǎng)度與所述搖桿的長(zhǎng)度滿足關(guān)系，其中，為搖桿擺角，L₁為曲柄長(zhǎng)度，L₃為搖桿長(zhǎng)度。

為減輕搖桿的重量，如圖所示，本實(shí)施例中，基體201上設(shè)置有多個(gè)第一減重孔205，作為一種實(shí)施方式，第一減重孔205為圓形孔，圍繞振動(dòng)軸孔204均勻分布于基體201上。

為了進(jìn)一步減輕搖桿重量，更優(yōu)地，轉(zhuǎn)動(dòng)柄202上設(shè)置有第二減重孔206，本實(shí)施例中，第二減重孔206為倒圓角的矩形孔，矩形孔面積大，可以更好地減輕搖桿重量，矩形孔倒圓角，使得搖桿更美觀。

如圖所示，本實(shí)施例中，基體201為圓盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，這樣設(shè)置可以有效提高其固有頻率，使其在400Hz以下實(shí)現(xiàn)1.4mm的大位移轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)施例提供的搖桿，一次最多可測(cè)試八個(gè)樣品，很大程度地提升測(cè)試效率；此外，測(cè)試頻率高，周期短，振幅1.4mm時(shí)，頻率可達(dá)450Hz。

作為一種更優(yōu)選的實(shí)施方式，基體201、轉(zhuǎn)動(dòng)柄202、夾持柄203一體成型，并由碳纖維板切割而成。搖桿由碳纖維板制作，一方面可以進(jìn)一步減輕搖桿質(zhì)量，另一方面還可以增強(qiáng)其強(qiáng)度。搖桿一體成型，不僅便于制作，而且可以提高搖桿整體的穩(wěn)定性。

振動(dòng)軸4是實(shí)現(xiàn)彈片壓縮的直接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，振動(dòng)軸4通過(guò)搖桿1上的振動(dòng)軸孔與搖桿2固連。本實(shí)施例中，振動(dòng)軸4采用40Cr鋼制造，搖桿1采用碳纖維材質(zhì)制造，整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值為4.26×10^-7kg·m²。

在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生慣性力，從而影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能，因此，連桿2在滿足受力要求的前提下，要求其質(zhì)量盡量小。此外，連桿2質(zhì)量越小，越有助于整個(gè)機(jī)構(gòu)的平衡質(zhì)量分配。因此，本實(shí)施例中，連桿2的長(zhǎng)度為19mm，質(zhì)量為0.32g，其所能承受的最大應(yīng)力為2.077×110⁶N/m²，而屈服極限為9.3×10⁶N/m²， 因此安全系數(shù)：n1 =9.3×10⁶/ 2.077×10⁶ = 4.78，可以很好地滿足較大的剛度和強(qiáng)度需求。

本實(shí)施例中，曲柄3采用常用的合金鋼40Cr材料，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，做成實(shí)心軸結(jié)構(gòu)，其抗拉強(qiáng)度σb≥750MPa，屈服點(diǎn)σs≥550MPa，扭轉(zhuǎn)疲勞極限τ-1≥200 MPa，彎曲疲勞極限σ-1≥350 MPa。40Cr是使用最廣泛的鋼種之一，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有良好的綜合力學(xué)性能、低溫沖擊韌度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷可得到較高的疲勞強(qiáng)度。本實(shí)施例中所述的曲柄所能承受的最大應(yīng)力1.117×107N/m2。40Cr的彎曲疲勞極限σ-1≥350MPa，因此安全系數(shù)S = 3.50×108 / 1.117×107= 31.3。一般情況下，材質(zhì)均勻、載荷與應(yīng)力計(jì)算準(zhǔn)確時(shí)，取S = 1.3~1.5；材質(zhì)不夠均勻，計(jì)算不夠精確時(shí)，S = 1.5~1.8。因此本實(shí)施例中所述曲柄可以滿足強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)合應(yīng)用。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的彈片振動(dòng)機(jī)構(gòu)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)置于連接座5上，連接座5上設(shè)置有供曲柄3穿過(guò)的孔，曲柄3穿過(guò)連接座5后與驅(qū)動(dòng)電機(jī)9的轉(zhuǎn)軸連接。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄3帶動(dòng)連桿2，連桿2帶動(dòng)搖桿1，實(shí)現(xiàn)搖桿1的往復(fù)擺動(dòng)，即搖桿1的轉(zhuǎn)動(dòng)柄20擺動(dòng)，進(jìn)而也帶動(dòng)夾持柄30擺動(dòng)，即帶動(dòng)樣品擺動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)柄20與夾持柄30的擺動(dòng)角度與位移相等。

本實(shí)施例中，彈片夾具的數(shù)量6與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中夾持柄203的數(shù)量相等，彈片夾具6通過(guò)滾花手?jǐn)Q螺絲102設(shè)置于基座7，一個(gè)彈片夾具6對(duì)應(yīng)于一個(gè)夾持柄，被測(cè)彈片的一端夾持于夾持柄203頂端的樣品夾持槽208中，另一端夾持于彈片夾具6的第一導(dǎo)電體107與壓板109之間?；?上設(shè)置有電連接座，導(dǎo)線105與電連接座連接，通電后被測(cè)彈片、彈片夾具、基座組成電路回路，在該電路回路中，若被測(cè)彈片斷裂則電路回路斷開(kāi)，若被測(cè)彈片完好則電路回路暢通，可通過(guò)電路回路的通斷判知被測(cè)彈片是否斷裂。

本實(shí)施例提供的彈片振動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有多個(gè)彈片夾具，一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)具有多個(gè)夾持柄，一次可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)樣品的測(cè)試，提升測(cè)試效率。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。