一種電液式高頻疲勞試驗機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種疲勞試驗機(jī)，特別是一種電液式高頻疲勞試驗機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 普通液壓疲勞試驗機(jī)通常是將一定壓力和一定流量的液壓油通過伺服閥控制作 動器往復(fù)運動，對試件交變拉、壓加載，而實現(xiàn)疲勞試驗。作動器是一個高精度雙桿雙伸全 對稱的油缸，作動器的前端安裝了負(fù)荷傳感器，檢測加載負(fù)荷力值，作動器的尾端安裝了磁 滯位移傳感器（或外置LVDT位移傳感器），檢測運動的位移（或振幅）；通過測控系統(tǒng)，可 選擇負(fù)荷力或位移（振幅）值控制向試件往復(fù)加載。由于作動器的往復(fù)運動由伺服閥控制， 而伺服閥實現(xiàn)換向則是依靠閥芯左右移動來改變液壓油的流向，但是閥芯有一定質(zhì)量，運 動時有一定的慣性，此外，液壓油有一定的粘滯力，因為這些原因的限制，閥芯左右移動的 頻率不可能太高，因此限制了這種加載技術(shù)，僅能適應(yīng)低周疲勞。低周疲勞試驗頻率〇. 1~ 50Hz之間，而高頻疲勞的試驗頻率在50~300Hz范圍之內(nèi)。
[0003] 為了縮短試驗時間，必須提高試驗的振蕩頻率，也就是所謂高頻疲勞。專利申請?zhí)?為：201310424170.8的發(fā)明專利記載了一種高頻脈沖發(fā)生器及其加載系統(tǒng)，其中的高頻脈 沖發(fā)生器包括靜盤、動盤、主傳動軸、外殼等部件，在所述靜盤和動盤的接觸面上，對應(yīng)地等 距切制有4個弧長與間隔完全相等的弧形槽，所述弧形槽通過本體內(nèi)部的通道相互連通， 且所述動盤和靜盤的外圓柱面上設(shè)有與弧形槽相連通的槽口，所述動盤和靜盤外圓柱面上 開設(shè)的槽口分別與外殼矩形環(huán)槽相連通。該結(jié)構(gòu)通過外殼上的壓力油入口和回油出口與 動盤和靜盤上的弧形槽連通，打入壓力油后，當(dāng)動盤旋轉(zhuǎn)一圈時，作動器實現(xiàn)2個周期的振 蕩。
[0004] 然而該裝置動盤和靜盤上弧形槽的油孔設(shè)計，槽形不易加工，工藝復(fù)雜，且會限 制在動靜盤端面的開槽數(shù)量，不利于實現(xiàn)該高頻發(fā)生器高頻振蕩的需求。另外，動盤和靜盤 結(jié)合面的密封力不可控，密封壓力過大會增加伺服電機(jī)的驅(qū)動功率和能耗，過小又起不到 好的密封的效果。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的動盤和靜盤上弧形槽的油孔設(shè)計， 槽形不易加工、工藝復(fù)雜且會限制在動靜盤端面的開槽數(shù)量，不利于實現(xiàn)該高頻發(fā)生器高 頻振蕩的需求，以及動盤和靜盤結(jié)合面的密封力不可控的不足，提供一種電液式高頻疲勞 試驗機(jī)，該試驗機(jī)的高頻發(fā)生器的結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理，利于加工和實現(xiàn)高頻需求，還能對高頻 發(fā)生器內(nèi)的動、靜盤的密封壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少對伺服電機(jī)的驅(qū)動功率和能耗的損耗。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種高頻發(fā)生器，包括端面相互接觸的動盤和靜盤，所述動盤和靜盤外設(shè)置有殼 體將其密封包住，所述動盤的接觸端面上鉆鉸有多個圓形的動盤壓力油孔和動盤回油孔， 與動盤接觸的靜盤端面上設(shè)置有靜盤壓力油孔和靜盤回油孔，所述靜盤壓力油孔與動盤壓 力油孔對應(yīng)布置，所述靜盤回油油孔與動盤回油孔對應(yīng)布置，使動盤旋轉(zhuǎn)時，動盤壓力油孔 和動盤回油孔能分別與靜盤壓力油孔和靜盤回油孔連通，在遠(yuǎn)離動盤的靜盤端部設(shè)置有向 該端面打壓力油的通道、且設(shè)置有控制該通道壓力油量的裝置。
[0008] 該高頻發(fā)生器的動靜盤接觸端面上的壓力油通道采用鉆鉸加工，即先鉆制后鉸 肖IJ，滿足油孔精度要求，工藝簡單且易于加工；由動盤和靜盤上對應(yīng)設(shè)置的壓力油孔和回油 孔，使動盤旋轉(zhuǎn)時動盤上的油孔能分別與靜盤上的壓力油孔和回油孔連通，再通過殼體上 的對應(yīng)通道與作動器的腔室和油箱連通，由油箱通入壓力油后，隨著動盤的旋轉(zhuǎn)，壓力油通 過動盤、靜盤到作動器的循環(huán)，實現(xiàn)作動器的腔室之間的加載，動盤上的壓力油孔與靜盤上 的壓力油孔和回油孔循環(huán)一次，即可完成一次振蕩，動盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)振蕩周而復(fù)始，實現(xiàn)高頻 振蕩的需求；而圓孔形的油孔有利于在動靜盤端面布置更多數(shù)量的孔，有利于實現(xiàn)疲勞試 驗機(jī)的高頻需求；在靜盤的另一端設(shè)置有向該端面打壓力油的通道、且設(shè)置有控制該通道 壓力油量的裝置，可以壓緊動靜盤的結(jié)合面，保證動、靜盤端面密封的必要壓力，且通過設(shè) 置的控制壓力油量的裝置，可調(diào)節(jié)作用于靜盤端面上的壓力油壓力，減少對伺服電機(jī)的驅(qū) 動功率和能耗的損耗。
[0009] 作為本實用新型的優(yōu)選方案，在遠(yuǎn)離靜盤的動盤端面上設(shè)置有與動盤圓柱面同軸 的凸臺，在該凸臺上安裝有推力軸承，所述殼體上留有安裝推力軸承的空間。通過推力軸承 的設(shè)置，能將靜盤端面上受到的壓力油產(chǎn)生的軸向力消除，增加高頻發(fā)生器運行的穩(wěn)定性。 [0010] 作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述動盤壓力油孔數(shù)量為5-10個，所述動盤壓力油 孔和靜盤壓力油孔的大小相同、數(shù)量相等，所述動盤回油孔與動盤壓力油孔的大小相同，所 述靜盤回油孔與靜盤壓力油孔的大小相同，且將兩種油孔間隔均布于盤端面的同一中心圓 環(huán)線上。動盤和靜盤端面上分別設(shè)置的壓力油孔和回油孔，大小相同、數(shù)量相等，在動盤旋 轉(zhuǎn)時，保證兩個盤上的油孔相通，形成油循環(huán)系統(tǒng)；間隔設(shè)置的壓力油孔和回油孔，當(dāng)動盤 上的一個油孔旋轉(zhuǎn)時，分別與靜盤上的相鄰兩個油孔相通后，完成疲勞試驗機(jī)的一個周期 振蕩，根據(jù)試驗和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，將壓力油孔和回油孔的數(shù)量均設(shè)置為5-10個，有利于降低驅(qū) 動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時滿足軸承的極限轉(zhuǎn)速的要求，更利于提高疲勞試驗機(jī)高頻的頻率。
[0011] 作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述殼體包括前端蓋、殼體和后端蓋，所述后端蓋上 設(shè)置有與殼體上的壓力油入孔連通的壓力油通道，并在后端蓋與靜盤接觸的端面上開有該 壓力油通道的出口。
[0012] 作為本實用新型的優(yōu)選方案，作為優(yōu)選，所述靜盤與后端蓋的接觸端端面上設(shè)置 有凹形儲油槽，所述凹形儲油槽設(shè)置在靜盤端面的中心位置，使后端蓋上的壓力油通道出 口在凹形儲油槽對應(yīng)的范圍內(nèi)。在靜盤端面上設(shè)置的凹形儲油槽，與后端蓋上的壓力油通 道連通后，利于用壓力油壓緊靜盤與動盤的接觸面，而凹槽的設(shè)計，減小了壓力油對靜盤施 加作用力的面積，為更好地控制動盤和靜盤結(jié)合面的密封力、平衡驅(qū)動電機(jī)功率提供保障。
[0013] 作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述后端蓋上設(shè)置有節(jié)流閥控制該壓力油通道內(nèi)的 壓力油量。節(jié)流閥與靜盤端面的凹形儲油槽配合，實現(xiàn)動盤與靜盤之間的動密封。
[0014] 一種電液式高頻疲勞試驗機(jī)，包括高頻發(fā)生器和高頻發(fā)生器加載系統(tǒng)，所述高頻 發(fā)生器加載系統(tǒng)所述高頻發(fā)生器加載系統(tǒng)包括與高頻發(fā)生器連接的伺服電機(jī)和兩通電磁 閥，所述兩通電磁閥與作動器連接，該系統(tǒng)還設(shè)有與高頻發(fā)生器連接的比例電磁溢流閥和 油泵，所述油泵由變頻電機(jī)控制，所述比例電磁溢流閥和變頻電機(jī)都與主控電腦相連，所述 伺服電機(jī)和作動器通過連接線路與主控電腦連接，在兩通電磁閥與作動器連接的線路上還 設(shè)置有四通電磁閥，所述四通電磁閥另一端分別與比例電磁溢流閥和油泵相連接。
[0015] 在兩通電磁閥與作動器連接的線路上設(shè)置的四通電磁閥，使加載系統(tǒng)在實驗前關(guān) 閉兩通電磁閥，導(dǎo)通四通電磁閥，就可以自由使作動器上升或下降，保證試件的裝夾和必要 的試驗空間。
[0016] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：
[0017] 1、該高頻發(fā)生器的動靜盤接觸端面上的壓力油通道為圓孔且采用鉆鉸加工，即先 鉆制后鉸削，滿足油孔精度要求，圓孔形油孔工藝簡單且易于加工；而圓孔形的油孔有利于 在動靜盤端面布置更多數(shù)量的孔，有利于實現(xiàn)疲勞試驗機(jī)的高