[发明专利]金属材料的疲劳试验装置

说明书

技术领域

本发明属于疲劳性能试验装置，具体为一种金属材料的疲劳试验装置。

背景技术

疲劳是导致金属工件被破坏的主要因素之一，承受动载荷的破坏工件中有50%~90%为疲劳破坏。金属材料在受到交变应力的作用下，由于某点或某些点产生局部的永久性的结构变化，在一定循环次数之后形成裂纹或发生断裂，将会导致疲劳破坏。疲劳破坏具有很大的突然性，必须提前加以预防。

对于高速旋转类机械，其疲劳属于高周疲劳问题，需要通过试验来对其疲劳性能进行研究。若用产品直接进行疲劳性能研究，试验周期长、费用高，因此疲劳性能研究一般只对关心的零部件采用专项试验方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种金属材料的疲劳试验装置。

本发明的技术方案为：一种金属材料的疲劳试验装置，包括依次设置的加力系统、转动系统和测速系统；转动系统包括支架、电机，在支架上设有前后延伸的U形槽和左右延伸的圆形通孔，且圆形通孔贯穿U形槽；穿入圆形通孔的主轴设在滑动轴承中，环绕主轴在U形槽内设置有主轴皮带轮，电机上连接有电机皮带轮，皮带缠绕在主轴皮带轮和电机皮带轮上；测速系统位于支架的右侧，包括光电传感器；加力系统位于支架的左侧、主轴轴线下方，包括竖直安装的加力轴、固定在加力轴顶端的顶尖和环绕加力轴自上而下依次设置的测力传感器、螺旋测微仪。

所述主轴为一圆形管，中间部分位于圆形通孔和U形槽内，两端伸出圆形通孔外，一端设有弹簧夹头，另一端设有夹头拉杆，在主轴管内，夹头拉杆将弹簧夹头套住。

所述支架上还设有左右延伸的横向通槽，横向通槽位于U形槽的下方，在横向通槽内设置有可自由移动的导轨，导轨的另一端与光电传感器固定连接。

本发明所提供的金属材料的疲劳试验装置可以通过模拟金属产品实际运行条件下所受交变应力状态，来对试件的疲劳性能进行研究，具有可靠性高、稳定性好、测量精度高的特点。

附图说明

图1为本发明金属材料的疲劳试验装置的立体图；

图2为支架的剖视放大图；

图3为加力系统的结构示意图；

其中：

   1基座             2支架              3主轴

4U形槽            5夹头拉杆          6弹簧夹头 

7滑动轴承         8主轴皮带轮        9横向通槽

10皮带            11电机皮带轮       12电机

13导轨            14光电传感器       15加力系统

16加力轴          17顶尖             18测力传感器

19紧固螺母        20螺旋测微仪       21试件。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明金属材料的疲劳试验装置做进一步说明：

如图1、2所示，一种金属材料的疲劳试验装置，包括依次设置在基座1上的加力系统15、转动系统和测速系统；转动系统包括固定在基座1上的支架2、电机12，支架2为长方体，在长方体的前面设有向后延伸的U形槽4和左右延伸的横向通槽9，横向通槽9位于U形槽4的下方，在支架2上还设有与横向通槽9平行、贯穿U形槽4的圆形通孔，穿入圆形通孔的主轴3设在圆形通孔两端的滑动轴承7中，主轴3为一圆形管，中间部分位于圆形通孔和U形槽4内，两端伸出圆形通孔外，一端设有弹簧夹头6，另一端设有夹头拉杆5，在主轴3管内，夹头拉杆5将弹簧夹头6套住；环绕主轴3在U形槽4内设置有主轴皮带轮8，电机12上连接有电机皮带轮11，皮带10缠绕在主轴皮带轮8和电机皮带轮11上。

测速系统位于夹头拉杆5的右侧，包括导轨13和光电传感器14，导轨13的一端与光电传感器14固定连接，另一端设置在横向通槽9内，使得导轨13能够带着光电传感器14沿横向通槽9移动。

如图3所示，加力系统15位于弹簧夹头6的左侧、主轴3轴线下方，包括穿过基座1竖直安装的加力轴16、固定在加力轴16顶端的顶尖17和环绕加力轴16自上而下依次设置的测力传感器18、紧固螺母19、螺旋测微仪20，紧固螺母19将加力轴16和基座1固定在一起。