[实用新型]疲劳试验机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测试力学性能的装置，具体涉及一种测试疲劳力学性能的疲劳试验机。

背景技术

在工程实际中，机械零部件的使用寿命是机械设备或建筑结构的主要性能之一。许多零部件在机械设备或建筑结构的实际使用中受到动载荷作用。与受到静载荷作用时不同，这些零部件通常会在未发生明显变形与屈服的情况下可能发生疲劳破坏。疲劳破坏对机械设备或者建筑结构的使用性能及安全性能有重大影响。因此，对于零部件需要进行疲劳试验以检测其疲劳力学性能。

疲劳试验是指通过金属材料实验测定金属材料的σ-1，绘制材料的S-N曲线，进而观察疲劳破坏现象和断口特征，进而通过对称循环下测定金属材料疲劳极限的方法。检测设备一般使用疲劳试验机。

在足够大的交变应力作用下，在金属构件外形突变或表面刻痕或内部缺陷等部位，都可能因较大的应力集中引发微观裂纹。分散的微观裂纹经过集结沟通将形成宏观裂纹。已形成的宏观裂纹逐渐缓慢地扩展，构件横截面逐步削弱，当达到一定限度时，构件会突然断裂。金属因交变应力引起的上述失效现象，称为金属的疲劳。静载下塑性性能很好的材料，当承受交变应力时，往往在应力低于屈服极限没有明显塑性变形的情况下，突然断裂。疲劳断口明显地分为两个区域：较为光滑的裂纹扩展区和较为粗糙的断裂区。裂纹形成后，交变应力使裂纹的两侧时而张开时而闭合，相互挤压反复研磨，光滑区就是这样形成的。载荷的间断和大小的变化，在光滑区留下多条裂纹前沿线。至于粗糙的断裂区，则是最后突然断裂形成的。统计数据表明，机械零件的失效，约有70％左右是疲劳引起的，而且造成的事故大多数是灾难性的。因此，通过实验研究金属材料抗疲劳的性能是有实际意义的。

目前，国内外对于疲劳力学性能已积累一定经验方法与理论。并且基于这些现有理论和方法开发出了多种疲劳试验机，并且功能与应用范围持续不断增多，以满足不同材料疲劳试验的需求。

常见的疲劳试验机包括液压伺服式、电磁式和机械式几种类型。其中液压伺服式疲劳试验机是当前较先进的测试装置，但其通过液压控制进行试验，使得其试验成本高昂，低频工作状态下功率消耗大，测试成本高。电磁式疲劳试验机适用于高频工作状态，主要用于测试疲劳性能较好的黑色金属制件，但对于疲劳性能一般的试件效果较差。机械式疲劳试验机适用对频率要求不高的疲劳试验，功率小造价低，主要工作原理为活动杆在驱动器设定的固定频率下按照设定的行程上下反复动作，从而反复压缩，但机械式疲劳试验机在工作期间频率单一，并且无法进行调控，无法模拟出零部件的真实工况。

综上所述，有必要开发一种试验精度高、拉杆锁紧力可调控、操作简便、成本低且效率高的疲劳试验机。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型一方面提供一种疲劳试验机，包括：驱动机构，所述驱动机构包括电机、偏心轮驱动机构和连杆接头，通过所述偏心轮驱动机构将所述电机的旋转运动使所述连杆接头产生振动；牵引机构，所述牵引机构包括球铰；连杆，所述连杆通过所述球铰与所述牵引机构连接，其中：所述牵引机构通过所述球铰将所述驱动机构的所述连杆接头的振动转变为往复运动。

进一步地，所述偏心轮驱动机构包括偏心轮传动轴、偏心轮、偏心轮轴承，所述偏心轮固定套设于所述偏心轮传动轴外，所述偏心轮轴承活动套设于所述偏心轮外，所述偏心轮轴承与所述连杆接头连接；所述偏心轮接收所述电机的旋转运动，带动所述偏心轮轴承而使得所述连杆接头产生振动。

进一步地，所述偏心轮驱动机构被充分润滑；并且所述偏心轮驱动机下方设置有节油板和油管接头，以接收所述偏心轮驱动机构溢出的润滑剂构下方设置有节油板和油管接头，以接收所述偏心轮驱动机构溢出的润滑剂。

进一步地，所述电机通过电机传动轴以及键与所述偏心轮传动轴连接。

进一步地，所述连杆包括力传感器、调节螺杆；所述连杆通过所述力传感器和所述调节螺杆连接至所述球铰，通过所述力传感器检测所述疲劳试验机所施加的试验力；所述调节螺杆上设置有螺母，通过调节所述螺母以调整所述疲劳试验机的所施加的试验力和试验初始间隙值。

进一步地，所述牵引机构还包括圆柱销、固定销座；所述球铰与所述圆柱销而固定在所述固定销座上。

进一步地，所述圆柱销的两端设置有挡环，所述挡环将所述圆柱销固定在所述固定销座上。

进一步地，所述牵引机构还包括转接块，所述牵引机构通过所述转接块连接至承载板；所述承载板设置在水平滑动机构上，所述承载板接收所述牵引机构的往复运动。

进一步地，所述电机为变频电机。