[发明专利]一种卧式球棒式接触疲劳试验机

说明书

本发明公开了一种卧式球棒式接触疲劳试验机，包括基座和设置于基座顶端呈水平方向设置的试样夹持装置和为试样提供接触试验力的试验力加载装置，所述试验力加载装置下部设置有能够带动试验力加载装置左右移动的调节装置，所述基座下端还设置有为试验力加载装置提供润滑的润滑系统，所述试样夹持装置包括通过试样夹头轴承座设置于基座顶端的用于夹持试样的试样夹头，所述试样夹头通过弹性联轴器与伺服电机的主轴转动连接，弹性联轴器旁的基座上安装有用于计量试样转动圈数的磁接近开关且磁接近开关与设置于电控柜上的计数传感器电性连接，本发明由立式改为卧式，尾端设置弹簧加载，能够降低振动影响，提高试验力控制精度。

技术领域

本发明涉及一种疲劳试验机，尤其是一种卧式球棒式接触疲劳试验机，属于材料检测领域。

背景技术

接触疲劳是工件（如轧辊、齿轮、轴承、钢轨）表面在接触压应力的长期不断反复作用下引起的一种表面疲劳破坏现象，表现为接触表面出现麻点和疲劳剥落。模拟接触疲劳现象的试验机有很多种，其中一种为球棒式的，试样为圆棒状，沿试样表面径向一周，有数个滚珠与之接触，滚珠两侧套有圆锥滚子轴承外圈，对圆锥滚子轴承外圈施加轴向力，经过力的矢量传递，转化为滚珠对棒状试样施加了径向力。圆棒试样转动时，带动滚珠绕其做行星运动。试样旋转一周，与滚珠接触数次。试验效率很高。由于试样为圆棒状，尺寸公差、形位公差、表面质量均易加工实现。陪试样为圆锥滚子轴承外圈和滚珠，均为标准件，硬度质量均匀一致，试验成本也很低。

目前的球棒式接触疲劳试验机多为立式结构。采用杠杆砝码重力加载、润滑冷却液滴注加入，存在以下问题：一是试样装配精度不高运转时砝码跳动加剧，导致加载力出现冲击的现象。二是润滑液滴注控制不好会导致接触处油膜薄，产生粘着磨损等非正常损坏。三是加载装置位于试样的试验部位和试样夹头之间，所需试样较长，一些需要在工件本体上取样直接进行试验的，长度可能较短，不能满足试验要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种卧式球棒式接触疲劳试验机，由立式改为卧式，通过压缩弹簧提供试验力，能够降低振动影响，提高试验力控制精度；同时压缩弹簧设置于试验力加载装置的尾部，节省了较大的空间，试样夹头可以非常接近加载装置的端盖，较短的试样也可以进行试验，短试样也能试验，拓展应用范围；润滑系统设置为两套，能够满足不同润滑介质的切换，便于研究不同润滑介质对接触疲劳寿命的影响。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种卧式球棒式接触疲劳试验机，包括基座、测控保护系统和设置于基座顶端呈水平方向设置的试样夹持装置和为试样提供接触试验力的试验力加载装置，所述试验力加载装置下部设置有能够带动试验力加载装置左右移动的调节装置，所述基座下端还设置有为试验力加载装置提供润滑的润滑系统，所述试样夹持装置包括通过试样夹头轴承座设置于基座顶端用于夹持试样的试样夹头，所述试样夹头通过弹性联轴器与伺服电机的主轴转动连接，弹性联轴器旁的基座上安装有用于计量试样转动圈数的磁接近开关且磁接近开关与设置于电控柜上的计数传感器电性连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述试验力加载装置包括加载外套和固定设置于加载外套一端且向外延伸的弹簧保护套且弹簧保护套的内部设置有压缩弹簧，所述加载外套的内部固定设置有加载内套且加载内套对应试样的位置设置有试样能够在其中转动的内腔，所述加载内套靠近压缩弹簧的一端固定设置有压力传感器，所述压缩弹簧靠近压力传感器的一端设置有传感器顶块、另一端设置有用于挤压压缩弹簧的弹簧顶杆，所述弹簧顶杆与压缩弹簧之间设置有弹簧顶块，所述加载内套远离压缩弹簧的一端固定设置有将压缩弹簧的压力转化为试验力的滚珠装置。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述加载内套一侧设置有凸出加载外套的连接板且连接板上设置有检测加载内套轴向运动的振动传感器。