[其他]扩大试验机试验吨位的增力装置

说明书

本实用新型属材料试验装置

长期以来在疲劳实验中大吨位试验需用大吨位试验机已成惯例，而我国目前生产的高频拉、压疲劳试验机最大吨位只有10吨，不适宜对大吨位试件进行疲劳试验，但进口大吨位的高频拉、压疲劳试验机需要大量的外汇，例如美国生产的“MTS    880型50吨位的就需28万美元，并且引进零配件困难。然而随着国内市场对产品质量要求的提高，又必须对产品进行一系列的产品抽样试验。因此除了研制国产的大吨位高频疲劳试验机外，扩大现有小吨位试验机的试验吨位将是十分有意义的。而目前国内、外尚未见到这方面的研究文献。

本实用新型是针对生产发展的需要提出来的，其目的就是为了扩大现有比较多的小吨位试验机的试验范围，即在原试验机上增加一个增力装置后能进行大吨位的试验。

当物体系统中某一个零件受到外力作用时，必然会导致整个系统中各零件之间相互作用的变化，为了使其中某个零件（试件）所受到的载荷等于常数或在一定的范围内波动，同时充分发挥试验机的作用，就必须通过物体系统内部的几何约束尺寸的可调性来实现，对于这种可调性称之为内封闭力系的弹性化。

由图1可知，传统的设计方法是把试验夹具、试件和整个试验机看成一个封闭力系来考虑，试验机所受到的载荷就等于试件所受到的载荷F＝S′±Fa′，由图2可知新的设计方法则把试验夹具和试件组成一个独立的封闭力系。当试件变到等值力F时，由于Q_P′是系统内部各零件之间的相互作用力，并未施加到试验机上，所以试验机所受到的载荷仅仅是动载荷±Fa，在此，假设试件的试验条件为轴向静载荷S′＝20吨，轴向动载荷Fa′＝S′×10％＝20吨，并且假定试件刚度Ca与垫套刚度Cb的比值为2：1，利用内封闭力系的理论，首先给试件产生一个20吨的预紧力Q_P，然后通过试验机加上±3吨的动载荷Fa，即可满足试件的试验条件，从而将试验机的试验吨位扩大一倍多。如果轴向静载荷S′继续增大，则同理可进行更大吨位的试验。

本实用新型的优点是很显著的，经济效果也很好，具体表现在：（1）能确保原试验机的各项性能指标及使用寿命。（2）能达到“以小改大一机多用”的目的。（3）吨位显示系统明显高于国产“天水红山牌PLC－10型”拉、压疲劳试验机。（4）以“天水红山牌PLC－10型为例，每台改装费仅为在大吨位试验机上进行1、2次的试验费用，而进口一台大吨位的试验机约30万美元，可节约大量外汇。本实用新型可以扩大原试验机的试验吨位，而且可以做拉、扭联合试验。

本实用新型结构如图3所示，上锁紧螺帽〔1〕和下锁紧螺帽〔12〕均为主机（原试验机）上的零件。联接螺套〔2〕和联接螺栓〔11〕均为主机和增力装置的联接件。弹簧元件〔3〕主要为降低增力装置的刚度。联接螺母〔4〕通过螺纹副联接传感器〔6〕。垫圈〔7〕的长度取决于试件的长度。零件〔8〕为作疲劳试验的试件，加载支架〔9〕是多螺纹副零件，下螺纹副联接联接螺栓〔11〕，上内螺纹副联接传感器〔6〕，上外螺纹副联接加载齿轮〔10〕。加载齿轮〔10〕通过螺纹副置于加载支架〔9〕之上。变位小齿轮〔13〕与加载齿轮〔10〕组成两对齿轮副。另件〔5〕为套筒，上与弹簧元件〔3〕嵌接，下与加载齿轮〔10〕嵌接。另件〔14〕为试件螺帽。

本实用新型属于材料试验设备，该装置主要由加载系统和测力系统二部分组成，测力系统是通过拉压传感器〔6〕和数字显示仪〔15〕组成。

本实用新型为“武汉市汽车标准件厂”引进美国康明斯公司汽车发动机高强度汽缸、连杆螺栓进行了超吨位疲劳试验，试验条件和结果如下：

试验主机：甘肃天水红山材料试验机厂生产的“天水红山牌PLC

－10型”10吨试验机。出厂编号为P－78005。

试验主要仪器：上海华东电子仪器厂生产的YJD－1型电阻应

变仪，出厂编号为82－7－301

试验平均载荷：Fm＝12600Kg

试验交变载荷：Fa＝1260Kg

循环次数：1.2×10⁵

试验频率：163HZ

该试验结果已得到美国康明斯公司认可。