[发明专利]一种超声疲劳平均应力加载装置

摘要

本发明涉及一种超声疲劳试验领域用的超声疲劳平均应力加载装置。它解决超声疲劳试验中平均应力加载的问题。其技术方案是：超声发生组件中的定位座外圆穿过支架立板最上端的通孔，定位座和支架立板用螺钉固紧；应力加载总成中的直线滑套a套在滑动导杆a中部的光滑直杆上，直线滑套b套在滑动导杆b中部的光滑直杆上；动力总成中的减速器外壳右端法兰结构和支架立板用螺钉固紧，滚珠丝杠左端插入减速器的平键输出孔，连接后可实现传动；本发明可以在实现超声疲劳试验中对试件提供±40kN轴向拉压力载荷施加，可实现20kHz频率疲劳试验，有效缩短疲劳试验时间，可高效完成1010周次疲劳测试。

主权项

一种超声疲劳平均应力加载装置，是由超声发生组件(01)、应力加载总成(02)、动力总成(03)、直线传动总成(04)、支架立板(05)、滑动导杆a(06)、锁紧螺母(07)、定位端板(08)、滑动导杆b(09)和试件(10)构成，超声发生组件(01)包括压电换能器(011)、定位座(012)和位移放大器(013)，应力加载总成(02)包括拉力螺杆(021)、加载支座(022)、加载滑板(023)、直线滑套a(024)、直线滑套b(025)、托盘(026)和橡胶垫(027)，动力总成(03)包括伺服电机(031)和减速器(032)，直线传动总成(04)包括传动键(041)、弹簧卡圈(042)、推力轴承(043)、滚珠丝杠(044)、丝杠螺母(045)、套筒(046)、直线滑套c(047)、防转臂(048)、防掉端盖(049)、传感器座(0410)和载荷传感器(0411)；其特征是：在超声发生组件(01)中，压电换能器(011)可以把超声频率发生器输出的电信号转化为机械振动信号输出；定位座(012)两端设置有螺纹孔，定位座(012)外圆中部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上周向均匀设置六个台阶孔；位移放大器(013)两端设置有螺纹孔，位移放大器(013)左端截面直径大于右端截面直径，位移放大器(013)外圆轮廓在轴向上平滑过渡；定位座(012)左端和压电换能器(011)输出端用螺柱固定，定位座(012)右端和位移放大器(013)左端用螺柱固定；在应力加载总成(02)中，加载滑板(023)上部、中部、下部分别设置一通孔，加载滑板(023)上部通孔外侧右端周向均匀设置四个螺纹孔，加载滑板(023)下部通孔外侧右端周向均匀设置四个螺纹孔，加载滑板(023)中部通孔外侧左端周向均匀设置八个螺纹孔；直线滑套a(024)嵌入加载滑板(023)上部通孔内，直线滑套a(024)右侧凸起外缘和加载滑板(023)用螺钉固紧；直线滑套b(025)嵌入加载滑板(023)下部通孔内，直线滑套b(025)右侧凸起外缘和加载滑板(023)用螺钉固紧；加载支座(022)内腔设置为台阶孔，拉力螺杆(021)右端设置为台阶，拉力螺杆(021)置入加载支座(022)内腔台阶孔内，加载支座(022)右端和加载滑板(023)上端左侧用螺钉固紧；托盘(026)右端和加载滑板(023)用螺钉固紧，橡胶垫(027)放置在托盘(026)承托面上，托盘(026)安装在加载支座(022)下侧；在动力总成(03)中，伺服电机(031)输出轴和减速器(032)输入轴连接；在直线传动总成(04)中，滚珠丝杠(044)左端设置一平键槽，平键槽右侧设置一圈卡圈槽，滚珠丝杠(044)右部设置为丝杠结构，滚珠丝杠(044)右端设置一螺纹孔；传动键(041)安装在滚珠丝杠(044)左端平键槽内，弹簧卡圈(042)安装在滚珠丝杠(044)卡圈槽内，推力轴承(043)安装在滚珠丝杠(044)右部丝杠结构的左端面上，防掉端盖(049)和滚珠丝杠(044)右端螺纹固定；丝杠螺母(045)套在滚珠丝杠(044)右部的丝杠结构上，丝杠螺母(045)和滚珠丝杠(044)之间有钢珠传动，丝杠螺母(045)可以在滚珠丝杠(044)上灵活转动；丝杠螺母(045)左端设置有凸起外缘，丝杠螺母(045)左端凸起外缘和套筒(046)左端用螺钉固紧；传感器座(0410)外圆设置为台阶轴，传感器座(0410)左端台阶周向均匀设置八个台阶孔，传感器座(0410)外圆中部设置为公螺纹；传感器座(0410)左端和套筒(046)右端用螺钉固紧，载荷传感器(0411)和传感器座(0410)外圆中部螺纹固定；防转臂(048)下端设置一通孔，通孔外侧周向均匀设置四个螺纹孔；直线滑套c(047)嵌入防转臂(048)下端通孔内，直线滑套c(047)左端外缘和防转臂(048)用螺钉固紧，防转臂(048)上端和套筒(046)外圆用螺钉固紧；支架立板(05)之上而下依次设置有四个通孔，支架立板(05)最上端的通孔外侧周向均匀设置有六个螺纹孔；定位端板(08)上下端分别设置一通孔；滑动导杆a(06)设置为两端直径小，中间直径大的台阶轴，滑动导杆a(06)中部设置为光滑直杆，滑动导杆a(06)两端设置为公螺纹；滑动导杆b(09)设置为两端直径小，中间直径大的台阶轴，滑动导杆b(09)中部设置为光滑直杆，滑动导杆b(09)两端设置为公螺纹；滑动导杆a(06)左端穿过支架立板(05)从上往下数第二个通孔，滑动导杆a(06)右端穿过定位端板(08)上端通孔，两个锁紧螺母(07)分别和滑动导杆a(06)两端公螺纹固紧；滑动导杆b(09)左端穿过支架立板(05)最下端通孔，滑动导杆b(09)右端穿过定位端板(08)下端通孔，两个锁紧螺母(07)分别和滑动导杆b(09)两端公螺纹固紧；支架立板(05)下端和机架固定连接，定位端板(08)下端和机架固定连接；超声发生组件(01)中的定位座(012)外圆穿过支架立板(05)最上端的通孔，定位座(012)和支架立板(05)用螺钉固紧；应力加载总成(02)中的直线滑套a(024)套在滑动导杆a(06)中部的光滑直杆上，直线滑套b(025)套在滑动导杆b(09)中部的光滑直杆上；直线传动总成(04)中的滚珠丝杠(044)穿过支架立板(05)从上往下数第三个通孔，弹簧卡圈(042)安装在支架立板(05)左端面，推力轴承(043)安装在支架立板(05)右端面，传感器座(0410)外圆右端插入加载滑板(023)中部通孔，载荷传感器(0411)外侧和加载滑板(023)用螺钉固紧，直线滑套c(047)套在滑动导杆b(09)中部的光滑直杆上；动力总成(03)中的减速器(032)外壳右端法兰结构和支架立板(05)用螺钉固紧，滚珠丝杠(044)左端插入减速器(032)的平键输出孔，连接后可实现传动；试件(10)两端设置有螺纹孔，试件(10)中部设置为“细脖子”结构，试件(10)左端和超声发生组件(01)中的位移放大器(013)右端用螺柱连接，试件(10)右端和应力加载总成(02)中的拉力螺杆(021)螺纹连接。