一种轴类扭转冲击疲劳试验的制造方法
【专利摘要】一种轴类扭转冲击疲劳试验机，其特点是包括有冲击液压缸（1）、支撑板（2）、冲击锤（3）、弹性垫（4）、扭转臂（5）、平键（6）、传动轴（7）、轴承（8）、左固定机座（9）、扭矩传感器（11）、左夹具（12）、轴承套（13）、轴承（14）、右固定机座（15）、丝杠座（17）、导轨（18）、导轨座（19）、丝杠（20）、手柄（21）、滑动机座（22）、支撑套（23）、螺栓（24）、弹簧（25）、右夹具（26）、试样（28）、平键（29）。本实用新型具有结构合理、操作科学、效果明显的特点，适合于在轴类扭转冲击疲劳试验领域推广应用。
【专利说明】一种轴类扭转冲击疲劳试验机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及材料试验装置，特别涉及一种轴类扭转冲击疲劳试验机。
【背景技术】
[0002]轴类零件在日常生活生产机械当中应用非常的广泛，因此对于轴类零件的疲劳问题一直受到研究人员的高度重视。轴类扭转冲击广泛存在各种动力机械中，举例说明:(1)当汽车进行紧急制动时，轮胎的瞬时停转使驱动轴受到反向的扭转冲击，多次后，便会产生扭转冲击疲劳损伤；(2)铣刀在进行断续切削加工时，时断时续的切削加工使铣刀轴受很大的扭转冲击；(3 )变速齿轮箱，当输出轴由低速变为高速时，尤其是在输出轴的负载较大时，输出轴也会受到扭转冲击的作用。
[0003]对于轴类的扭转疲劳试验方面，目前主要是对轴类开展静态扭转疲劳试验，对于扭转冲击疲劳试验还没有一种可行的试验装置，严重影响轴类扭转冲击疲劳试验的开展。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就在于解决现有技术存在的上述问题，针对现阶段对于轴类扭转冲击试验没有一种有效开展的试验装置的现状，提供了一种轴类扭转冲击试验机。
[0005]本实用新型提供的这种轴类扭转冲击疲劳试验机，包括有冲击液压缸、冲击锤、弹性垫、扭转臂、传动轴、扭矩传感器、夹具、机座、导轨、丝杠、轴承套、支撑套、试样等部件构成，具有结构合理、操作科学、效果明显的特点，适合于在轴类扭转冲击疲劳试验领域推广应用。
[0006]本实用新型给出的技术方案是:这种轴类扭转冲击疲劳试验机，其特点是:包括有冲击液压缸1、支撑板2、冲击锤3、弹性垫4、扭转臂5、平键6、传动轴7、轴承8、左固定机座9、扭矩传感器11、左夹具12、轴承套13、轴承14、右固定机座15、丝杠座17、导轨18、导轨座19、丝杠20、手柄21、滑动机座22、支撑套23、螺栓24、弹簧25、右夹具26、试样28、平键29，其中。
[0007]所述的支撑板2、左固定机座9、右固定机座15、丝杠座17及下导轨18通过螺栓安装在基础上。
[0008]所述的冲击液压缸I安装在支撑板2上，弹性垫4安装在冲击锤3上。
[0009]所述的扭转臂5的一端为环状套结构，扭转臂5的另一端为悬伸臂结构，通过焊接连接，并在悬伸臂下侧焊接有支撑筋，扭转臂5上的环状套通过平键6安装在传动轴7上。
[0010]所述的传动轴7通过轴承8安装在左固定机座9上。
[0011]所述的扭矩传感器11的两端分别通过平键29与传动轴7和左夹具12相连。
[0012]所述的左夹具12通过法兰安装在轴承套13上。
[0013]所述的轴承套13通过轴承14安装在右固定机座15上。
[0014]所述的右夹具26安装在支撑套23内，螺栓24穿过支撑套23上的通孔和弹簧25安装在右夹具26端面上的螺纹孔内，支撑套23通过外法兰安装在滑动机座22上。[0015]所述的滑动机座22通过螺栓安装在导轨座19上，并且底部的丝杠滑块安装在丝杠20上，丝杠20的两端安装在丝杠座17上，并在一端设有手柄21，导轨座19安装在导轨18上。
[0016]所述的试样28通过左夹具12和右夹具26安装在试验机上。
[0017]为了更好地实现本实用新型的目的，所述的左夹具12为圆柱状带法兰结构件，其一端开有“一”字槽，并在平行“一”字槽方向的外圆面上设有两个平面，并在平面上钻有螺栓孔，其另一端开有一定深度的孔，并设有与平键29相配合的键槽。
[0018]为了更好地实现本实用新型的目的，所述的右夹具26为圆柱状结构件，其一端开有“一”字槽，并在平行“一”字槽方向的外圆面上设有两个平面，并在平面上钻有螺栓孔，其另一端的外圆面上设有外花键。
[0019]为了更好地实现本实用新型的目的，所述的支撑套23为设有外法兰的套状结构，在套内侧设有与右夹具26上的外花键相配合的内花键。
[0020]为了更好地实现本实用新型的目的，所述的试样28为两端直径较大中间直径较小的轴类部件，在试样28的两端有与左夹具12和右夹具26上的“一”字槽等宽的“一”字凸起，在凸起的根部有半径为R的圆弧过渡，并在“一”字凸起上开有螺栓孔，“一”字凸起与“一”字槽之间为间隙配合，通过螺栓孔穿过的螺栓和螺母将“一”字凸起夹紧在“一”字槽内。
[0021]为了更好地实现本实用新型的目的，所述的左夹具12和右夹具26的“一”字槽宽度可以根据试样，设置成不同系列。
[0022]为了更好地实现本实用新型的目的，所述的弹性垫4可具有不同的弹性刚度。
[0023]为了更好地实现本实用新型的目的，所述的滑动机座22与右固定机座15之间的
距离可以调整。
[0024]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是。
[0025](I)本实用新型通过调整冲击锤上安装的弹性垫的弹性刚度，可以实现不同冲击脉宽作用。
[0026](2)本实用新型的两个机座之间在沿试样轴线方向上的距离可以根据实际情况进行调整，试验机具有很闻的灵活性。
[0027](3)本实用新型的夹具可根据试样尺寸的要求进行更换，试验机具有较大的测量范围。
[0028](4)通过扭矩传感器可以测得瞬时的冲击扭矩值，试验具有较高的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型的总体结构图。
[0030]图2为本实用新型在图1中的左视图。
[0031]图3为本实用新型在图1中的A-A视图。
[0032]图4为本实用新型在图1中的B-B视图。
[0033]图5为本实用新型在图1中的C-C视图。
[0034]图6-1为本实用新型采用的试样结构主视图，图6-2为本实用新型采用的试样结构俯视图，图6-3为本实用新型采用的试样结构侧视图，图6-4为图6-2的局部放大图。[0035]图中标记:冲击液压缸1、支撑板2、冲击锤3、弹性垫4、扭转臂5、平键6、传动轴7、轴承8、左固定机座9、端盖10、扭矩传感器11、左夹具12、轴承套13、轴承14、右固定机座15、端盖16、丝杠座17、导轨18、导轨座19、丝杠20、手柄21、滑动机座22、支撑套23、螺栓24、弹簧25、右夹具26、螺栓27、试样28、平键29。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。
[0037]图1为本实用新型的总体结构图，这种轴类扭转冲击疲劳试验机，包括有冲击液压缸1、支撑板2、冲击锤3、弹性垫4、扭转臂5、平键6、传动轴7、轴承8、左固定机座9、扭矩传感器11、左夹具12、轴承套13、轴承14、右固定机座15、丝杠座17、导轨18、导轨座19、丝杠20、手柄21、滑动机座22、支撑套23、螺栓24、弹簧25、右夹具26、试样28、平键29，其中。
[0038]支撑板2、左固定机座9、右固定机座15、丝杠座17及下导轨18通过螺栓安装在基础上。
[0039]为了保证支撑板2的强度，支撑板2上焊接有加强筋。
[0040]冲击液压缸I安装在支撑板2上，并且其上的冲击锤3与扭转臂5上的受冲击位置对齐，弹性垫4安装在冲击锤3上。
[0041]扭转臂5 —端为环状套结构，另一端为悬伸臂结构通过焊接连接，并在悬伸臂下侧焊接有支撑筋，扭转臂5上的环状套通过平键6安装在传动轴7上(如图2所示)。
[0042]传动轴7通过轴承8安装在左固定机座9上，并用端盖10固定轴承8的位置。
[0043]扭矩传感器11两端分别通过平键29与传动轴7和左夹具12相连；左夹具12为圆柱状带法兰结构件，一端开有“一”字槽，并在平行“一”字槽方向的外圆面上设有两个平面，并在平面上钻有螺栓孔(如图3所示)，另一端开有一定深度的孔，并设有与平键29相配合的键槽，左夹具12通过法兰安装在轴承套13上。
[0044]轴承套13通过轴承14安装在右固定机座15上，并用端盖16固定轴承14的位置。
[0045]右夹具26为圆柱状结构件，一端开有“一”字槽，并在平行“一”字槽方向的外圆面上开有两个平面，并在平面上钻有螺栓孔(如图4所示)，另一端的外圆面上设有外花键。
[0046]支撑套23为设有外法兰的套状结构，在套内侧设有与右夹具26上的外花键相配合的内花键，螺栓24穿过支撑套23上的通孔和弹簧25安装在右夹具26端面上的螺纹孔内，弹簧25 —端支撑在支撑套23的孔底部，另一端支撑在右夹具26的端面上，支撑套23通过外法兰安装在滑动机座22上。
[0047]滑动机座22通过螺栓安装在导轨座19上，并且底部的丝杠滑块安装在丝杠20上，丝杠20两端安装在丝杠座17上，并在一端设有手柄21，导轨座19安装在导轨18上，导轨18、导轨座19及丝杠20的安装截面如图5所示。
[0048]如图6-1?图6-4所示，试样28为两端直径较大中间直径较小的轴类部件，中间较小的直径尺寸为要试验的直径尺寸。在试样28的两端有与左夹具12和右夹具26上的“一”字槽等宽的“一”字凸起，在凸起的根部有半径为R的圆弧过渡，并在“一”字凸起上开有螺栓孔。如图4和图5所示，试样28上的“一”字凸起与左夹具12和右夹具26上的“一”字槽之间为间隙配合，通过螺栓孔穿过的螺栓27和螺母将“一”字凸起夹紧在“一”字槽内。[0049]试验之前，根据试样的长度，调整滑动机座22与右固定机座15之间的距离，将试样通过上述方法安装在左夹具12和右夹具26上，然后通过手柄21转动丝杠20使滑动机座22向右固定机座15移动一定距离，在此过程中，支撑套23内的弹簧25在螺栓24的导向左右下产生压缩，消除由于丝杠20产生的轴向间隙，使右夹具26与支撑套23在冲击过程中不会轴向窜动，增加试验机的稳定性。
[0050]同时,在一定范围内，一种宽度的“一”字槽，可以满足一定直径尺寸的试样的扭转冲击要求，当超出范围时，可以重新制定左夹具和右夹具的“一”字槽宽度，同时其他尺寸不变，以满足试样和夹具的安装要求。
[0051]在试样28安装完成后，即可通过控制系统控制冲击液压缸I来冲击扭转臂5，对试样28产生扭转冲击作用，通过调整冲击液压缸I的压力来调整冲击扭矩的大小，并通过调整弹性垫4的弹性刚度来调整冲击的脉宽，同时控制系统还记录了试样受到扭转冲击的次数，和通过扭矩传感器11采集到的试样受到的扭矩的大小。这样便可以获得在扭转冲击条件下，轴类零件的疲劳寿命。
【权利要求】
1.一种轴类扭转冲击疲劳试验机，其特征在于:包括有冲击液压缸(I)、支撑板(2)、冲击锤(3)、弹性垫(4)、扭转臂(5)、平键(6)、传动轴(7)、轴承(8)、左固定机座(9)、扭矩传感器(11)、左夹具(12)、轴承套(13)、轴承(14)、右固定机座(15)、丝杠座(17)、导轨(18)、导轨座(19)、丝杠(20)、手柄(21)、滑动机座(22)、支撑套(23)、螺栓(24)、弹簧(25)、右夹具(26)、试样(28)、平键(29)，其中: 所述的支撑板(2)、左固定机座(9)、右固定机座(15)、丝杠座(17)及下导轨(18)通过螺栓安装在基础上； 所述的冲击液压缸(I)安装在支撑板(2)上，弹性垫(4)安装在冲击锤(3)上； 所述的扭转臂(5)—端为环状套结构，另一端为悬伸臂结构，通过焊接连接，并在悬伸臂下侧焊接有支撑筋，扭转臂(5)上的环状套通过平键(6)安装在传动轴(7)上； 所述的传动轴(7)通过轴承(8)安装在左固定机座(9)上； 所述的扭矩传感器(11)两端分别通过平键(29 )与传动轴(7 )和左夹具(12 )相连； 所述的左夹具(12)通过法兰安装在轴承套(13)上； 所述的轴承套(13)通过轴承(14)安装在右固定机座(15)上；所述的右夹具(26)安装在支撑套(23 )内，螺栓(24)穿过支撑套(23 )上的通孔和弹簧(25 )安装在右夹具(26 )端面上的螺纹孔内，支撑套(23 )通过外法兰安装在滑动机座(22 )上； 所述的滑动机座(22)通过螺栓安装在导轨座(19)上，并且底部的丝杠滑块安装在丝杠(20)上，丝杠(20)两端安装在丝杠座(17)上，并在一端设有手柄(21 )，导轨座(19)安装在导轨(18)上； 所述的试样(28)通过左夹具(12)和右夹具(26)安装在试验机上。
2.根据权利要求1所述的轴类扭转冲击疲劳试验机，其特征在于:左夹具(12)为圆柱状带法兰结构件，其一端开有“一”字槽，并在平行“一”字槽方向的外圆面上设有两个平面，并在平面上钻有螺栓孔，其另一端开有一定深度的孔，并设有与平键(29)相配合的键槽。
3.根据权利要求1所述的轴类扭转冲击疲劳试验机，其特征在于:右夹具(26)为圆柱状结构件，其一端开有“一”字槽，并在平行“一”字槽方向的外圆面上设有两个平面，并在平面上钻有螺栓孔，其另一端的外圆面上设有外花键。
4.根据权利要求1所述的轴类扭转冲击疲劳试验机，其特征在于:支撑套(23)为设有外法兰的套状结构，在套内侧设有与右夹具(26)上的外花键相配合的内花键。
5.根据权利要求1所述的轴类扭转冲击疲劳试验机，其特征在于:试样(28)为两端直径较大中间直径较小的轴类部件，在试样(28)的两端设有与左夹具(12)和右夹具(26)上的“一”字槽等宽的“一”字凸起，在凸起的根部有半径为R的圆弧过渡，并在“一”字凸起上开有螺栓孔，“一”字凸起与“一”字槽之间为间隙配合，通过螺栓孔穿过的螺栓和螺母将“一”字凸起夹紧在“一”字槽内。
【文档编号】G01M13/00GK203732351SQ201420039744
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】闫明, 黄鑫, 张明远, 孟宪松 申请人:沈阳工业大学