加速壽命接觸疲勞測試裝置的制作方法

本發明涉及一種疲勞試驗機，具體涉及加速壽命接觸疲勞測試裝置。

背景技術：

工程中，有一些機器零件是在滾動接觸條件下工作的，如機械、汽車和航空工業中廣泛用到的滾動軸承、齒輪和渦輪等。這類零件表面由于接觸疲勞破壞而導致失效,甚至引起整部機器的報廢。滾動零件在相互接觸時，經過一定周次的循環接觸應力后，在工作表面的局部地區產生小塊剝落，形成麻點或凹坑，使零件在工作中產生噪聲、磨損、振動及溫升，從而導致零件失效，這種失效現象稱為接觸疲勞。

滾動接觸疲勞失效形式為接觸表面出現點蝕分層、剝落。例如齒輪由于滾動接觸疲勞產生點蝕將導致齒輪嚙合情況惡化，磨損加劇，甚至引起齒根折斷。滾動軸承表面在高接觸應力的循環往復作用下，表面或亞表面處便會產生裂紋，隨著裂紋的進一步擴展，滾動軸承表面將產生分層和剝落，最終導致滾動軸承的失效。這些疲勞破壞將會隨時導致輪軌失效，危及行車安全。

現有的滾動式接觸疲勞試驗機受試驗載荷與試驗速度限制，試驗周期一般較長；在高速運動狀態下，傳統砝碼加載方式加載時會產生跳動，當有外界力作用時，其跳動更大，由于疲勞壽命試驗分散性很大，該跳動會使試驗結果產生較大的誤差，如載荷偏差有3％，則疲勞壽命就有60％-120％的偏差。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供加速壽命接觸疲勞測試裝置，解決現有的滾動式接觸疲勞機采用砝碼加載時受外界力影響會產生跳動，導致疲勞壽命測試偏差較大的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

加速壽命接觸疲勞測試裝置，包括與試驗缸體連接的杠桿，在杠桿自由端正下方還設置有電動施力機構，在電動施力機構與杠桿之間還設置有拉力計，還包括透明防風球、第一拉桿和第二拉桿，所述透明防風球上開有第一通孔和第二通孔，所述第一拉桿的一端與杠桿固定、另一端穿過第一通孔通過限位球與拉力計頂部固定，所述第二拉桿的一端通過限位球與拉力計底部固定、另一端與電動施力機構固定；所述第一拉桿和第二拉桿的中心線重合，所述第一通孔的直徑大于第一拉桿的直徑且小于限位球的直徑，所述第二通孔的直徑大于第二拉桿的直徑且小于限位球的直徑。進一步的，現有技術中，在給試驗機加砝碼的過程中，砝碼穿過支撐繩時會受到一個偏離豎直方向的作用力并且在下落過程會產生跳動，使得杠桿的受力發生變化，最終導致疲勞壽命測試偏差較大。本發明設計了一種新的施力方式，利用電動施力機構對杠桿施加豎直向下的力，在加大或減小對杠桿的作用力時，均采用電動控制，避免了現有技術采用砝碼加載時會受外界力影響，砝碼產生跳動的問題。電動施力機構位于杠桿自由端的正下方，不管電動施力機構施加多少力，對杠桿的作用力均豎直向下；電動施力機構與杠桿之間設置有第一拉桿和第二拉桿，第一拉桿和第二拉桿的中心線重合，保證了所施加的力豎直向下。在第一拉桿和第二拉桿之間設置拉力計，以便人們可以直觀的了解對杠桿所施力的大小。在多風環境中或人為不小心觸碰到拉力計時，拉力計會產生振蕩，也會影響疲勞壽命測試結果，所以在拉力計外套一個活動的透明防風球，由于明防風球是活動的，當有橫向力或風力作用時，透明防風球會在作用力的作用下繞第一拉桿或第二拉桿的轉軸旋轉，以此起到緩沖作用，減小拉力計的振蕩，避免疲勞壽命測試偏差較大的問題。

優選的，所述電動施力機構為電動絞盤，第二拉桿與電動絞盤中的絞繩固定。

優選的，所述電動施力機構為電動液壓桿，第二拉桿與電動液壓桿中的活塞桿固定。

所述試驗缸體的底部還開有若干個溝槽，所述溝槽與溝槽之間設置有橡膠緩沖墊。進一步的，當將試驗缸體放在地面上時，由于地殼活動和地面生物的活動，試驗機會受到輕微的震動，所以本發明在試驗缸體底部設置橡膠緩沖墊，以緩沖受到的振蕩。在試驗缸體底部開多個溝槽，使試驗缸體與地面變為多點接觸，當地面有微小凸起時，該溝槽可將凸起包裹，避免凸起影響試驗機與地面接觸時的穩定性。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

本發明加速壽命接觸疲勞測試裝置，利用電動施力機構對杠桿施加豎直向下的力，避免了現有技術采用砝碼加載時會受外界力影響，砝碼產生跳動的問題；在拉力計外套一個活動的透明防風球，當有橫向力或風力作用時，透明防風球會在作用力的作用下繞第一拉桿或第二拉桿的轉軸旋轉，以此起到緩沖作用，減小拉力計的振蕩，避免疲勞壽命測試偏差較大的問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-試驗缸體，2-杠桿，3-電動施力機構，4-拉力計，5-透明防風球，6-第一拉桿，7-第二拉桿，8-第一通孔，9-第二通孔，10-限位球，12-溝槽，13-橡膠緩沖墊。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。

實施例1

如圖1所示，本發明加速壽命接觸疲勞測試裝置，包括與試驗缸體1連接的杠桿2，在杠桿2自由端正下方還設置有電動施力機構3，在電動施力機構3與杠桿2之間還設置有拉力計4，還包括透明防風球5、第一拉桿6和第二拉桿7，所述透明防風球5上開有第一通孔8和第二通孔9，所述第一拉桿6的一端與杠桿2固定、另一端穿過第一通孔8通過限位球10與拉力計4頂部固定，所述第二拉桿7的一端通過限位球10與拉力計4底部固定、另一端與電動施力機構3固定；所述第一拉桿6和第二拉桿7的中心線重合，所述第一通孔8的直徑大于第一拉桿6的直徑且小于限位球10的直徑，所述第二通孔9的直徑大于第二拉桿7的直徑且小于限位球10的直徑。通過以上結構解決了現有的滾動式接觸疲勞機采用砝碼加載時受外界力影響會產生跳動，導致疲勞壽命測試偏差較大的問題。

實施例2

如圖1所示，本發明加速壽命接觸疲勞測試裝置，在實施例1的基礎上，所述電動施力機構3為電動絞盤，第二拉桿7與電動絞盤中的絞繩固定。通過觀察拉力計4的讀數，人工操作控制電動絞盤拉緊或放松絞繩，即可控制其對杠桿2施加的力。

實施例3

如圖1所示，本發明加速壽命接觸疲勞測試裝置，在實施例1的基礎上，所述電動施力機構3為電動液壓桿，第二拉桿7與電動液壓桿中的活塞桿固定。通過觀察拉力計4的讀數，人工操作控制電動液壓桿改變活塞的位置，即可控制其對杠桿2施加的力。

實施例4

如圖1所示，本發明加速壽命接觸疲勞測試裝置，在實施例1的基礎上，所述試驗缸體1的底部還開有若干個溝槽12，所述溝槽12與溝槽12之間設置有橡膠緩沖墊13。將溝槽12的寬度設計為3～5cm，深度為3～5cm，可適用于大部分地表面，避免了現有技術在進行測試時，對地表面要求過高的問題。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。