專利名稱：無級調速交變加載裝置及疲勞機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械測試設備機電式無級調速交速加載裝置及采用該裝置的疲勞度驗機，具體地說是提供一種測試金屬材料疲勞強度，特別是能在腐蝕介質中應用的測試設備疲勞試驗機。
疲勞試驗機是測試金屬(或非金屬)疲勞強度的一種測試設備，主要有電磁式、液壓伺服式和機械式幾種類型。其中電磁式疲勞機由于頻率高，不適合做腐蝕疲勞試驗。液壓伺服式疲勞機是一種較先進的測試裝置，可以模擬各種試驗條件，試驗精度高。但在低頻下工作時，功率消耗大、成本高，需與其它低頻疲勞試驗機配合起使用，才更加合理。機械式的疲勞試驗設備，常采用旋轉彎曲配重加載或凸輪式配重軸向加載，這些軸向的循環加載波形是突變形式，即所施加載的載荷是一次到位。這種機械式疲勞試驗機，雖然具有機械傳動結構簡單、造價低等優點，但設備體積較大，電機載荷變化快，其有效功率低。
本發明的目的是克服上述機械式疲勞試驗機的不足，提供一種機電式無級調速交變加載裝置并利用這種裝置制作疲勞試驗機。
為實現上述目的，本發明對目前應用的機械式疲勞進行了較大的改進，設計出一種機電式無級調速交變加載裝置，并且利用這種加載裝置制造出疲勞試驗機。本發明的無級調速交變加載裝置包括動力裝置和調心配重裝置兩部分。其中動力裝置由電機和無級變速器組成，電機通過無級調速器將動力輸出，其特征在于無級調速器的輸出端又加裝一個擺線針輪變速器，這樣可以避免無級調速器在低轉速時溫升過高，不能在低轉速長期運行的缺點。調心配重裝置是無級調速交變加載裝置的重要組成部分，其特征在于它是采用彈簧調心加載裝置，具體地說它由調節滑塊，調節滑座，調解絲杠、配重彈簧、配重管套、調解手輪、連動桿，調解螺柱及鎖母組成。調節滑座為一帶有一槽道的園盤，它同軸安裝固定在動力裝置的無級調速輸出軸上，調節滑塊置于調節滑座的槽道中，通過調解絲杠調整滑塊在槽道中的位置，調節滑塊上安裝有連動桿。當滑塊旋轉軸線與滑座轉動重合時，雖然滑座轉動時將帶動滑塊轉動，但滑塊沿旋轉軸并沒有相對位移，與滑塊連動的連動桿將處于相對靜止狀態。如果調整調解絲杠，使滑塊與滑座有一定心距時，滑座轉動使滑塊沿一定園周轉動，其結果滑塊將帶動連動桿上、下移動，即沿豎直方向往復運動。配重管套內安裝有配重彈簧，連動桿另一端穿入配重彈簧內其頂端帶有一平臺置于配重彈簧上。配重管套上端通過螺紋聯接有調解螺柱，當調解螺柱擰入配重管套上到一定位置后利用鎖母將其固定在配重管套上。在配重管套上帶有一調解手輪，通過旋轉調解手輪使調解螺柱、配重彈簧和連動桿頂端平臺處于一定適當的位置。上述結構的調心配重裝置的工作過程是，當滑塊帶動連動桿沿往復運動中心向下移動時，連動桿頂端平臺將壓縮配重彈簧，并通過配重管套將作用力傳遞到調解螺柱上，帶動調解螺柱向下運動。而當連動桿沿往復運動中心向上移動半周時，連動桿的頂端平臺在配重管套內向上移動，但接觸不到調解螺柱，所以并不對螺柱施加作用力，即連動桿在豎直往復運動中只有在壓縮配重彈簧的半周，配重管套才將電機的動力通過配重彈簧，配重管套傳遞到調解螺柱上完成無級調速交變加載過程。本發明的疲勞試驗機采用上述加載裝置制成，它包括試驗機主體、動力裝置、調心配重裝置和控制系統四個主要部分，其中試驗機主體是測試試樣部分，由機身、杠桿、拉桿、重砣及夾頭(包括試樣)組成，上、下夾頭之間固定有試樣，并可安裝在有腐蝕介質的容器，使試驗機能測試腐蝕介質存在狀態下的疲勞強度。動力裝置和調心配重裝置組成了無級調速交變加載裝置，其結構如前所述，電機輸出動力通過調心配重裝置的調解螺柱輸出。其動力是通過拉桿、作用到杠桿的力臂，而在杠桿的另一臂通過夾頭作用到試樣上，完成對試樣的試測。控制系統是整機電控系統，由傳感器、控制儀、電源開關等組成，其結構同目前疲勞機采用的技術相似。下面通過附圖對本發明的試驗機的結構給予進一步地說明。
附
圖1為本發明的疲勞試驗機整機結構示意圖。附圖2為無級調速交變加載裝置結構圖。在圖中1、電機、2、無級變速器及擺線針輪減速器;3、調心配重裝置;4、拉桿;5、杠桿;6、傳感器;7、夾頭(包括試樣);8、控制儀;9、自動平衡傳動裝置;10、自動平衡電機;11、機身;12、機座;13、調節滑座;14、調節滑塊;15、配重彈簧;16、連動桿;17、配重管套;18、鎖母;19、調解螺柱;20、調解手輪;21、調解絲杠;22、重砣。
由附圖2所示的無級調速交變加載裝置，其電機的無級輸出軸上安裝有調節滑座13、調節滑塊14一端置于滑座13的槽道內，由調解絲杠21調整滑塊在槽道內的位置。調節滑塊另一端與連動桿16連結，連動桿16帶平臺一端穿過配重彈簧15，加在其上。配重彈簧15安裝在配重管套17內并加在配重管套17底座和連動桿16平臺之間。調解螺柱19旋入配重管套17上部在一定位置用鎖母18固定在管套17上。配重管套17外壁帶有調解手輪20，轉動手輪20可調整連動桿16的端平面與調解螺柱19的間距。由附圖1所示疲勞機的拉桿4連結調解螺柱19上與杠桿5的力臂，杠桿5的重力臂與上夾頭7相連，試樣固定在上下夾頭7之間。自動平衡傳動裝置9和自動平衡電機10位于下夾頭上，由傳感器6得到的應力變化信號通過控制儀8自動控制平衡傳動裝置9和平衡電機10動作以調整加載到試樣上的實際載荷偏差，使試樣受到一定周期交變的外力作用。當試樣裂斷時，控制儀8能自控停機，顯示和記錄試測結果。上述疲勞試驗機的主體安裝在機身11上，電機1、無級變速器及擺線針輪減速器2與調心配重裝置安裝在機座12內。該疲勞機的工作過程如前所述。此外這種疲勞試驗機也可以利用微機進行控制，實現自動測試。
由上述本發明的低頻疲勞試驗機與目前采用的同類型設備相比，其結構簡單、操作方便、測試精度高、自控性能好。同時，該設備能耗小、工作噪音低、無油污，且造價低廉。適于作為測試各種材料拉伸疲勞強度性能的通用測試設備。
權利要求
1.一種無級調速交變加載裝置是由動力裝置和調心配重裝置組成，其特征在于動力裝置無級調速器的輸出端又加裝一個擺線針輪變速器；調心配重裝置是采用彈簧調心加載裝置。
2.按照權利要求1所述的無級調速交變加載裝置，其特征在于調心配重裝置是由調節滑塊、調節滑座、調解絲杠、配重彈簧、配重管套、連動桿、調解螺柱及鎖母組成，調節滑座為一帶有一槽道的園盤，它同軸安裝固定在無級調速輸出軸上，調節滑塊置于調節滑座的槽道中，通過調解絲杠調整滑塊在槽道中的位置，調節滑塊上安裝有連動桿，配重管套內安裝有配重彈簧，連動桿另一端穿入配重彈簧內，其頂端帶有一平臺置于配重彈簧上，配重管套上端通過螺紋聯接有調解螺柱，利用鎖母將其固定在配重管套上。
3.一種疲勞試驗機它是采用按權利要求1所述無級調速交變加載裝置并由試驗機主體動力裝置，調心配重裝置和控制系統四個主要部分組成，其特征在于動力裝置無級調速器的輸出端又加裝一個擺線針輪變速器;調心配重裝置是采用彈簧調心加載裝置。
全文摘要
一種無級調速交變加載裝置是采用彈簧調心加載系統，并在無級變速器的輸出端又加裝一個擺線針輪變速器，利用這種加載裝置可制作一種低頻疲勞試驗機。該疲勞機其結構簡單、操作方便、測試精度高，自控性能好。同時，該設備能耗小、工作噪音低、無油污、造價低廉，可作為測試各種材料拉伸疲勞強度性能的通用測試設備。
文檔編號G01N3/02GK1073011SQ9111096
公開日1993年6月9日 申請日期1991年12月4日 優先權日1991年12月4日
發明者柯偉, 常殿林, 鄭宇禮, 朱自勇 申請人:中國科學院金屬腐蝕與防護研究所