甘蔗剝葉機剝葉元件的疲勞試驗機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種疲勞試驗機，尤其涉及一種甘蔗剝葉機剝葉元件的疲勞試驗機。
【背景技術】
[0002]疲勞是材料、零件和構件在循環加載下，在某點或某些點產生局部的永久性損傷，并在一定循環次數后形成裂紋，乃至使裂紋進一步擴展直到完全斷裂的現象。疲勞是材料損毀或失效的主要因素之一，因此利用疲勞試驗機對機械產品或材料進行疲勞試驗，得出機械產品或材料的疲勞特性，對機械零部件的設計，提高機械產品質量，具有十分重要的意義。
[0003]甘鹿剝葉是甘鹿收獲中的重要一步，而甘鹿剝葉機中剝葉元件的壽命又是影響剝葉機各項性能指標的關鍵因素，它與剝葉元件的結構形式、裝夾運動方式和元件的材質等密切相關。根據調查，剝葉元件的耐用度是影響甘蔗剝葉機推廣應用的瓶頸，為此開展對甘蔗剝葉機剝葉元件及剝葉裝置的結構優化機理及性能壽命的研究，甘蔗剝葉機推廣應用的瓶頸提供了理論和實際的依據，對甘蔗收獲機整體性能優化及促進蔗糖業的發展具有重要指導意義。由于剝葉元件的現狀、材料、大小等都已經是確定的，目前市場上的疲勞試驗機無法能夠針對剝葉元件進行疲勞試驗，并且市場上的疲勞試驗機比較原始，機械電子部分所占的比重比較小，只能采用手動控制，操作復雜，測量精度低。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于針對現有技術中的上述缺陷，提供一種疲勞試驗機，該試驗機可對甘蔗剝葉機剝葉元件的進行疲勞試驗，并且數控化程度高，測量數據精確，效率尚O
[0005]為實現上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術方案:一種甘蔗剝葉機剝葉元件的疲勞試驗機，其包括:驅動組件、位于驅動組件其中一側的加載組件、位于驅動組件另一側的測量組件、以及與驅動組件相互配接的計數組件，其中，驅動組件包括:第一底座、固定安裝在該第一底座上的電機、以及通過聯軸器與電機相互連接的主軸，在該主軸上配接有若干根剝葉元件的試樣;加載組件包括:第二底座、固定安裝在第二底座上的第一進給臺、以及固定安裝在第一進給臺上的若干主受力裝置，第一進給臺可控制主受力裝置進行橫向移動和縱向移動，該若干主受力裝置可一對一地與試樣發生正向交錯;測量組件包括:第三底座、固定安裝在第三底座上的第二進給臺、以及固定安裝在第二進給臺上的測力儀，第二進給臺可控制測力儀進行橫向移動和縱向移動，測力儀可與任意一根試樣發生觸碰，測量試樣的工作長度和打擊力;計數組件包括:光電編碼器、若干遮光棒、以及若干對射式光電開關，光電編碼器通過聯軸器與主軸相互連接，用于檢測主軸的轉動圈數;遮光棒配接在主軸上，兩根遮光棒與一根試樣為一組，處于同一橫截面，并且三者相互之間的夾角為120° ； 一個對射式光電開關對應一組遮光棒和試樣。
[0006]此外，本實用新型還提供如下附屬技術方案:
[0007]所述驅動組件還包括兩個用于支撐所述主軸的主軸支撐架，該兩個主軸支撐架分別通過軸承連接在所述主軸的兩端。
[0008]所述驅動組件還包括若干夾持裝置，所述試樣分別通過夾持裝置與所述主軸連接。
[0009]所述夾持裝置由連接架、橡膠墊片以及壓板構成，連接架呈非對稱結構，具有底板和垂直在該底板上的豎板，底板與所述主軸相互連接，豎板與所述試樣、橡膠墊片和壓板相互連接。
[0010]所述主軸設置三個裝夾面，徑向間隔角度為120°，軸向間隔為110mm，所述夾持裝置安裝在裝夾面上。
[0011]所述第一進給臺由四臺絲桿導軌組成，其中三臺絲桿導軌提供橫向進給，另一臺絲杠導軌控制上述三臺橫向絲桿導軌的縱向進給。
[0012]所述主受力裝置包括支架、芯軸、滾動軸承以及滾輪，支架與所述第一進給臺相互固定連接，芯軸安裝在支架上，滾輪通過滾動軸承可旋轉地套設在芯軸上。
[0013]所述第二進給臺包括一臺縱向絲杠導軌和一臺橫向絲桿導軌，該兩臺絲杠導軌相互配接，組成十字滑臺。
[0014]相比于現有技術，本實用新型揭示的甘蔗剝葉機剝葉元件的疲勞試驗機包括:驅動組件、加載組件、測量組件以及計數組件，其中，驅動組件用于提供驅動力，驅動剝葉元件試樣旋轉，加載組件為試驗提供不同的交錯深度，測量組件用于檢測剝葉元件試樣的工作長度和打擊力，計數組件用于記錄試樣的壽命(循環次數)，還能判斷試樣疲勞斷裂，并在斷裂時刻停止計數;本實用新型的優勢在于:
[0015]1、驅動組件轉速可控，加載組件交錯深度可控，實現數字化，自動化；
[0016]2、具有測力功能，具有計數功能，測量數據更精確、全面和可靠。
【附圖說明】
[0017 ]圖1是甘蔗剝葉機剝葉元件的結構示意圖。
[0018]圖2是疲勞試驗機的俯面示意圖。
[0019]圖3是疲勞試驗機的正面示意圖。
[0020]圖4是驅動組件和計數組件的部分結構示意圖。
[0021 ]圖5是驅動組件的夾持裝置的連接架的正視圖。
[0022]圖6是驅動組件的夾持裝置的連接架的俯視圖。
[0023]圖7是驅動組件的主軸的結構示意圖。
[0024]圖8是沿圖7中a-a線的剖視圖。
[0025]圖9是沿圖7中b-b線的剖視圖。
[0026]圖10是沿圖7中c-c線的剖視圖。
[0027]圖11是加載組件的主受力裝置的結構示意圖。
[0028]圖12是沿圖11中d-d線的剖視圖。
[0029]圖13是圖11中主受力裝置的支架的正視圖。
[0030]圖14是圖11中主受力裝置的支架的俯視圖。
[0031]圖15是試樣未斷裂時，計數組件工作示意圖。
[0032]圖16是試樣斷裂時，計數組件的工作示意圖。
【具體實施方式】
[0033]以下結合較佳實施例及其附圖對本實用新型技術方案作進一步非限制性的詳細說明。
[0034]本實用新型揭示一種疲勞試驗機，該試驗機主要用于檢測甘蔗剝葉機剝葉元件，通過試驗得到不同轉速和不同交錯深度下的剝葉元件試樣的打擊力和疲勞壽命數據，通過實驗數據，獲取影響試樣的材料疲勞性能的因素(疲勞壽命、交錯深度、轉速和受到的打擊力等)間的關系，為試樣的疲勞特性提供數據依據。
[0035]參照圖1，甘蔗剝葉機的剝葉元件整體由橡膠制成，前端呈板狀，末端有多條橡膠條并排。將板狀剝葉元件沿根部裁剪，將得到條狀橡膠條，利用疲勞試驗機進行試驗，可得到單個條狀橡膠條的疲勞特性，再經過相關分析和計算可以得到整個板狀剝葉元件的疲勞特性，因此，單個條狀橡膠條可作為剝葉元件的代表。本實施例中，將單個條狀橡膠條作為剝葉元件的試樣，并將其長、寬、高分別定為130mm、4mm、4mm。
[0036]參照圖2和圖3，本實用新型的疲勞試驗機包括提供驅動力的驅動組件100、用于在不同條件的試驗中為試驗提供不同的交錯深度的加載組件200、用于檢測試樣工作長度以及打擊力的測量組件300、以及用于記錄試樣的壽命(循環次數)，并能判斷試樣疲勞斷裂，在斷裂時刻自動停止計數的計數組件400。
[0037]具體地，參照圖4，驅動組件100包括電機1、第一底座2、聯軸器3、主軸4、以及兩個主軸支撐架5，電機I所要求的最低轉速為250轉每分鐘，最高轉速為4000轉每分鐘，電機I通過螺栓和螺母的螺紋連接，固定安裝在第一底座2上;聯軸器3連接在電機I和主軸4之間，考慮到本試驗機的轉速較大，轉矩較小，因此本實用新型選用的聯軸器3是非金屬彈性元件的撓性聯軸器，連接方式是梅花式夾緊方式;主軸4上安裝有若干剝葉元件試樣500;兩個主軸支撐架5均通過帶座軸承與主軸4相互連接，并且分別支撐在主軸4的兩端。
[0038]試樣500通過夾持裝置40安裝在上述主軸4上，通過夾持裝置40夾持，試樣500可模擬剝葉元件實際工作情況，本實施例的夾持裝置40采用不對稱設計，主要是為了讓裝夾后的試樣500中心正對主軸4的中心，使后面的設計和計算更簡單。夾持裝置40由連接架、橡膠墊片、以及壓板構成，從圖5和6可看出，連接架呈非對稱結構，具有相互垂直的底板40a和豎板40b，底板40a上設置一對通孔，兩孔中心距為24mm，豎板40b上也設置一對通孔，兩孔中心距為15mm。橡膠墊片和壓板均安裝在連接架的豎板40b上。
[0039]尺寸方面，連接架的尺寸:總長為40mm，總寬為30mm，總高為34mm;橡膠墊片的尺寸:長*寬*高= 30mm*30mm*lmm，兩個Φ 6通孔，并且與連接架的豎板40b上的孔對應;壓板的的尺寸:長*寬*高= 30mm*30mm*2mm，兩個Φ 6通孔，同樣與連接架的豎板40b上的孔對應。
[0040]安裝時，利用兩顆M6螺栓把試樣500、橡膠墊片和壓板依次安裝在連接架的豎板40b上，再利用兩顆M6螺栓穿過底板4b，將連接架的安裝在主軸4上，從而便把試樣500裝夾在主軸4上。這種裝夾方式模擬了剝葉元件在實際工作中的運動情況，使夾持裝置40受力合理，并且最大限度地降低試驗機運轉的震動。
[0041 ]為便于安裝上述夾持裝置40，可在主軸4上設計裝夾面70，為保證試驗條件一致性，并減少數據的誤差，同時在相同的時間內獲得比較豐富的實驗數據。參照圖7至圖10，本試驗機在主軸4上設計三個裝夾面70，徑向間隔角度為120°，軸向間隔為110mm。主軸4直徑分為三個階梯，第一階梯為Φ 30mm，第二階梯為Φ 34mm，第三階梯為Φ 50mm, Φ 50mm主軸的軸向間隔為110mm。
[0042 ] 從圖2和圖3中可看出，加載組件200位于驅動組件100的其中一側，加載組件200包括第二底座10、固定安裝在第二底座10上方的第一進給臺11、以及安裝在第一進給臺11上的多個主受力裝置12。本實施例中，第一進給臺11由四臺KR605滾珠電動絲桿導軌組成，其中三臺絲桿導軌分別提供橫向進給，一臺絲杠導軌控制上述三臺橫向絲桿導軌的縱向進給。
[0043]參照圖11和圖12，主受力裝置12包括支架50、芯軸51、滾動軸承52、滾輪53、以及螺母54。再參照圖13和圖14，支架50具有一塊底座50a以及兩塊垂直設置在底座50a兩端的支撐板50b，支架50整體由45號鋼制成，板厚2mm，總長70mm，總寬30mm，總高40mm，其底座50a上設有四個Φ 5的孔，用于連接固定，其兩塊支撐板50b的間距為30mm，該兩塊支撐板50b的上端均設置有一個弧形凹槽50c。
[0044]安裝時，滾輪53與內徑