全文摘要
本实用新型公开了一种轴向拉伸和旋转弯曲试验机，包括驱动机构、拉伸机构和弯曲机构，驱动机构包括驱动电机和用以连接驱动电机的机轴与实验样件的驱动主轴；拉伸机构包括第一端与实验样件相连的加载主轴、与加载主轴第二端相连以通过加载主轴拉伸实验样件的拉伸装置以及用以测量拉力大小的拉力传感器；弯曲机构位于加载主轴的中部，包括沿径向推动加载主轴的推力装置以及位于推力装置和加载主轴之间、以测量推力大小的推力传感器。轴向拉伸和旋转弯曲试验机能够对实验样件同时施加轴向力和剪切力的双重载荷，并测量实验样件在双重载荷作用下的疲劳特性，使测量结果更加准确。
主设计要求
1.一种轴向拉伸和旋转弯曲试验机，其特征在于，包括：驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机(1)和用以连接所述驱动电机(1)的机轴与实验样件(3)的驱动主轴(2)；拉伸机构，所述拉伸机构包括第一端与所述实验样件(3)相连的加载主轴(4)、与所述加载主轴(4)第二端相连以通过所述加载主轴(4)拉伸所述实验样件(3)的拉伸装置以及用以测量拉力大小的拉力传感器(7)；弯曲机构，所述弯曲机构位于所述加载主轴(4)的中部，包括沿径向推动所述加载主轴(4)的推力装置以及位于所述推力装置和所述加载主轴(4)之间、以测量推力大小的推力传感器(13)。
设计方案
1.一种轴向拉伸和旋转弯曲试验机，其特征在于，包括：
驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机(1)和用以连接所述驱动电机(1)的机轴与实验样件(3)的驱动主轴(2)；
拉伸机构，所述拉伸机构包括第一端与所述实验样件(3)相连的加载主轴(4)、与所述加载主轴(4)第二端相连以通过所述加载主轴(4)拉伸所述实验样件(3)的拉伸装置以及用以测量拉力大小的拉力传感器(7)；
弯曲机构，所述弯曲机构位于所述加载主轴(4)的中部，包括沿径向推动所述加载主轴(4)的推力装置以及位于所述推力装置和所述加载主轴(4)之间、以测量推力大小的推力传感器(13)。
2.根据权利要求1所述的轴向拉伸和旋转弯曲试验机，其特征在于，所述拉伸装置包括垂直所述加载主轴(4)的偏心轴(9)和带动所述偏心轴(9)转动、以向所述实验样件(3)施加拉力的加载电机(10)，所述拉力传感器(7)的一端与所述加载主轴(4)的第二端相连，另一端与所述偏心轴(9)通过传动机构(8)相连。
3.根据权利要求2所述的轴向拉伸和旋转弯曲试验机，其特征在于，所述加载主轴(4)的第二端与所述拉力传感器(7)间设有推力组合轴承(6)。
4.根据权利要求3所述的轴向拉伸和旋转弯曲试验机，其特征在于，所述加载电机(10)为变频电机。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的轴向拉伸和旋转弯曲试验机，其特征在于，所述弯曲机构包括垂直所述加载主轴(4)的固定座，所述固定座具有位于所述加载主轴(4)一侧的加载支架，所述加载支架具有垂直所述加载主轴(4)的螺纹孔，所述推力装置为与所述螺纹孔螺纹配合的丝杠(14)，所述加载主轴(4)外周设有轴承座(12)，所述推力传感器(13)位于所述轴承座(12)和所述丝杠(14)的端部之间。
6.根据权利要求5所述的轴向拉伸和旋转弯曲试验机，其特征在于，所述丝杠(14)远离所述轴承座(12)的一端设有旋转手轮(15)。
7.根据权利要求6所述的轴向拉伸和旋转弯曲试验机，其特征在于，所述固定座下部还设有垂直所述加载主轴(4)的导轨(11)，所述轴承座(12)的下部设有用以与所述导轨(11)配合的滑槽。
8.根据权利要求7所述的轴向拉伸和旋转弯曲试验机，其特征在于，还包括试验台箱体，所述固定座固定于所述试验台箱体的上端面，所述试验台箱体的上端面还设有用以支撑所述驱动机构的支撑座。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及实验设备技术领域，特别涉及一种轴向拉伸和旋转弯曲试验机。
背景技术
在机械行业中，许多零部件在运转的过程中同时承受轴向力和剪切力的双重载荷。
现有技术在测试零部件疲劳特性的实验过程中，通常分别测试零部件在轴向力和剪切力作用下的疲劳特性，即旋转弯曲实验和轴向疲劳实验各自独立完成，这样导致检测的结果数据与零部件在实际工况下的使用寿命间具有较大的差别，使得实验无法准确测试零部件的使用寿命。
因此，如何提高零部件疲劳特性测试的准确性是本领域技术人员急需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种轴向拉伸和旋转弯曲试验机，其能够测试实验样件在轴向力和剪切力的双重载荷下的使用寿命，提高了疲劳特性测试的准确性。
为实现上述目的，本实用新型提供一种轴向拉伸和旋转弯曲试验机，包括：
驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机和用以连接所述驱动电机的机轴与实验样件的驱动主轴；
拉伸机构，所述拉伸机构包括第一端与所述实验样件相连的加载主轴、与所述加载主轴第二端相连以通过所述加载主轴拉伸所述实验样件的拉伸装置以及用以测量拉力大小的拉力传感器；
弯曲机构，所述弯曲机构位于所述加载主轴的中部，包括沿径向推动所述加载主轴的推力装置以及位于所述推力装置和所述加载主轴之间、以测量推力大小的推力传感器。
优选地，所述拉伸装置包括垂直所述加载主轴的偏心轴和带动所述偏心轴转动、以向所述实验样件施加拉力的加载电机，所述拉力传感器的一端与所述加载主轴的第二端相连，另一端与所述偏心轴通过传动机构相连。
优选地，所述加载主轴的第二端与所述拉力传感器间设有推力组合轴承。
优选地，所述加载电机为变频电机。
优选地，所述弯曲机构包括垂直所述加载主轴的固定座，所述固定座具有位于所述加载主轴一侧的加载支架，所述加载支架具有垂直所述加载主轴的螺纹孔，所述推力装置为与所述螺纹孔螺纹配合的丝杠，所述加载主轴外周设有轴承座，所述推力传感器位于所述轴承座和所述丝杠的端部之间。
优选地，所述丝杠远离所述轴承座的一端设有旋转手轮。
优选地，所述固定座下部还设有垂直所述加载主轴的导轨，所述轴承座的下部设有用以与所述导轨配合的滑槽。
优选地，还包括试验台箱体，所述固定座固定于所述试验台箱体的上端面，所述试验台箱体的上端面还设有用以支撑所述驱动机构的支撑座。
本实用新型所提供的轴向拉伸和旋转弯曲试验机，包括驱动机构、拉伸机构和弯曲机构，驱动机构包括驱动主轴和驱动电机，驱动主轴的一端与实验样件的一侧相连，另一端与驱动电机的机轴相连，实验样件在驱动电机的带动下进行转动。拉伸机构包括加载主轴，加载主轴的第一端与实验样件的另一侧相连，第二端连有拉伸装置和拉力传感器，拉伸装置能够通过加载主轴对实验样件进行拉伸，拉力传感器能够测试实验样件所承受的拉力。弯曲机构位于加载主轴的中部，其包括推力装置和推力传感器，推力装置沿径向推动加载主轴，从而使实验样件受到弯矩作用，推力传感器位于推力装置和加载主轴之间，能够测量推力大小。
轴向拉伸和旋转弯曲试验机能够对实验样件同时施加轴向力和剪切力的双重载荷，并测量实验样件在双重载荷作用下的疲劳特性，使测量结果更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型所提供的轴向拉伸和旋转弯曲试验机的结构示意图；
图2为图1中A-A截面的剖视图。
其中，图1和图2中的附图标记为：
驱动电机1、驱动主轴2、实验样件3、加载主轴4、调心轴承5、推力组合轴承6、拉力传感器7、传动机构8、偏心轴9、加载电机10、导轨11、轴承座12、推力传感器13、丝杠14、手轮15。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本实用新型所提供的轴向拉伸和旋转弯曲试验机的结构示意图；图2为图1中A-A截面的剖视图。
本实用新型所提供的轴向拉伸和旋转弯曲试验机，如图1所示，包括驱动机构、拉伸机构以及弯曲机构。驱动机构能够带动实验样件3转动，拉伸机构对实验样件3施加轴向的作用力，弯曲机构对实验样件3施加弯矩的作用，轴向拉伸和旋转弯曲试验机能够准确测量实验样件3在拉伸和弯矩共同作用下的疲劳特性。
具体的，驱动机构包括驱动电机1和驱动主轴2，二者与实验样件3均同轴且沿水平方向设置，驱动主轴2一端与驱动电机1的机轴相连，另一端与实验样件3的一侧相连。驱动电机1转动，能够通过驱动主轴2带动实验样件3一同转动，从而测试实验样件3在转动过程中的疲劳特性，使测试结果更加准确。
另外，轴向拉伸和旋转弯曲试验机还包括试验台箱体，驱动机构、拉伸机构以及弯曲机构均设置于试验台箱体的上端面，试验台箱体的上端面还设有支撑座，支撑座用于支撑驱动电机1和驱动主轴2，避免驱动主轴2因重力的作用对实验样件3施加弯矩作用。支撑座包括两块沿驱动主轴2的轴向分布的支撑板，两支撑板均设有沿厚度方向贯穿的过孔，驱动主轴2与过孔间通过轴承连接，同时驱动电机1的端面与远离实验样件3的支撑板通过螺栓连接。为避免两支撑板在使用的过程中产生振动，二者的顶端通过连接板固定连接。
拉伸机构包括加载主轴4和拉伸装置，加载主轴4的第一端与实验样件3相连，第二端与拉伸装置相连，拉伸装置可具体通过液缸、杠杆等结构对实验样件3进行拉伸。拉伸装置和加载主轴4间还设有拉力传感器7，通过拉力传感器7可测量作用于实验样件3上的拉力大小。
弯曲机构位于加载主轴4的中部，并通过推力装置沿径向推动加载主轴4，使其产生弯曲，进而向实验样件3施加弯矩的作用。推力装置可具体为液缸、丝杠14等结构，推力装置和加载主轴4之间还设有用于测量推力大小的推力传感器13。
本实施例中，轴向拉伸和旋转弯曲试验机分别通过拉伸机构和弯曲机构向实验样件3施加拉伸和弯矩的作用，同时通过驱动机构带动实验样件3转动，测试实验样件3在转动的同时受到双重载荷下的疲劳特性，使实验状况更加接近实验样件3的实际工作状况，进而提高疲劳特性测试的准确性。
可选的，拉伸装置包括加载电机10、传动机构8以及偏心轴9，加载电机10固定于试验台箱体中，偏心轴9与加载电机10的机轴相连，二者沿竖直方向设置，换句话说，偏心轴9和加载电机10的轴线垂直加载主轴4的轴线。偏心轴9与加载主轴4通过传动机构8相连，传动机构8包括第一连杆和第二连杆，二者通过沿竖直方向设置的铰接轴进行铰接，第一连杆的端部套设于偏心轴9的外周，第二连杆的端部与加载主轴4通过轴承连接。加载电机10转动带动偏心轴9转动，偏心轴9转动的过程中会对第一连杆施加水平方向的往复力，该往复力通过第二连杆和加载主轴4传递至实验样件3，从而使实验样件3受到拉伸力的作用。
可选的，拉力传感器7位于第二连杆和加载主轴4之间，其第一端与第二连杆相连，第二端与加载主轴4的端部相连，从而起到测试二者之间拉力的作用。另外，加载主轴4的第二端与拉力传感器7间设有推力组合轴承6，推力组合轴承6能够承受较大的轴向力作用，避免连接第二连杆和加载主轴4间的轴承在轴向力的作用下发生损坏。
另外，加载电机10为变频电机，通过变频电机可以调整实验样件3所受到的轴向力的频率，进而测试实验样件3在各种工况下的疲劳特性，提高了轴向拉伸和旋转弯曲试验机的可测范围。
本实施例中，拉伸装置通过加载电机10和偏心轴9向实验样件3施加往复作用的轴向力，模拟实验样件3的实际工况，使实验结果更加准确。另外，加载电机10采用了变频电机，扩大了疲劳特性测试的载荷频率范围。
可选的，弯曲机构包括固定座和丝杠14，固定座包括位于加载主轴4一侧、且平行加载主轴4轴向的加载支架，加载支架的下端与试验台箱体的上端面固定连接。如图2所示，加载支架沿竖直方向设置，其中部具有垂直加载主轴4的螺纹孔，丝杠14与螺纹孔通过螺纹配合，加载主轴4外周设有轴承座12，轴承座12与加载主轴4间设有调心轴承5。丝杠14的端部与轴承座12相抵，通过转动丝杠14可向轴承座12施加径向的推力，进而使加载主轴4产生弯曲，实现向实验样件3施加弯矩作用的目的。推力传感器13位于轴承座12和丝杠14的端部之间，用于测量推力的大小，显然本实施例中的推力装置为丝杠14。
另外，为便于实验人员转动丝杠14，丝杠14远离轴承座12的一端设有旋转手轮15。丝杠14的外周还设有定位锁母，当丝杠14与加载主轴4间的推力达到预设值时，旋转定位锁母可对丝杠14进行定位，避免丝杠14发生轴向移动使推力的数值改变。
可选的，固定座还包括固定于试验台箱体的上端面、且垂直加载主轴4垂直的导轨11，轴承座12的下部设有用以与导轨11配合的滑槽。丝杠14沿水平方向推动轴承座12，导轨11和滑槽能够限制加载主轴4的移动方向，避免加载主轴4产生偏斜，造成推力测量结果不准确。
本实施例中，弯曲机构通过丝杠14与加载支架配合，沿水平方向推动加载主轴4，加载主轴4沿导轨11产生水平方向的位移，从而实现向实验样件3施加弯矩的目的。在加载弯矩的过程中，加载主轴4的移动范围得到了有效地限制，避免其产生偏斜，保证了测量结果的准确性。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本实用新型所提供的轴向拉伸和旋转弯曲试验机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920042254.8
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:82(吉林)
授权编号:CN209495927U
授权时间:20191015
主分类号:G01N 3/08
专利分类号:G01N3/08;G01N3/24
范畴分类:31E;
申请人:吉林大华机械制造有限公司
第一申请人:吉林大华机械制造有限公司
申请人地址:130000 吉林省长春市高新开发区超然街2555号
发明人:张贵辉;王洪彬;刘显彬;张晓梅
第一发明人:张贵辉
当前权利人:吉林大华机械制造有限公司
代理人:罗满
代理机构:11227
代理机构编号:北京集佳知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计