[发明专利]一种冲击载荷的施加装置与载荷的施加方法

说明书

一种冲击载荷的施加装置与载荷的施加方法。电机和飞轮之间由传动带传动连接，飞轮处设有转速传感器，离合器分别与飞轮和丝杠相连接，丝杠与螺母螺纹连接，螺母与力传感器和加载头依次相连接，控制模块分别与转速传感器、离合器、复位机构和力传感器相连接。电机通过传动带带动飞轮转动；飞轮处设有转速传感器，当转速传感器检测到飞轮具有足够转速时，将信号传输至控制模块，控制离合器接合；动力传递到丝杠，带动螺母做轴向运动，从而带动加载头对工件施加冲击载荷；力传感器检测冲击载荷的大小、持续时间，并将信号反馈至控制模块，到达预设时间后控制离合器脱离，载荷施加结束；控制模块控制复位机构使加载头回到初始位置，等待下次载荷施加。

技术领域

本发明涉及一种冲击载荷的施加装置与载荷的施加方法，属于冲击载荷试验技术领域。

背景技术

冲击载荷是机械设备或其它产品在使用和运输过程经常遇到的恶劣工况。冲击载荷广泛存在于大型装备系统的使用和运输环境中，比如飞机起飞和降落过程中产生的冲击；舰船在遭受风浪的冲击；航天器等在发射、分离以及返回大气层时产生的冲击；大型装备运输过程中遇到的道路颠簸；武器系统的发射过程产生的载荷等。这些冲击会使设备受到的实际载荷远大于名义载荷，会产生强迫振动和共振响应，从而使产品性能与结构强度受到不同程度的损害甚至失效。

由于作用时间短，冲击载荷瞬时对机械系统和零部件产生很大的作用力，会对其作用对象产生接触变形和整体变形，影响系统的可靠性，使其丧失正常工作能力。尤其是机械系统的点、线等高副接触的机械部件如滚动轴承、齿轮、凸轮等，由于其零部件之间接触区域小，冲击载荷会产生相当大的瞬时接触应力，有可能会引起局部塑性变形或微裂纹，破坏零件接触表面，使零件提早破坏。因此对存在冲击载荷工况的机械系统或机械零部件，如果能够了解并提升其抗冲击性能，对提升系统产品的可靠性将具有非常重大的意义。并且随着技术的发展，工业领域对滚动轴承、齿轮机械零部件等的性能要求也日益增强，对机械零部件的性能要求日益全面，其中高端装备领域如航空航天、舰船、武器装备和轨道交通等，对机械零部件性能的要求更加苛刻，零部件的抗冲击性能是这些应用领域的基本要求。

机械零部件的抗冲击性能的评价主要通过试验方法进行，试验过程中对试验对象施加冲击载荷是否准确是试验过程优劣的重要指标。现有的施加冲击载荷的装置存在一定的缺陷，例如：冲击载荷的大小不可控，调节方式不够简便，不能够可控的持续施加冲击载荷。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种冲击载荷的施加装置与载荷的施加方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种冲击载荷的施加装置，包括：电机、传动带、飞轮、转速传感器、离合器、复位机构、丝杠、螺母、力传感器、加载头和控制模块，所述电机和飞轮之间由传动带传动连接，飞轮处设有转速传感器，离合器分别与飞轮和丝杠相连接，丝杠与螺母螺纹连接，螺母与力传感器和加载头依次相连接，控制模块分别与转速传感器、离合器、复位机构和力传感器相连接。

本发明，一种冲击载荷的施加装置的载荷施加方法，按照下述步骤进行：

步骤一：电机通过传动带带动飞轮转动；

步骤二：飞轮处设有转速传感器，当转速传感器检测到飞轮具有足够大的转速时，将信号传输至控制模块，控制模块控制离合器接合；

步骤三：离合器接合后，将动力由飞轮经由离合器传递到丝杠，丝杠带动螺母做轴向运动，从而带动加载头对工件施加冲击载荷；

步骤四：设置于螺母和加载头之间的力传感器检测冲击载荷的大小和持续时间，并将信号反馈至控制模块，当到达预设时间后，控制模块控制离合器脱离，载荷施加结束；

步骤五：离合器脱离后，控制模块控制复位机构使加载头回到初始位置，等待下次施加。

本发明的有益效果为：