[实用新型]一种微型无回隙透射式疲劳试验机

说明书

技术领域

本实用新型属于材料力学性能测试领域，具体的说，是涉及一种疲劳试验机。

背景技术

目前，在材料力学性能测试过程中，不仅对试样进行宏观观测，越来越多的借助于电子显微镜、原子力显微镜、X射线、中子衍射和扫描电镜等微观结构观测仪器，对材料发生的微观变形、损伤直至失效破坏的过程进行全程动态监测。由于上述仪器的腔体尺寸狭小，多处于真空环境，并且对试验机重量又有严格要求，而单轴拉压疲劳试验机多采用液压系统或者齿轮传动实现，具有发热多、体积大、结构冗余、回隙明显等缺点，难以和上述仪器兼容，无法满足微电子材料、高分子材料等各种新型材料的力学性能测试要求。

因此，设计一种体积小巧、测试精度高、重量轻、无回隙，可循环加载的能够利用多种微观结构观测仪器在线监测的力学性能测试平台已十分必要。

实用新型内容

本实用新型要解决的是单轴拉压疲劳试验机使用过程中回隙明显和难以实现微观结构观测等技术问题，而提供一种微型无回隙透射式疲劳试验机，体积小巧、结构紧凑、无回隙、检测精度高，可安装于电子显微镜、原子力显微镜、X射线、中子衍射和扫描电镜等多种微观结构观测仪器上，从而实现对材料力学性能研究的深入分析。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下的技术方案予以实现：

一种微型无回隙透射式疲劳试验机，包括机体、对称加载单元、夹持单元、信号检测单元以及限位保护装置；

所述机体包括底板、前挡板、后挡板和支撑板；所述前挡板和所述后挡板分别设置于所述底板上方的前端和后端，所述支撑板设置在所述前挡板和所述后挡板之间；

所述对称加载单元包括设置在所述机体内的伺服电机、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第一同步带、第二同步带、第一丝杠、第二丝杠、左横梁、右横梁和双螺母锁紧结构；所述伺服电机与所述第一同步轮轴连接，所述第一同步轮与所述第二同步轮之间连接所述第一同步带，所述第二同步轮与所述第三同步轮之间连接第二同步带；所述第一丝杠和所述第二丝杠均为左右旋双向滚珠丝杠，两者相互平行且同旋向螺纹同侧设置，所述第一丝杠和所述第二丝杠均穿过所述支撑板并以其两端分别通过轴承固定于所述前挡板和所述后挡板；所述第一丝杠穿过所述第三同步轮的轴孔并与其固定连接，所述第二丝杠穿过所述第二同步轮的轴孔并与其固定连接；所述左横梁和所述右横梁的两端均设置有通孔，每个通孔两侧分别固定有滚动螺母形成所述双螺母锁紧结构，所述左横梁和所述右横梁均通过两端的所述双螺母锁紧结构垂直的固定于所述第一丝杠和所述第二丝杠，相互平行的所述左横梁和所述右横梁分别安装在所述第一丝杠和所述第二丝杠的不同旋向螺纹处，从而使所述第一丝杠和所述第二丝杠的旋转运动能够转化为所述左横梁和所述右横梁对称同步的相向或背向直线运动；

所述夹持单元包括左夹具和右夹具；所述左夹具和所述右夹具别对称地固定在所述左横梁和所述右横梁的相对面上；

所述信号检测单元包括微型的位移传感器和微型的载荷传感器；微型的位移传感器包括固定在所述右横梁一端的光栅尺面和对应于所述光栅尺面固定在所述底板的读数头；所述微型的载荷传感器通过连接架安装在所述右横梁外侧并通过螺母锁紧，所述载荷传感器的传感接触端连接于所述右夹具；

所述限位保护装置包括磁性开关和磁铁；所述磁铁固定在所述左横梁外侧，所述磁性开关按照设计距离正对于所述磁铁固定在所述左横梁左边的底板上。

所述底板开设有透射窗口，该透射窗口正对于所述左夹具、所述右夹具及其夹持试样所在位置。

所述伺服电机由有刷直流微电机配置高精密零回差行星轮减速箱构成。

所述左夹具和所述右夹具所夹持的试样表面与所述第一丝杠和所述第二丝杠的轴线处于同一水平面内。

所述载荷传感器的输出轴与所述第一丝杠和所述第二丝杠的轴线平行且处于同一水平面内。

所述限位保护装置的电路板、所述位移传感器的细分盒置于机体外并通过信号线连接。

疲劳试验机的疲劳试验机的尺寸在130mm*90mm*35mm以内，重量在2kg以内。

所述左横梁两端的所述双螺母锁紧结构分别安装在所述第一丝杠和所述第二丝杠的右旋螺纹上，所述右横梁两端的所述双螺母锁紧结构分别安装在所述第一丝杠和所述第二丝杠的左旋螺纹上。

本实用新型的有益效果是：

(一)本实用新型的疲劳试验机具有无回隙的特点，可以进行循环加载，而其它同类设备由于回隙较大，通常只可以进行拉伸、压缩等单方向加载。