[发明专利]一种用于疲劳试验的拉压载荷加载装置及其方法

说明书

本发明提供一种用于疲劳试验的拉压载荷加载装置及其方法。所述用于疲劳试验的拉压载荷加载装置包括支撑框架、拉压杆、底座和安装于所述底座上的行星轮机构，所述行星轮机构的驱动轴相对于所述底座的垂向中心线偏置；位于所述行星轮机构两侧的拉压杆均通过所述支撑框架支撑，且所述拉压杆与所述行星轮机构的外圈连接。与相关技术相比，本发明提供的用于疲劳试验的拉压载荷加载装置适用于疲劳试验的模拟和验证，采用类似行星齿轮机构实现不同尺寸试验件的疲劳加载，解决了在不同空间尺寸试验件疲劳过程中操作复杂和难以保证加载精度的问题。

技术领域

本发明涉及通用试验技术领域，尤其涉及一种用于疲劳试验的拉压载荷加载装置及其方法。

背景技术

对于零部件疲劳试验，一般采用液压作动筒经行加载或采用电机带动凸轮加载。对于某些零部件，液压作动筒加载试验复杂，费用高，还需要配套液压油源和场地。对于采用电机驱动凸轮将上下运动转化为左右加载运动，其中，上下运动需要设计沿垂直方向的滑轨，而左右加载运动则需要一个能传递载荷的牵引绳和转向滑轮，这种加载方式费用高，精度不好保证，且稳定性不强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度，结构简单，不限试验件尺寸，不占太大空间的用于疲劳试验的拉压载荷加载装置及其方法。

本发明的技术方案是：一种用于疲劳试验的拉压载荷加载装置包括支撑框架、拉压杆、底座和安装于所述底座上的行星轮机构，所述行星轮机构的驱动轴相对于所述底座的垂向中心线偏置；位于所述行星轮机构两侧的拉压杆均通过所述支撑框架支撑，且所述拉压杆与所述行星轮机构的外圈连接。

上述方案中，通过设计驱动轴为偏置结构的行星轮机构，将行星轮机构的转动转化为拉压杆的外直线运动，以实现疲劳试验件的往复加载，完成复杂疲劳试验工况下的加载特性试验，极大提高了试验效率。

另，将转动转化为外直线运动的所有机构中，行星轮机构具有高精度、操作简单、使用方便且不占空间，具有很高的适用性和可靠性，因此，本发明的创新点在于使用了具有上述优势的行星轮机构实现了需要的功能，由此解决了在不同空间尺寸试验件疲劳过程中操作复杂和难以保证加载精度的问题。

优选的，所述行星轮机构包括齿圈、一个驱动齿轮、两个小齿轮和一个大齿轮，所述驱动齿轮、小齿轮和大齿轮均与所述齿圈的内齿啮合；所述驱动齿轮上设有所述驱动轴；两个所述小齿轮均与所述驱动齿轮啮合，所述大齿轮同时与两个所述小齿轮啮合，所述齿圈的外圈与所述拉压杆连接。

行星轮机构中的具体结构，通过可变传动比特性实现不同尺寸试验件的疲劳加载，使夹爪装置可根据不同的试验需求条件模拟不同的疲劳环境，由此提高试验效率并大大节约试验成本。

优选的，所述驱动齿轮为偏心齿轮，该偏心齿轮的偏心轴为所述驱动轴，所述驱动轴与垂向中心线之间具有距离L1，所述驱动齿轮的轴向中心线与垂向中心线之间具有距离L2，L1＜L2。这种结构设计决定了驱动轴偏置的位置方向，通过设定驱动轴偏置的位置方向，从而能够获得最佳的传动比，进行可靠性加载试验。

优选的，所述齿圈包括内圈、滚柱和外圈，所述内圈套装于所述外圈内，且在所述内圈和外圈之间呈圆周设置多个滚柱，多个所述滚柱能使所述内圈和外圈相对转动；所述内圈上设有与所述驱动齿轮、小齿轮和大齿轮内啮合的内齿，所述外圈的外圆面与所述拉压杆固定连接。

齿圈的结构优化，更利于对传动比的调节，更一步根据不同尺寸试验件的疲劳加载，获取更为精准的传动比。

优选的，还包括转轴和滚轮，所述滚轮通过所述转轴可旋转的安装在所述底座内，且所述滚轮与所述行星轮机构的外圆面接触。采用滚轮对行星轮机构起支撑作用。

优选的，所述滚轮相对于垂向中心线对称设置有两个。

优选的，所述支撑框架将所述拉压杆的轴向中心线支撑在与驱动轴的同一高度位置上。该位置能够将拉压杆直线移动的距离为最大。