本實(shí)用新型涉及疲勞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

疲勞破壞是當(dāng)在遠(yuǎn)低于材料強(qiáng)度極限的交變應(yīng)力作用下，材料發(fā)生破壞的現(xiàn)象。飛機(jī)、船舶、汽車、動(dòng)力機(jī)械、鐵路以及橋梁等的主要零件和構(gòu)件，大多在循環(huán)變化的載荷下工裝，疲勞是其主要的失效形式。因此，疲勞試驗(yàn)對(duì)于設(shè)計(jì)各類承受循環(huán)載荷的機(jī)械和結(jié)構(gòu)，成為重要的研究?jī)?nèi)容。

目前，疲勞試驗(yàn)裝置是使試樣或構(gòu)件承受周期或隨機(jī)變化的應(yīng)力或應(yīng)變，以測(cè)定疲勞極限和疲勞壽命等指標(biāo)的裝置。在產(chǎn)品投入使用前，在實(shí)驗(yàn)室中需要進(jìn)行充分的疲勞性能試驗(yàn)考核，測(cè)得產(chǎn)品的疲勞極限和疲勞壽命，從而保證產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中不會(huì)出現(xiàn)疲勞損傷故障。

電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)是目前較為常見的一種成熟的疲勞試驗(yàn)裝置，它采用電液伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)，可進(jìn)行試驗(yàn)力、變形、位移等參數(shù)的速率控制，試驗(yàn)操作方便、安全可靠。但是，這種試驗(yàn)機(jī)價(jià)格比較昂貴，維護(hù)費(fèi)用也比較高，同時(shí)由于設(shè)備的配置均是固定的，因此可以實(shí)現(xiàn)的最大載荷、最大位移均是固定不變的，更換起來很不方便、且成本較高。

因此，目前迫切需要開發(fā)出一種疲勞試驗(yàn)裝置，其可以在對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，靈活進(jìn)行最大位移的調(diào)節(jié)，并且造價(jià)低廉，靈活程度高、使用方便、更換部件簡(jiǎn)單易行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置，其可以在對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，靈活進(jìn)行最大位移的調(diào)節(jié)，并且造價(jià)低廉，靈活程度高、使用方便、更換部件簡(jiǎn)單易行，有利于廣泛的生產(chǎn)應(yīng)用，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。

為此，本實(shí)用新型提供了一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置，包括：

活動(dòng)執(zhí)行單元，用于根據(jù)限位控制單元的控制指令，驅(qū)動(dòng)需要進(jìn)行疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)件進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動(dòng)；

限位單元，用于對(duì)活動(dòng)執(zhí)行單元的位移進(jìn)行限制，使得所述活動(dòng)執(zhí)行單元所驅(qū)動(dòng)的試驗(yàn)件在預(yù)設(shè)的位移范圍內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并可對(duì)位移范圍進(jìn)行調(diào)整；

限位控制單元，分別與活動(dòng)執(zhí)行單元、限位單元相連接，用于向活動(dòng)執(zhí)行單元發(fā)出啟動(dòng)控制指令，使得活動(dòng)執(zhí)行單元開始驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)件在垂直方向上運(yùn)動(dòng)，并實(shí)時(shí)判斷所述限位單元所檢測(cè)獲得的試驗(yàn)件的位移是否達(dá)到預(yù)設(shè)的最大限位位置或者最小限位位置，如果達(dá)到，則向所述活動(dòng)執(zhí)行單元發(fā)出預(yù)設(shè)的控制指令，控制所述活動(dòng)執(zhí)行單元執(zhí)行預(yù)設(shè)的移動(dòng)操作，從而控制所述活動(dòng)執(zhí)行單元驅(qū)動(dòng)所述試驗(yàn)件一起進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動(dòng)；

所述預(yù)設(shè)的位移范圍為預(yù)設(shè)的最大限位位置和預(yù)設(shè)的最小限位位置之間的位移范圍。

其中，所述活動(dòng)執(zhí)行單元包括作動(dòng)筒和作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊；

所述作動(dòng)筒的底部與一個(gè)第一連接桿相連接；

所述作動(dòng)筒的頂部具有第一安裝底板，所述第一安裝底板安裝在一個(gè)外部固定框架上；

所述作動(dòng)筒的外壁上下兩端分別開有一個(gè)上進(jìn)排氣孔和一個(gè)下進(jìn)排氣孔，所述上進(jìn)排氣孔和下進(jìn)排氣孔分別通過一根中空的管道與所述作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊相連通；

所述作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊用于對(duì)所述上進(jìn)排氣孔和下進(jìn)排氣孔，交替地施加壓力和釋放壓力，驅(qū)動(dòng)所述作動(dòng)筒實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

其中，所述作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊，用于通過給作動(dòng)筒的上進(jìn)排氣孔進(jìn)氣，給下進(jìn)排氣孔排氣，從而使得作動(dòng)筒中的活塞桿向下移動(dòng)，以及通過給作動(dòng)筒的下進(jìn)排氣孔進(jìn)氣，給上進(jìn)排氣孔排氣，從而使得作動(dòng)筒中的活塞桿向上移動(dòng)。

其中，所述限位單元包括限位橫梁，所述限位橫梁包括在垂直方向上間隔且水平放置的上基板和下底板，所述上基板和下底板的左右兩端分別與一個(gè)安裝側(cè)板相固定連接；

所述上基板的中部與所述下底板的中部之間具有水平放置的限位滑塊和移動(dòng)滑塊，所述限位滑塊位于移動(dòng)滑塊的上方；

所述上基板中部、限位滑塊的中心位置貫穿設(shè)置有一個(gè)連接柱，所述連接柱的頂部與所述第一連接桿的底部相連接；

所述連接柱的底部與所述移動(dòng)滑塊頂部相連接，所述移動(dòng)滑塊的底部中心位置與一個(gè)第二連接桿相接。

其中，所述連接柱的頂部具有第一連接桿嵌入槽，所述連接桿嵌入槽中嵌入所述第一連接桿的底部；

所述移動(dòng)滑塊的頂部中心位置具有連接柱嵌入槽，所述連接柱嵌入槽中嵌入所述連接柱的底部；

所述移動(dòng)滑塊的底部中心位置具有第二連接桿嵌入槽，所述連接柱嵌入槽中嵌入所述第二連接桿的頂部，所述第二連接桿的底部與需要進(jìn)行疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)件相連接。

其中，所述上基板的中部、限位滑塊、移動(dòng)滑塊和下底板的四周間隔貫穿設(shè)置有四個(gè)導(dǎo)向桿，每個(gè)所述導(dǎo)向桿的上下兩端分別通過一個(gè)導(dǎo)向桿固定螺母相連接，所述導(dǎo)向桿與所述限位滑塊和移動(dòng)滑塊之間為間隙配合。

其中，所述上基板的中部與限位滑塊上間隔貫穿設(shè)置有限位螺栓，所述限位螺栓突出于上基板頂面的部分螺紋連接有一個(gè)上限位螺母，所述限位螺栓突出于上基板底面的部分螺紋連接有一個(gè)下限位螺母。

其中，所述限位控制單元包括一個(gè)上接近開關(guān)、一個(gè)下接近開關(guān)和信號(hào)處理模塊，所述上接近開關(guān)安裝在所述限位滑塊上，所述下接近開關(guān)安裝在所述限位橫梁的下底板上；

所述上接近開關(guān)，用于判斷移動(dòng)滑塊的上表面是否到達(dá)預(yù)設(shè)的最大限位位置，如果到達(dá)，則發(fā)出第一電壓脈沖信號(hào)給信號(hào)處理模塊；

所述下接近開關(guān)，用于判斷移動(dòng)滑塊的下表面是否到達(dá)預(yù)設(shè)的最小限位位置，如果到達(dá)，則發(fā)出第二電壓脈沖信號(hào)給信號(hào)處理模塊；

信號(hào)處理模塊，分別與所述上接近開關(guān)、下接近開關(guān)相電信號(hào)連接，用于當(dāng)接收到所述上接近開關(guān)發(fā)來的電壓脈沖信號(hào)時(shí)，向作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊發(fā)出向下運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)命令，控制作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊驅(qū)動(dòng)所述作動(dòng)筒進(jìn)行向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)接收到所述下接近開關(guān)發(fā)來的電壓脈沖信號(hào)時(shí)，向作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊發(fā)出向上運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)命令，控制作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊驅(qū)動(dòng)所述作動(dòng)筒進(jìn)行向上運(yùn)動(dòng)。

其中，所述預(yù)設(shè)的最大限位位置為限位滑塊的下表面，所述預(yù)設(shè)的最小限位位置為下底板上表面。

其中，所述限位滑塊上還安裝有一個(gè)計(jì)數(shù)用接近開關(guān)，所述計(jì)數(shù)用接近開關(guān)與一個(gè)計(jì)數(shù)器相連接，所述計(jì)數(shù)用接近開關(guān)用于判斷移動(dòng)滑塊是否到達(dá)預(yù)設(shè)的最大限位位置，每當(dāng)移動(dòng)滑塊的位置到達(dá)預(yù)設(shè)的最大限位位置時(shí)，所述計(jì)數(shù)用接近開關(guān)就向所述計(jì)數(shù)器發(fā)出電壓脈沖信號(hào)，使得所述計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。

由以上本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型提出了一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置，其可以在對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，靈活進(jìn)行最大位移的調(diào)節(jié)，并且造價(jià)低廉，靈活程度高、使用方便、更換部件簡(jiǎn)單易行，有利于廣泛的生產(chǎn)應(yīng)用，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置的控制原理方框圖；

圖2為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置的控制連接示意圖；

圖4為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置中限位橫梁的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置中限位橫梁的下底板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為沿著圖5所示A-A線的剖視圖；

圖7為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置中移動(dòng)滑塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置中移動(dòng)滑塊的俯視圖；

圖9為沿著圖8所示B-B線的剖視圖；

圖10為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置中連接柱的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置中連接柱的左視圖；

圖12為沿著圖11所示C-C線的剖視圖；

圖13為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置中限位滑塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置中限位滑塊的俯視圖；

圖15為本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置中限位滑塊的仰視圖；

圖16為沿著圖15所示D-D線的剖視圖；

圖中，1為限位橫梁，101為上基板，102為下底板，2為限位滑塊，3為移動(dòng)滑塊，4為導(dǎo)向桿，5為限位螺栓，6為連接柱，7為上限位螺母，8為導(dǎo)向桿固定螺母，9為下限位螺母，10為作動(dòng)筒,20為作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊；

111為上進(jìn)排氣孔，112為下進(jìn)排氣孔，121為第一連接桿，122為第二連接桿，13為試驗(yàn)件，14為安裝底板，15為接近開關(guān)引線孔，16為安裝側(cè)板，171為上接近開關(guān)安裝孔，172為下接近開關(guān)安裝孔，181為上接近開關(guān)，182為下接近開關(guān)，183為計(jì)數(shù)用接近開關(guān)。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參見圖1，本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置，用于以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的情況下，對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，具體包括活動(dòng)執(zhí)行單元100、限位單元200和限位控制單元300，其中：

活動(dòng)執(zhí)行單元100，用于根據(jù)限位控制單元300的控制指令，驅(qū)動(dòng)需要進(jìn)行疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)件進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使得試驗(yàn)件具有的位移載荷實(shí)現(xiàn)往復(fù)循環(huán)；

限位單元200，用于對(duì)活動(dòng)執(zhí)行單元100的位移進(jìn)行限制，使得所述活動(dòng)執(zhí)行單元100所驅(qū)動(dòng)的試驗(yàn)件在預(yù)設(shè)的位移范圍內(nèi)(具體為：預(yù)設(shè)的最大限位位置和預(yù)設(shè)的最小限位位置之間的位移范圍)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并可對(duì)位移范圍進(jìn)行調(diào)整；

限位控制單元300，分別與活動(dòng)執(zhí)行單元100、限位單元200相連接，用于向活動(dòng)執(zhí)行單元100發(fā)出啟動(dòng)控制指令，使得活動(dòng)執(zhí)行單元100開始驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)件在垂直方向上運(yùn)動(dòng)，并實(shí)時(shí)判斷所述限位單元200所檢測(cè)獲得的試驗(yàn)件的位移是否達(dá)到預(yù)設(shè)的最大限位位置或者最小限位位置，如果達(dá)到，則向所述活動(dòng)執(zhí)行單元100發(fā)出預(yù)設(shè)的控制指令，控制所述活動(dòng)執(zhí)行單元100執(zhí)行預(yù)設(shè)的移動(dòng)操作，從而控制所述活動(dòng)執(zhí)行單元100驅(qū)動(dòng)所述試驗(yàn)件一起進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終使得試驗(yàn)件具有的位移載荷實(shí)現(xiàn)往復(fù)循環(huán)。如果沒有達(dá)到預(yù)設(shè)的最大限位位置或者最小限位位置，則控制所述活動(dòng)執(zhí)行單元100保持原運(yùn)動(dòng)方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。

在本實(shí)用新型中，參見圖2、圖3，所述活動(dòng)執(zhí)行單元100包括作動(dòng)筒10和作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20。

所述作動(dòng)筒10的底部與一個(gè)第一連接桿121相連接，具體為所述作動(dòng)筒10內(nèi)部在垂直方向設(shè)置的活塞桿底部與所述第一連接桿121相連接。

所述作動(dòng)筒10的頂部具有第一安裝底板141，所述第一安裝底板141安裝在一個(gè)外部固定框架上，實(shí)現(xiàn)位置固定。

所述作動(dòng)筒10的外壁上下兩端分別開有一個(gè)上進(jìn)排氣孔111和一個(gè)下進(jìn)排氣孔112，所述上進(jìn)排氣孔111和下進(jìn)排氣孔112分別通過一根中空的管道113與所述作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20相連通；

所述作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20，用于對(duì)所述上進(jìn)排氣孔111和下進(jìn)排氣孔112，交替地施加壓力和釋放壓力(即對(duì)一個(gè)孔施加壓力，那么對(duì)另一個(gè)孔則釋放壓力)，從而驅(qū)動(dòng)所述作動(dòng)筒10(具體為作動(dòng)筒中的活塞桿)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。具體為：作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20用于通過給作動(dòng)筒10的上進(jìn)排氣孔111進(jìn)氣，給下進(jìn)排氣孔112排氣，從而使得作動(dòng)筒10中的活塞桿向下移動(dòng)；作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20通過給作動(dòng)筒10的下進(jìn)排氣孔112進(jìn)氣，給上進(jìn)排氣孔111排氣，從而使得作動(dòng)筒10中的活塞桿向上移動(dòng)。

在本實(shí)用新型中，需要說明的是，所述作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20可以采用雙電控二位五通電磁換向閥來實(shí)現(xiàn)，例如，具體實(shí)現(xiàn)上，可以為亞德客國際集團(tuán)或?qū)幉ㄏＮ謾C(jī)械有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為4V220-08的雙電控二位五通電磁換向閥產(chǎn)品。這種電磁換向閥由一個(gè)進(jìn)氣口P、兩個(gè)出氣口A和B、兩個(gè)排氣口R和S組成，同時(shí)由兩個(gè)電磁開關(guān)進(jìn)行控制，其中的進(jìn)氣口P與氣源相連，出氣口A和B分別與所述作動(dòng)筒10的上進(jìn)排氣孔111和下進(jìn)排氣孔112相連。當(dāng)其中一個(gè)電磁開關(guān)閉合時(shí)，進(jìn)氣口P和出氣口A、上進(jìn)排氣孔111相通，出氣口B、下進(jìn)排氣孔112和排氣口S相通，從而實(shí)現(xiàn)給作動(dòng)筒10的上進(jìn)排氣孔111進(jìn)氣，給下進(jìn)排氣孔112排氣，控制作動(dòng)筒10向一個(gè)方向(即向下)移動(dòng)；當(dāng)另一個(gè)電磁開關(guān)閉合時(shí)，進(jìn)氣口P和出氣口B、下進(jìn)排氣孔112相通，出氣口A、上進(jìn)排氣孔111和排氣口R相通，從而給作動(dòng)筒10的下進(jìn)排氣孔112進(jìn)氣，給上進(jìn)排氣孔111排氣，控制作動(dòng)筒10向相反的方向移動(dòng)(即向上移動(dòng))。

需要說明的是，對(duì)于所述作動(dòng)筒10，其可以通過改變進(jìn)氣方向(例如通過上進(jìn)排氣孔111和下進(jìn)排氣孔112的交替進(jìn)氣)，通過氣體的壓力，改變所述作動(dòng)筒10內(nèi)部具有的活塞桿的移動(dòng)方向，并使得活塞桿運(yùn)動(dòng)。

參見圖4至圖16，所述限位單元200包括限位橫梁1，所述限位橫梁1包括在垂直方向上間隔且水平放置的上基板101和下底板102，所述上基板101和下底板102的左右兩端分別與一個(gè)安裝側(cè)板16相固定連接，從而實(shí)現(xiàn)限位橫梁1的剛性固定作用。

所述上基板101的中部與所述下底板102的中部之間具有水平放置的限位滑塊2和移動(dòng)滑塊3，所述限位滑塊2位于移動(dòng)滑塊3的上方。

在本實(shí)用新型中，一并參見圖10至圖12，所述上基板101中部、限位滑塊2的中心位置貫穿設(shè)置有一個(gè)連接柱6，所述連接柱6的頂部與所述第一連接桿121的底部相連接，具體為：所述連接柱6的頂部具有第一連接桿嵌入槽60，所述連接桿嵌入槽60中嵌入所述第一連接桿121的底部。

一并參見圖7至圖9，所述連接柱6的底部與所述移動(dòng)滑塊3頂部相連接，具體為：所述移動(dòng)滑塊3的頂部中心位置具有連接柱嵌入槽30，所述連接柱嵌入槽30中嵌入所述連接柱6的底部。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述移動(dòng)滑塊3的底部中心位置與一個(gè)第二連接桿122相接，具體為：所述移動(dòng)滑塊3的底部中心位置具有第二連接桿嵌入槽31，所述連接柱嵌入槽30中嵌入所述第二連接桿122的頂部。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述第二連接桿122的底部與需要進(jìn)行疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)件13相連接，所述試驗(yàn)件13的底部連接有第二安裝底板142，所述第二安裝底板142也安裝在一個(gè)所述外部固定框架上，實(shí)現(xiàn)位置固定。

在本實(shí)用新型中，所述上基板101的中部、限位滑塊2、移動(dòng)滑塊3和下底板102的四周間隔貫穿設(shè)置有四個(gè)導(dǎo)向桿4，每個(gè)所述導(dǎo)向桿4的上下兩端分別通過一個(gè)導(dǎo)向桿固定螺母8相連接，所述導(dǎo)向桿4與所述限位滑塊2和移動(dòng)滑塊3之間為間隙配合，同時(shí)保證配合的同軸度，使得限位滑塊2的調(diào)節(jié)和移動(dòng)滑塊3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)只能在垂直方向上，避免產(chǎn)生沿軸向的的旋轉(zhuǎn)和水平方向的傾斜。

在本實(shí)用新型中，所述上基板101的中部與限位滑塊2上間隔貫穿設(shè)置有限位螺栓5，所述限位螺栓5突出于上基板101頂面的部分螺紋連接有一個(gè)上限位螺母7，所述限位螺栓5突出于上基板101底面的部分螺紋連接有一個(gè)下限位螺母9，因此，如圖2所示，疲勞試驗(yàn)人員可以通過微調(diào)上限位螺母7和下限位螺母9，實(shí)現(xiàn)對(duì)限位滑塊2位置的緩慢調(diào)節(jié)，從而確保本實(shí)用新型對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)的位移的大小符合要求的精度，實(shí)現(xiàn)以位移為控制參數(shù)且位移可調(diào)節(jié)的疲勞試驗(yàn)。當(dāng)限位滑塊2調(diào)節(jié)到疲勞試驗(yàn)人員所需要的位置后，疲勞試驗(yàn)人員同時(shí)鎖緊上限位螺母7和下限位螺母9，使得限位滑塊2通過限位螺栓5和限位橫梁1進(jìn)行剛性連接。

對(duì)于限位單元200，具體實(shí)現(xiàn)上，限位滑塊2的下表面和限位橫梁1的下底板102的上表面，分別通過與所述移動(dòng)滑塊3的上表面和下表面接觸而相抵觸，結(jié)合下述限位控制單元300的作用和工作原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)滑塊3上表面和下表面的具體移動(dòng)位置的控制，從而實(shí)現(xiàn)疲勞循環(huán)的位移控制。

參見圖3，對(duì)于本實(shí)用新型，所述限位控制單元300包括一個(gè)上接近開關(guān)181、一個(gè)下接近開關(guān)182和信號(hào)處理模塊301，所述上接近開關(guān)181 安裝在所述限位滑塊2上，所述下接近開關(guān)182安裝在所述限位橫梁1的下底板102上。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述上接近開關(guān)181通過上接近開關(guān)安裝孔171安裝在所述限位滑塊2上，所下接近開關(guān)182通過下接近開關(guān)安裝孔172安裝在所述限位橫梁1的下底板102上。

參見圖15和圖16，所述上接近開關(guān)安裝孔171的底部密封。

需要說明的是，接近開關(guān)是一種無需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械直接接觸而可以操作的位置開關(guān)，當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí)，不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作，從而驅(qū)動(dòng)直流電器或給計(jì)算機(jī)裝置提供控制指令。

在本實(shí)用新型中，對(duì)于接近開關(guān)，用于判斷移動(dòng)滑塊3是否到達(dá)預(yù)先設(shè)定的限位位置(即預(yù)設(shè)的感應(yīng)距離)，當(dāng)移動(dòng)滑塊3的位置到達(dá)接近開關(guān)的預(yù)設(shè)感應(yīng)距離之內(nèi)時(shí)，接近開關(guān)會(huì)給出電壓脈沖信號(hào)。

其中，所述上接近開關(guān)181，用于判斷移動(dòng)滑塊3的上表面是否到達(dá)預(yù)設(shè)上限位位置(即前述的預(yù)設(shè)的最大限位位置，例如限位滑塊2下表面)，所述預(yù)設(shè)上限位位置是距離所述上接近開關(guān)181為預(yù)設(shè)的感應(yīng)距離的位置，如果到達(dá)，則發(fā)出第一電壓脈沖信號(hào)給信號(hào)處理模塊301；

所述下接近開關(guān)182，用于判斷移動(dòng)滑塊3的下表面是否到達(dá)預(yù)設(shè)下限位位置(即前述的預(yù)設(shè)的最小限位位置，例如下底板102上表面)，所述預(yù)設(shè)下限位位置是距離所述下接近開關(guān)182為預(yù)設(shè)的感應(yīng)距離的位置，如果到達(dá)，則發(fā)出第二電壓脈沖信號(hào)給信號(hào)處理模塊301。

信號(hào)處理模塊301，分別與所述上接近開關(guān)181、下接近開關(guān)182相電信號(hào)連接，用于根據(jù)接近開關(guān)發(fā)來的電壓脈沖信號(hào)，向作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20發(fā)出調(diào)節(jié)命令，具體為：用于當(dāng)接收到所述上接近開關(guān)181發(fā)來的電壓脈沖信號(hào)時(shí)，向作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20發(fā)出向下運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)命令，控制作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20驅(qū)動(dòng)所述作動(dòng)筒10進(jìn)行向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)接收到所述下接近開關(guān)182發(fā)來的電壓脈沖信號(hào)時(shí)，向作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20發(fā)出向上運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)命令，控制作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20驅(qū)動(dòng)所述作動(dòng)筒10(含其中的活塞桿)進(jìn)行向上運(yùn)動(dòng)。

具體實(shí)現(xiàn)上，當(dāng)移動(dòng)滑塊3的上表面到達(dá)預(yù)設(shè)下限位位置(例如限位滑塊2下表面)時(shí)，上接近開關(guān)181測(cè)得信號(hào)，將電壓脈沖信號(hào)傳遞給信號(hào)處理模塊301，信號(hào)處理模塊301從而向作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20發(fā)出向下運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)命令，控制作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20驅(qū)動(dòng)所述作動(dòng)筒10進(jìn)行向下運(yùn)動(dòng)，具體為：控制作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20給作動(dòng)筒10的上進(jìn)排氣孔111進(jìn)氣，給下進(jìn)排氣孔112排氣，從而使得作動(dòng)筒10中的活塞桿向下移動(dòng)，進(jìn)一步通過連接桿12、連接柱6、移動(dòng)滑塊3的聯(lián)動(dòng)作用，使得試驗(yàn)件13被進(jìn)行壓縮。

具體實(shí)現(xiàn)上，當(dāng)移動(dòng)滑塊3的下表面到達(dá)預(yù)設(shè)下限位位置(例如限位橫梁1的下底板102的上表面)時(shí)，下接近開關(guān)182測(cè)得信號(hào)，將電壓脈沖信號(hào)傳遞給信號(hào)處理模塊301，信號(hào)處理模塊301從而向作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20發(fā)出向上運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)命令，控制作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20驅(qū)動(dòng)所述作動(dòng)筒10進(jìn)行向上運(yùn)動(dòng)，具體為：控制作動(dòng)筒換向調(diào)節(jié)模塊20給作動(dòng)筒10的下進(jìn)排氣孔112進(jìn)氣，給上進(jìn)排氣孔111排氣，從而使得作動(dòng)筒10中的活塞桿向上移動(dòng)，進(jìn)一步通過連接桿12、連接柱6、移動(dòng)滑塊3的聯(lián)動(dòng)作用，使得試驗(yàn)件13被進(jìn)行拉伸。如此周而復(fù)始，在所述限位控制單元300的控制下，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)件13不斷地進(jìn)行拉伸和壓縮的疲勞循環(huán)。

在本實(shí)用新型中，參見圖3，所述限位滑塊2上還安裝有一個(gè)計(jì)數(shù)用接近開關(guān)183，所述計(jì)數(shù)用接近開關(guān)183與一個(gè)計(jì)數(shù)器相連接，所述計(jì)數(shù)用接近開關(guān)183用于判斷移動(dòng)滑塊3是否到達(dá)預(yù)設(shè)的最大限位位置(即預(yù)設(shè)的感應(yīng)距離)，每當(dāng)移動(dòng)滑塊3的位置到達(dá)計(jì)數(shù)用接近開關(guān)183的預(yù)設(shè)感應(yīng)距離之內(nèi)時(shí)(即預(yù)設(shè)的最大限位位置，具體為移動(dòng)滑塊3移動(dòng)到限位滑塊2下表面時(shí))，所述計(jì)數(shù)用接近開關(guān)183就向所述計(jì)數(shù)器發(fā)出電壓脈沖信號(hào)，使得所述計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。

在本實(shí)用新型中，具體實(shí)現(xiàn)上，所述上接近開關(guān)、下接近開關(guān)和計(jì)數(shù)用接近開關(guān)可以選擇蘇州博大光電開關(guān)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為E3-D4PAW-40的金屬接近開關(guān)，或者上海泰武電器有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為E3-D4ZB的金屬接近開關(guān)，這種電感式接近開關(guān)，當(dāng)感應(yīng)探頭與金屬材料的距離小于4mm時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)，從而判斷移動(dòng)滑塊3到達(dá)上下限位的時(shí)刻。

對(duì)于本實(shí)用新型，具體實(shí)現(xiàn)上，所述信號(hào)處理模塊301可以為中央處理器CPU、數(shù)字信號(hào)處理器DSP或者單片機(jī)MCU。

對(duì)于本實(shí)用新型，具體實(shí)現(xiàn)上，參見圖4，所述上基板101上具有兩個(gè)接線開關(guān)引線孔15，從而方便所述計(jì)數(shù)用接近開關(guān)183和上接近開關(guān)181的引線導(dǎo)出，使得可以方便地分別連接計(jì)數(shù)器和信號(hào)處理模塊。

需要說明的是，本實(shí)用新型是一種疲勞試驗(yàn)裝置，因此需要解決的三個(gè)技術(shù)問題是：一、實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件的載荷的往復(fù)循環(huán)；二、控制試驗(yàn)件的載荷在要求的范圍之內(nèi)進(jìn)行循環(huán)；三、保證試驗(yàn)件的載荷連續(xù)運(yùn)行且安全可靠。本實(shí)用新型采用的解決方案是，該裝置主要由三大部分組成：一是限位單元；二是包括作動(dòng)筒和其換向調(diào)節(jié)模塊的活動(dòng)執(zhí)行單元；三是包括金屬感應(yīng)接近開關(guān)和作動(dòng)筒換向控制模塊組成的限位控制單元。其中，限位控制單元實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件的循環(huán)載荷的連續(xù)運(yùn)行和自動(dòng)控制，活動(dòng)執(zhí)行單元實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件具有的位移載荷的往復(fù)循環(huán)，限位單元實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件的位移在要求的范圍之內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

對(duì)于本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置，可以實(shí)現(xiàn)以位移為控制參數(shù)的對(duì)試驗(yàn)件的疲勞試驗(yàn)，且試驗(yàn)件的位移大小可調(diào)，且每一個(gè)組成部分均可以方便地進(jìn)行更換，從而實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格、不同載荷要求的對(duì)試驗(yàn)件的疲勞試驗(yàn)。本實(shí)用新型對(duì)于疲勞試驗(yàn)裝置的建立是一個(gè)最基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的搭建，既能滿足簡(jiǎn)單疲勞性能試驗(yàn)的需要，與常用的電液伺服疲勞試驗(yàn)件相比，這種設(shè)計(jì)方案又能實(shí)現(xiàn)靈活程度高、使用方便、更換部件簡(jiǎn)單易行。且這種裝置造價(jià)低廉，非常適合中小實(shí)驗(yàn)室組建疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的需要。

因此，本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置，其可以以極其靈活的形式實(shí)現(xiàn)以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行循環(huán)位移的控制，以作動(dòng)筒實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)件的加載端的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以上接近開關(guān)和下接近開關(guān)來分別判斷試驗(yàn)件的位移(即移動(dòng)滑塊的位移)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的規(guī)定值，進(jìn)而對(duì)作動(dòng)筒的往復(fù)運(yùn)動(dòng)給出控制信號(hào)，從而可以方便地實(shí)現(xiàn)以位移為控制參數(shù)且位移可調(diào)節(jié)的循環(huán)疲勞試驗(yàn)，且裝置造價(jià)低廉、構(gòu)造簡(jiǎn)單、更換方便，可適用范圍廣泛。

綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型提供的一種以限位機(jī)構(gòu)進(jìn)行位移約束的疲勞試驗(yàn)裝置，其可以在對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，靈活進(jìn)行最大位移的調(diào)節(jié)，并且造價(jià)低廉，靈活程度高、使用方便、更換部件簡(jiǎn)單易行，有利于廣泛的生產(chǎn)應(yīng)用，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。