一種具有連續(xù)精確加載可變載荷的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種加載裝置，尤其是設(shè)及了一種具有連續(xù)精確加載可變載荷的 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)為模擬結(jié)構(gòu)在實(shí)際受力工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，必須對試驗(yàn)對象施 加載荷。目前，常用加載裝置的加載方式有W下幾種，其加載方式和相應(yīng)不完善處如下：
[0003] (1)破碼加載。改變破碼重量，載荷變化不連續(xù)。
[0004] (2)凸輪加載。需要換一種變載荷序列，就需要換凸輪，成本太高。
[0005] (3)液壓加載。由于液壓累的液體沖擊力(液動(dòng)力）的作用，載荷變化不平穩(wěn)，不能 精確控制變化的載荷。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有連續(xù)精確 加載可變載荷的裝置。
[0007] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[0008] 本實(shí)用新型包括移動(dòng)加載裝置、支撐塊和平衡梁，支撐塊支撐在支撐點(diǎn)；移動(dòng)加載 裝置主要由直線電機(jī)、滑塊、加載破碼和平衡梁上的滑軌組成，加載破碼通過螺紋桿連接在 滑塊的底部，平衡梁一端平行設(shè)有水平軸，平衡梁另一端加載載荷，滑塊活動(dòng)套在水平軸中 沿滑軌移動(dòng)，水平軸與直線電機(jī)的輸出軸同軸連接。
[0009] 所述的加載破碼重量固定，通過滑塊和加載破碼沿著滑軌在支撐點(diǎn)和直線電機(jī)之 間一起移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對加載力連續(xù)精確的控制。
[0010] 所述裝置平衡梁末端載荷的加載力是由W下的公式計(jì)算得到：
[0012] 公式中，F(xiàn)i、h(t)分別為移動(dòng)加載裝置的重力和重力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離，機(jī) (t)、h分別為被加載載荷力和該力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離。其中，F(xiàn)i和h固定不變，F(xiàn)nU^ 著11 (t)的改變作連續(xù)精確的改變。
[0013] 所述裝置用于對高鐵、高級汽車或者戰(zhàn)斗機(jī)上軸承疲勞力學(xué)性能的測試試驗(yàn)。
[0014] 因此，當(dāng)滑塊距離支撐點(diǎn)的距離改變時(shí)，移動(dòng)加載裝置對支撐點(diǎn)的力矩也相應(yīng)改 變。若想要實(shí)現(xiàn)對支撐點(diǎn)力矩的平衡，在控制平衡梁另一端力的作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)距離不變 的情況下，所加載荷力的值就會(huì)相應(yīng)改變。從而可W實(shí)現(xiàn)通過控制滑塊到支撐點(diǎn)的距離來 實(shí)現(xiàn)連續(xù)精確加載的目的。
[0015] 本實(shí)用新型具有的有益效果是：
[0016] 本實(shí)用新型通過電機(jī)帶動(dòng)螺紋軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑塊的直線移動(dòng)。改變滑塊到支撐點(diǎn) 的距離，由對支撐點(diǎn)的力矩平衡知，在控制平衡梁另一端加載力力的作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)距離 不變的情況下，所加載荷力的值就會(huì)相應(yīng)改變。
[0017] 由上述原理知，運(yùn)種加載力的改變是連續(xù)精確的，克服了現(xiàn)有技術(shù)中改變破碼改 變加載力的弊端，有利于增大對軸承壽命估計(jì)的精確性，可安全地被應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖視圖1的俯視圖。
[0020] 圖3是本實(shí)用新型應(yīng)用于環(huán)塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上的示意圖。
[0021] 圖4是本實(shí)用新型應(yīng)用于軸承力學(xué)性能測試試驗(yàn)中的示意圖。
[0022] 其中：1、支撐塊，2、滑塊，3、平衡梁，4、加載破碼，5、直線電機(jī)，6、滑軌，7、試塊，8、 試環(huán)，9、軸，10、軸承，11、軸承座，12、帶套環(huán)的滑塊。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0024] 本實(shí)用新型包括移動(dòng)加載裝置、支撐塊1和平衡梁，支撐塊1支撐在支撐點(diǎn)。移動(dòng)加 載裝置如圖巧日圖2所示，主要由直線電機(jī)5、滑塊2、加載破碼4和平衡梁3上的滑軌6組成，加 載破碼4通過螺紋桿連接在滑塊2的底部，滑軌6-端平行設(shè)有水平軸，滑軌6另一端加載載 荷，滑塊2活動(dòng)套在水平軸中沿滑軌6移動(dòng)，水平軸與直線電機(jī)5的輸出軸同軸連接。加載破 碼4重量固定，通過滑塊2和加載破碼4沿著滑軌6在支撐點(diǎn)和直線電機(jī)5之間一起移動(dòng)實(shí)現(xiàn) 對加載力連續(xù)精確的控制。
[0025] 裝置滑軌6末端載荷的加載力是由W下的公式(1)計(jì)算得到：
(1；
[0027]公式中，F(xiàn)i、h(t)分別為移動(dòng)加載裝置的重力和重力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離，F(xiàn)n (t)、l2分別為被加載載荷力和該力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離。其中，F(xiàn)l和12固定不變，F(xiàn)N(t)隨 著11 ( t)的改變作連續(xù)精確的改變。
[002引公式（1)中的參數(shù):移動(dòng)加載裝置的重力Fi、重力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離h(t)、被 加載物對平衡梁的力FN(t)及該力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離b具體如圖1所示。
[0029] 案例1如圖3所示。在本案例中，將本實(shí)用新型裝置應(yīng)用于環(huán)塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。
[0030] 在本案例中，試環(huán)8中屯、固定在機(jī)架上。通過直線電機(jī)來控制滑塊在平衡梁上移 動(dòng)，進(jìn)一步控制對平衡梁施加力矩的大小。通過運(yùn)種對力矩連續(xù)精確的改變，來實(shí)現(xiàn)對加載 力的值連續(xù)精確的改變。
[0031] 由于相互作用力大小相等，所W所述的加載力值為公式(2):
(2)
[0033]公式(2)中的Fi、h(t)分別為移動(dòng)加載裝置的重力和重力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離， Fn(t)、l2分別為平衡梁對試塊7的加載力和該力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離。
[0034] 通過運(yùn)種加載裝置，可W對環(huán)塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的試塊7加載力進(jìn)行連續(xù)精確的 改變，如圖3所示。從而可W方便地測出在連續(xù)改變加載力的作用下，各種潤滑油和潤滑脂 的潤滑性能或者金屬和非金屬材料的磨損性能。測量數(shù)據(jù)精確性和連續(xù)性大大加強(qiáng)。
[0035] 需要特別指出的是:運(yùn)種測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性和精確性正體現(xiàn)出了本實(shí)用新型的優(yōu) 越性。
[0036] 實(shí)施例2:
[0037] 案例2如圖4所示，在本案例中將本實(shí)用新型裝置應(yīng)用于對高鐵、高級汽車或者戰(zhàn) 斗機(jī)上軸承疲勞力學(xué)性能的測試試驗(yàn)中，并可W方便地繪制出對應(yīng)的載荷譜。
[0038] 在本案例中，軸承10固定在軸承座11上，帶套環(huán)的滑塊12通過套環(huán)在軸9上可W作 直線運(yùn)動(dòng)。通過直線電機(jī)來控制滑塊在軸上移動(dòng)，進(jìn)一步控制對支撐點(diǎn)施加力矩的大小。通 過運(yùn)種對力矩連續(xù)精確的改變，來實(shí)現(xiàn)對加載力的值連續(xù)精確的改變。
[0039] 通過連續(xù)精確改變加載力，來測試軸承承受連續(xù)加載力時(shí)的力學(xué)性能，列出載荷 譜。從而對軸承的性能有一個(gè)更準(zhǔn)確的認(rèn)識，有利于增大對軸承壽命估計(jì)的精確性，從而使 其更安全地被應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。
[0040] 由于相互作用力大小相等，所W所述的加載力值為公式(3):
(3)
[0042] 公式(3)中的Fi、h(t)分別為移動(dòng)加載裝置的重力和重力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離， Fr(t)、l2分別為平衡梁對軸承10的加載力和該力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離。
[0043] 通過運(yùn)種加載裝置，可W對軸承的加載力進(jìn)行連續(xù)精確的改變，如圖4所示，從而 可方便地測出在連續(xù)改變加載力的作用下，軸承的力學(xué)性能，列出載荷譜。從而大大提高了 測量數(shù)據(jù)的精確性和連續(xù)性。
[0044] 需要特別指出的是:運(yùn)種測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性和精確性正體現(xiàn)出了本實(shí)用新型的優(yōu) 越性。
[0045] 實(shí)施例可見，本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中改變破碼改變加載力的弊端，實(shí)現(xiàn)了 連續(xù)精確改變加載力，有利于增大對軸承壽命估計(jì)的精確性，從而使其更安全地被應(yīng)用于 生產(chǎn)生活中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有連續(xù)精確加載可變載荷的裝置，包括移動(dòng)加載裝置、支撐塊（1)和平衡梁， 支撐塊(1)支撐在支撐點(diǎn)，其特征在于:所述的移動(dòng)加載裝置主要由直線電機(jī)(5)、滑塊(2)、 加載砝碼(4)和平衡梁（3)上的滑軌(6)組成，加載砝碼(4)通過螺紋桿連接在滑塊(2)的底 部，平衡梁(3)-端平行設(shè)有水平軸，平衡梁(3)另一端加載載荷，滑塊(2)活動(dòng)套在水平軸 中沿平衡梁(3)上滑軌(6)移動(dòng)，水平軸與直線電機(jī)(5)的輸出軸同軸連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有連續(xù)精確加載可變載荷的裝置，其特征在于:所述的 加載砝碼(4)重量固定，通過滑塊(2)和加載砝碼(4)沿著滑軌(6)在支撐點(diǎn)和直線電機(jī)(5) 之間一起移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對加載力連續(xù)精確的控制。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有連續(xù)精確加載可變載荷的裝置，其特征在于:所述裝 置平衡梁(3)末端載荷的加載力是由以下的公式(1)計(jì)算得到：公式中，F(xiàn)^l1U)分別為移動(dòng)加載裝置的重力和重力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離，F(xiàn)N(t)、l 2 分別為被加載載荷力和該力作用點(diǎn)到支撐點(diǎn)的距離。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有連續(xù)精確加載可變載荷的裝置，其特征在于:所述裝 置用于對高鐵、高級汽車或者戰(zhàn)斗機(jī)上軸承疲勞力學(xué)性能的測試試驗(yàn)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有連續(xù)精確加載可變載荷的裝置。移動(dòng)加載裝置主要由直線電機(jī)、滑塊、加載砝碼和平衡梁上的滑軌組成，加載砝碼通過螺紋桿連接在滑塊的底部，滑軌一端平行設(shè)有水平軸，滑軌另一端加載載荷，滑塊活動(dòng)套在水平軸中沿滑軌移動(dòng)，水平軸與直線電機(jī)的輸出軸同軸連接；加載砝碼重量固定，通過滑塊和加載砝碼沿著滑軌在支撐點(diǎn)和直線電機(jī)之間一起移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對加載力連續(xù)精確的控制。本實(shí)用新型通過控制滑塊到支撐點(diǎn)的距離來連續(xù)精確地改變加載力，實(shí)現(xiàn)連續(xù)載荷的精確加載。
【IPC分類】G01N3/02
【公開號】CN205192845
【申請?zhí)枴緾N201521033233
【發(fā)明人】張勇強(qiáng), 陳李果, 汪久根, 張靖
【申請人】浙江大學(xué), 浙江雙環(huán)傳動(dòng)機(jī)械股份有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月11日