一种金属材料抗疲劳性检测装置的制作方法

1.本发明涉及金属材料检测技术，具体是金属材料抗疲劳性检测技术。


背景技术：

2.金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。当材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。
3.目前针对金属棒的疲劳试验主要为拉伸疲劳试验和扭转疲劳试验，中国专利（公告号：cn213580387u）公开了一种金属材料抗疲劳性检测装置，包括工作台面，所述工作台面下表面位于四角位置均固定安装有支撑立柱，所述工作台面上表面固定安装有支撑底座，所述支撑底座上固定安装有固定夹具，虽然在该装置在一定程度上可以实现金属材料的抗疲劳性检测需要，但是在实际使用中的金属棒所承受的交变载荷除轴向载荷（拉伸）、周向载荷（扭转）外还有径向载荷（弯曲），在针对金属棒径向交变载荷承载能力检测时该装置显然不能实现，亟需金属材料抗疲劳性检测技术以满足上述载荷的检测需要。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种金属材料抗疲劳性检测装置。
5.本发明是一种金属材料抗疲劳性检测装置，包括固定底座1和应力锤20，所述固定底座1上端两侧安装u型架2，所述u型架2的下端中心位置安装升降筒17，升降筒17内侧顶部安装升降弹簧32，升降弹簧32远离u型架2一端固定安装升降柱18，升降柱18底部通过螺纹柱19安装应力锤20，所述u型架2的下端还安装有用于驱动升降柱18上下往复运动的动力组件；所述固定底座1上端中部安装固定框4，固定框4内部左侧固定安装固定架7，固定架7上转动设置有主动轴12，固定框4内部右侧滑动设置有活动架6，活动架6上转动设置有从动轴11，所述主动轴12和从动轴11内侧一端分别固定安装有夹紧组件8，所述固定框4内部还安装用于驱动活动架6运动的移动组件；还包括用于驱动动力组件运动以及夹紧组件8转动的驱动组件，动力组件包括蜗轮23，蜗轮23转动设置在固定于u型架2上的支撑架37上，所述蜗轮23前端非圆心位置固定安装偏心柱25，偏心柱25外侧套设有摆动件16，摆动件16的右端与升降柱18相互接触。
6.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置的动力组件实现了升降柱的上下往复运动，进而对金属棒实现径向的载荷，满足了金属材料的抗疲劳检测需要；通过设置的夹紧组件使得转动状态下的金属棒在受到载荷时可以更加稳定，进一步提高了金属材料的抗疲劳检测精度；通过设置的驱动组件，既满足了动力组件的动力需要，也使得金属棒在检测时可以发生转动，确保检测时更贴近实际需要；整个装置只存在一个动力来源，进一步降低了检测装置的成本，实用性强，可靠性高，值得推广使用。
附图说明
7.图1为本发明的整体俯视结构示意图，图2为本发明的整体右视结构示意图，图3为本发明的整体左视结构示意图，图4为本发明的整体后视结构示意图，图5为本发明的整体仰视结构示意图，图6为本发明中动力组件的结构示意图，图7为本发明中夹紧组件的结构示意图，图8为本发明中齿轮件的结构示意图，附图标记及对应名称：1、固定底座；2、u型架；3、驱动电机；4、固定框；5、转动轴；6、活动架；7、固定架；8、夹紧组件；9、外螺纹区；10、转动手柄；11、从动轴；12、主动轴；13、齿轮箱；14、驱动轴；15、蜗杆；16、摆动件；17、升降筒；18、升降柱；19、螺纹柱；20、应力锤；21、导线；22、控制屏；23、蜗轮；24、升降齿；25、偏心柱；26、铰接轴；27、限位架；28、摆动轮；29、摆动架；30、偏心槽；31、摆动齿；32、升降弹簧；33、夹紧环；34、夹紧板；35、夹紧柱；36、夹紧手柄；37、支撑架；38、驱动齿轮；39、主动齿轮。
具体实施方式
8.如图1~图8所示，本发明是一种金属材料抗疲劳性检测装置，包括固定底座1和应力锤20，所述固定底座1上端两侧安装u型架2，所述u型架2的下端中心位置安装升降筒17，升降筒17内侧顶部安装升降弹簧32，升降弹簧32远离u型架2一端固定安装升降柱18，升降柱18底部通过螺纹柱19安装应力锤20，所述u型架2的下端还安装有用于驱动升降柱18上下往复运动的动力组件；所述固定底座1上端中部安装固定框4，固定框4内部左侧固定安装固定架7，固定架7上转动设置有主动轴12，固定框4内部右侧滑动设置有活动架6，活动架6上转动设置有从动轴11，所述主动轴12和从动轴11内侧一端分别固定安装有夹紧组件8，所述固定框4内部还安装用于驱动活动架6运动的移动组件；还包括用于驱动动力组件运动以及夹紧组件8转动的驱动组件，动力组件包括蜗轮23，蜗轮23转动设置在固定于u型架2上的支撑架37上，所述蜗轮23前端非圆心位置固定安装偏心柱25，偏心柱25外侧套设有摆动件16，摆动件16的右端与升降柱18相互接触。
9.如图1、图2、图3、图5、图6所示，所述摆动件16包括摆动架29，摆动架29左侧设置有与偏心柱25相互配合的偏心槽30，所述摆动架29右端固定安装摆动轮28，摆动轮28外侧设置有若干摆动齿31，所述摆动齿31与设置在升降柱18上的升降齿24相互啮合，所述摆动架29与摆动轮28的交接处通过铰接轴26铰接于固定在u型架2上的限位架27上。
10.如图1、图2、图7，所述夹紧组件8包括夹紧环33，夹紧环33的环壁上转动穿接有夹紧柱35，夹紧柱35靠近夹紧环33中心一端转动安装有夹紧板34，夹紧柱35远离夹紧板34一端安装夹紧手柄36。
11.如图1、图2所示，所述移动组件包括转动设置在固定框4上的转动轴5，转动轴5上设置有与活动架6相互配合的外螺纹区9，所述转动轴5右端穿过固定框4连接有转动手柄10，所述转动轴5左侧转动设置在固定架7上。
12.如图1~图8所示，所述驱动组件包括竖直转动在u型架2顶部的驱动轴14，驱动轴14上端设置有与蜗轮23相互啮合的蜗杆15，所述驱动轴14底部通过齿轮件连接有主动轴12，所述驱动轴14底部穿过u型架2连接有驱动电机3。
13.如图1、图2、图8所示，所述齿轮件包括齿轮箱13，齿轮箱13内部设置有固定在驱动轴14底部的驱动齿轮38以及固定在主动轴12左侧的主动齿轮39，所述驱动齿轮38和主动齿轮39相互啮合。
14.如图1、图2所示，所述应力锤20底部安装应力贴片，应力贴片通过导线21电性连接有控制屏22，控制屏22固定在u型架2上。
15.如图1所示，所述升降筒17左侧位置设置有让位槽。
16.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
17.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
18.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.实施例1：如图1～8所示，本发明实施例中，本发明是一种金属材料抗疲劳性检测装置，包括固定底座1，所述固定底座1上端两侧安装u型架2，所述u型架2下端中心位置安装升降筒17，升降筒17内侧顶部安装升降弹簧32，升降弹簧32远离u型架2一端固定安装升降柱18，通过升降弹簧32连接有升降柱18，确保了升降柱18在上下移动过程中不会发生大范围的晃动，进一步确保了径向载荷施加时的稳定性，升降柱18底部通过螺纹柱19安装应力锤20，所述u型架2下端还安装有用于驱动升降柱18上下往复运动的动力组件，通过动力组件使得升降柱18上下往复运动，最终在应力锤20的作用下，实现了对于金属棒的应力施加。
20.所述固定底座1上端中部安装固定框4，固定框4内部左侧固定安装固定架7，固定架7上转动设置有主动轴12，固定框4内部右侧滑动设置有活动架6，活动架6上转动设置有从动轴11，所述主动轴12和从动轴11内侧一端分别固定安装有夹紧组件8，所述固定框4内部还安装用于驱动活动架6运动的移动组件，所述夹紧组件8用于对金属棒两端的外壁进行夹紧固定，进而确保了金属棒在转动状态下的应力施加时更加稳定，所述移动组件用于对活动架6以及固定架7之间所夹持的金属棒的长度进行有效的调节，进一步增加了装置的适用范围。
21.还包括用于驱动动力组件运动以及夹紧组件8转动的驱动组件，通过驱动组件的设置一方面使得动力组件工作驱动了应力锤20的上下移动，另一方面也使得夹紧组件8发生转动，使得金属棒可以在应力施加过程中发生转动，从而模拟出实际的金属材料的抗疲劳检测需要。
22.本实施例的一种情况中，所述动力组件包括蜗轮23，蜗轮23转动设置在固定于u型架2上的支撑架37上，所述蜗轮23前端非圆心位置固定安装偏心柱25，偏心柱25外侧套设有摆动件16，摆动件16的右端与升降柱18相互接触，具体的，所述蜗轮23在转动时，使得偏心
柱25同步转动，最终使得摆动件16发生转动，进而与升降柱18进行接触，使得升降柱18上下往复运动。
23.本实施例的一种情况中，所述摆动件16包括摆动架29，摆动架29左侧设置有与偏心柱25相互配合的偏心槽30，所述摆动架29右端固定安装摆动轮28，摆动轮28外侧设置有若干摆动齿31，所述摆动齿31与设置在升降柱18上的升降齿24相互啮合，所述摆动架29与摆动轮28的交接处通过铰接轴26铰接于固定在u型架2上的限位架27上，具体的，所述偏心柱25在转动过程中，会与摆动架29上的偏心槽30相互配合，进而使得摆动架29沿着铰接轴26进行转动，最终使得摆动轮28外侧的摆动齿31与升降齿24上下啮合，最终确保了升降柱18的上下往复运动。
24.本实施例的一种情况中，所述夹紧组件8包括夹紧环33，夹紧环33的环壁上转动穿接有夹紧柱35，夹紧柱35靠近夹紧环33中心一端转动安装有夹紧板34，夹紧柱35远离夹紧板34一端安装夹紧手柄36，工作时，通过转动夹紧手柄36使得夹紧柱35发生转动，由于夹紧柱35采用螺纹结构，从而可以实现了夹紧板34对于金属棒外壁的固定夹紧作用。
25.本实施例的一种情况中，所述移动组件包括转动设置在固定框4上的转动轴5，转动轴5上设置有与活动架6相互配合的外螺纹区9，所述转动轴5右端穿过固定框4连接有转动手柄10，所述转动轴5左侧转动设置在固定架7上，具体的，工作时，使得转动手柄10转动，进而使得转动轴5同步转动，之后在外螺纹区9的配合下，将转动轴5的旋转运动转化为活动架6的左右直线运动，最终满足了对于金属棒两端位置的夹紧作用，实现了不同长度的金属棒的夹紧固定需要。
26.本实施例的一种情况中，所述驱动组件包括竖直转动在u型架2顶部的驱动轴14，驱动轴14上端设置有与蜗轮23相互啮合的蜗杆15，所述驱动轴14底部通过齿轮件连接有主动轴12，所述驱动轴14底部穿过u型架2连接有驱动电机3，具体的，所述驱动电机3驱动了驱动轴14转动，一方面使得蜗杆15同步转动带动了蜗轮23进行转动，另一方面在齿轮件的配合下，使得主动轴12也发生转动。
27.本实施例的一种情况中，所述应力锤20底部安装应力贴片，应力贴片通过导线21电性连接有控制屏22，控制屏22固定在u型架2上，具体的，通过设计应力贴片可以更好的将应力锤20对于金属棒所施加的载荷进行实时的监控，进一步提高了装置的可靠性。
28.本实施例的一种情况中，所述升降筒17左侧位置设置有让位槽，使得升降齿24与摆动齿31在啮合过程中不会与升降筒17发生位置上的干涉，进一步增加了装置的可靠性。
29.实施例2：本发明的另外一种实施例中，该实施例与上述实施例的区别之处在于，其中，所述齿轮件包括齿轮箱13，齿轮箱13内部设置有固定在驱动轴14底部的驱动齿轮38以及固定在主动轴12左侧的主动齿轮39，所述驱动齿轮38和主动齿轮39相互啮合，通过设置相互啮合的主动齿轮39以及驱动齿轮38可以将驱动轴14的扭矩同步传递给主动轴12，使得整个装置中只存在一个动力来源，进一步降低了装置的零件成本。
30.本发明的工作原理是：工作时，将需要检测的金属棒放置在两个夹紧组件8组件，通过使得转动手柄10进行转动，实现了固定架7与活动架6之间长度调节，之后通过转动夹紧手柄36，确保了对于金属棒两端的夹紧固定，之后通过启动驱动电机3，使得驱动轴14转动，一方面在齿轮件的配合下，通过夹紧组件8使得金属棒转动，同时在动力组件的配合下，使得升降柱18带动了应力锤20上下移动，实现了对于转动状态下的金属棒的径向载荷的施
加，使金属棒产生受迫振动产生弯曲疲劳破坏，得出金属棒的弯曲疲劳极限，即得出金属材料能承受的径向交变荷载能，所述驱动电机3作为动力源，可以输出不同扭矩的动力源，最终施加在应力锤20上，确保了不同载荷的施加效果。
31.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。