螺栓疲劳试验机主要用于测试螺栓等紧固件在反复载荷作用下的疲劳性能,其结构设计需要兼顾加载精度、稳定性、安全性和测试效率。
1.机架与主体框架
功能:提供刚性支撑,承受试验过程中的动态载荷和振动。
设计特点:
通常采用高强度钢材或铸造结构,确保足够的抗弯和抗扭强度。
框架多为封闭式或龙门式结构,以减少变形和振动传递。
部分高*机型配备减震底座或隔振装置,降低环境振动对测试的影响。
2.加载系统
功能:对螺栓施加动态或静态载荷,模拟实际工况中的受力状态。
类型:
电磁振动激励式:通过电磁激振器产生周期性载荷,适用于高频疲劳测试。
电液伺服式:利用电液伺服阀控制液压缸,可精确实现复杂载荷谱(如正弦波、随机波形等)。
机械偏心轮式:通过偏心轮旋转产生周期性载荷,成本低但波形控制能力较弱。
关键部件:
作动器:核心执行机构,需具备高动态响应和长寿命(如液压缸或电动缸)。
夹具:根据螺栓类型定制,需保证轴向对中并避免应力集中。
载荷传感器:实时监测载荷大小,精度通常要求达到±1%以内。
3.传动与导向机构
功能:确保载荷精确传递至螺栓,并控制运动方向。
设计特点:
采用直线导轨或光轴导向,减少横向偏移和摩擦。
传动部件(如丝杠、齿轮)需耐磨且间隙可调,以保证长期稳定性。
4.螺栓疲劳试验机控制系统
功能:设定试验参数(如载荷幅值、频率、波形)、采集数据并监控试验过程。
组成部分:
控制器:通常为PLC或专用疲劳试验机控制器,支持编程和自动化测试。
数据采集模块:记录载荷、位移、时间等参数,采样率需满足高频疲劳需求(如10kHz以上)。
人机界面:触摸屏或计算机软件,用于参数设置和实时数据显示。
5.检测与保护系统
功能:实时监测试验状态,防止设备损坏或安全事故。
关键功能:
断裂检测:通过传感器检测螺栓断裂或松弛,立即停止试验。
过载保护:当载荷超过设定值时自动卸载。
紧急停机:配备物理紧急停止按钮,切断所有动力源。
