一种螺杆疲劳试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种疲劳试验装置，具体涉及一种测试发电机中螺杆疲劳寿命的试验机，属于疲劳寿命试验领域。


背景技术：

2.在大型发电机行业中，发电电动机转子采用的极间支撑是在转子旋转时对磁极线圈的一种保护结构，极间支撑结构中有一个重要零件就是高强度螺杆，螺杆既受到拉力，又受到径向力，根据发电机不同工况会产生不同的弯曲变形，所以有必要对大型发电机行业会用到的螺杆进行疲劳寿命试验，确保发电电动机的运行安全。一般的疲劳试验机都是两端夹持试验样件，加载方式较单一，不方便同时施加轴向拉力和端部弯曲变形，且加载频率过快，不符合发电机组运行工况和螺杆的实际受力情况。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决疲劳试验机加载方式单一，不方便同时施加多个力，且加载频率过快的问题，进而提出了一种螺杆疲劳试验装置。
4.本实用新型采取的技术方案是：
5.它包括支撑组件、限位组件、驱动组件、连接组件和拉力传感器；
6.支撑组件包括平台、夹具、固定座、卡位座和连接块，限位组件包括弹簧和多个滚动轴承，驱动组件包括吸盘和电磁铁，连接组件包括螺杆、第一螺母和第二螺母；
7.平台为长方形，长方形上表面的一端固定安装有夹具，夹具上加工有第一螺纹孔，长方形上表面的另一端固定安装有固定座、卡位座和拉力传感器，夹具、固定座、卡位座和拉力传感器依次沿长方形的长度方向并列设置，且夹具、固定座、卡位座和拉力传感器的长度方向均与长方形的宽度方向相同，固定座上加工有方形通孔，方形通孔内对称安装有多个滚动轴承，卡位座为凹形，卡位座左右两端的上方分别加工有一个第三螺纹通孔，卡位座的凹形口内固定安装有连接块，连接块的一侧表面上沿宽度方向加工有一个第五螺纹通孔，且第五螺纹通孔的中轴线、第一螺纹孔的中轴线和方形通孔的中轴线位于一条直线上，连接块的左右两端的外表面上分别加工有一个第三螺纹孔，且每个第三螺纹孔的中轴线与每个第三螺纹通孔的中轴线位于一条直线上，螺杆的一端固定安装在卡位座左端的第三螺纹通孔内，螺杆的另一端与第一螺母螺纹连接，螺杆上套设有弹簧，弹簧的一端与卡位座的左端面相抵，弹簧的另一端与第一螺母的内侧表面相抵，吸盘的一侧端面上加工有螺柱，吸盘固定安装在连接块与卡位座之间，且吸盘上的螺柱与连接块右端的第三螺纹孔螺纹连接，电磁铁固定安装在卡位座右端的上表面上，电磁铁与吸盘之间距离为3mm，拉力传感器为圆盘形，圆盘的中心加工有第六螺纹通孔；
8.试验螺杆的一端固定安装在夹具上的第一螺纹孔内，试验螺杆的另一端依次穿过固定座上的方形通孔、连接块上的第五螺纹通孔和拉力传感器上的第六螺纹通孔与第二螺母螺纹连接，且试验螺杆在固定座上的方形通孔内位于多个滚动轴承之间。
9.有益效果：
10.本装置采用传统的两端夹持试验螺杆，实现了对试验螺杆轴向拉力的试验，通过在一端设置连接块、吸盘和电磁铁实现试验螺杆的端部弯曲变形试验，通过直流电源为电磁铁供电，用循环时间继电器控制电磁铁通电的时间和频率，使电磁铁产生吸力，吸引吸盘靠近电磁铁直至两者贴合，吸盘带动连接块从而带动试验螺杆靠近电磁铁，实现试验螺杆端部的弯曲变形试验，使其达到预设的变形量，从而控制试验螺杆弯曲变形的频率。断电后试验螺杆在弹簧的作用下自动复位，自此进入下一个交变载荷的循环，能够保证试验螺杆在同一装置上同时受到两个方向的力，一是可调节的轴向拉力，二是试验螺杆端部的弯曲变形。通过设置拉力传感器便于测量与控制力的大小，结构简洁，节约成本，适用于工厂试验环境。本实用新型不局限于发电机所用的螺杆，其他尺寸螺杆需要做寿命试验的同样适用。
附图说明
11.图1是本试验装置的主视图；
12.图2是本试验装置的俯视图；
13.图3是的本试验装置的电路图；
具体实施方式
14.具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种螺杆疲劳试验装置，它包括支撑组件、限位组件、驱动组件、连接组件和拉力传感器12；
15.支撑组件包括平台1、夹具2、固定座3、卡位座4和连接块6，限位组件包括弹簧7和多个滚动轴承5，驱动组件包括吸盘10和电磁铁11，连接组件包括螺杆8、第一螺母9、多个第一螺栓14、第二螺栓销钉和第二螺母13；
16.平台1为长方形，长方形上表面的两端分别加工有多个第二螺纹孔，长方形上表面的一端固定安装有夹具2，夹具2上加工有第一螺纹孔2-1和多个第一螺纹通孔2-2，所述第一螺纹通孔2-2的数量为2个，夹具2底面的左右两端分别安装有一个板体，每个板体与夹具2为一体件，每个板体上均加工有一个第一螺纹通孔2-2，第一螺纹通孔2-2用于安装第一螺栓14，并将夹具2固定安装在平台1上，平台1上表面的左端的第二螺纹孔的数量与夹具2的第一螺纹通孔2-2的数量相等，且二者对应设置，长方形上表面的另一端固定安装有固定座3、卡位座4和拉力传感器12，夹具2、固定座3、卡位座4和拉力传感器12依次沿长方形的长度方向并列设置，且夹具2、固定座3、卡位座4和拉力传感器12的长度方向均与长方形的宽度方向相同，固定座3上加工有方形通孔3-1和多个第二螺纹通孔3-2，所述第二螺纹通孔3-2的数量为2个，固定座3底面的左右两端分别安装有一个板体，每个板体与固定座3为一体件，每个板体上均加工有一个第二螺纹通孔3-2，方形通孔3-1内对称安装有多个滚动轴承5，滚动轴承5通过销钉固定在固定座上，所述滚动轴承5的数量为2个，第二螺纹通孔3-2用于安装第一螺栓14，将固定座3固定安装在平台1上，固定座3用于支撑固定试验螺杆a，卡位座4为凹形，卡位座4用于支撑、限位连接块6，卡位座4左右两端的上方分别加工有一个第三螺纹通孔4-1，卡位座4的底面左右两端分别安装有一个板体，每个板体与卡位座4为一体件，每个板体上均加工有一个第四螺纹通孔4-2，第四螺纹通孔4-2的数量为2个，第四螺纹
通孔4-2用于安装第一螺栓14，将卡位座4固定安装在平台1上，平台1上表面右端的第二螺纹孔的数量与第二螺纹通孔3-2的数量和第四螺纹通孔4-2的数量总和相等，且三者对应设置，卡位座4的凹形口内固定安装有连接块6，连接块6的一侧表面上沿宽度方向加工有一个第五螺纹通孔6-1，第五螺纹通孔6-1可供试验螺杆a穿过，用于固定试验螺杆a，且第五螺纹通孔6-1的中轴线、第一螺纹孔2-1的中轴线和方形通孔3-1的中轴线位于一条直线上，连接块6的左右两端的外表面上分别加工有一个第三螺纹孔6-2，且每个第三螺纹孔6-2的中轴线与每个第三螺纹通孔4-1的中轴线位于一条直线上，连接块6用于支撑固定试验螺杆a，螺杆8的一端固定安装在卡位座4左端的第三螺纹通孔4-1内，螺杆8的另一端与第一螺母9螺纹连接，螺杆8上套设有弹簧7，弹簧7的一端与卡位座4的左端面相抵，弹簧7的另一端与第一螺母9的内侧表面相抵，螺杆8用于固定安装弹簧7的位置，弹簧7用于控制试验螺杆a的位置。吸盘10的一侧端面上加工有螺柱10-1，如此设置，便于固定吸盘10与连接块6的位置关系，吸盘10固定安装在连接块6与卡位座4之间，且吸盘10上的螺柱10-1与连接块6右端的第三螺纹孔6-2螺纹连接，电磁铁11通过第二螺栓固定安装在卡位座4右端的上表面上，第二螺栓与卡位座4的右端的第三螺纹通孔4-1螺纹连接，电磁铁11与吸盘10之间距离为3mm，此间隙代表着试验螺杆a端部的弯曲变形量，将拉力传感器12设置在试验螺杆a的末端，拉力传感器12为圆盘形，类型为轮辐称重传感器，圆盘的中心加工有第六螺纹通孔，第六螺纹通孔用于穿过试验螺杆a，第六螺纹通孔与试验螺杆a通过螺纹连接，能够保证二者位置关系的精准性，使拉力传感器12的结果更加准确，；
17.试验螺杆a的一端固定安装在夹具2上的第一螺纹孔2-1内，试验螺杆a的另一端依次穿过固定座3上的方形通孔3-1、连接块6上的第五螺纹通孔6-1和拉力传感器12上的第六螺纹通孔与第二螺母13螺纹连接，试验螺杆a通过第二螺母13的拧紧程度调节轴向拉力，使拉力传感器12(轮辐称重传感器)显示拉力大小，且试验螺杆a在固定座3上的方形通孔3-1内位于多个滚动轴承5之间，如此设置，在安装时保证滚动轴承5与连接块6之间是点接触，使其作为给试验螺杆a施加轴向拉力的支撑点。
18.本装置不局限于发电机所用的螺杆，其他尺寸的螺杆需要加载轴向拉力和端部弯曲变形寿命试验的同样适用，且轴向拉力和端部完全变形可以分别施加，操作简单，实用性强。
19.具体实施方式二：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种螺杆疲劳试验装置，它还包括两个垫板15，每个垫板15上加工有多个第七螺纹通孔，每个垫板15上的第七螺纹通孔均与平台1每端的第二螺纹孔对应设置,夹具2与平台1之间、固定座3和卡位座4与平台1之间均安装有一个垫板15，其它与具体实施方式一相同。
20.具体实施方式三：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种螺杆疲劳试验装置，它还包括垫片，垫片安装在电磁铁11与吸盘10之间，垫片的厚度为0.5
㎜
，如此设置，能够通过调整垫片的厚度控制试验螺杆a端部的弯曲变形量，使试验螺杆a的弯曲变形量在0.5-3mm内随意调节，其它与具体实施方式一或二相同。
21.具体实施方式四：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式所述一种螺杆疲劳试验装置，它还包括控制箱，驱动组件还包括循环时间继电器16、控制开关17和直流电源18，循环时间继电器16、控制开关17和直流电源18均安装在一个控制箱内,且电磁铁11、循环时间继电器16、控制开关17和直流电源18依次电性连接，直流电源18为电磁铁11供电，电磁铁
11产生吸力，吸引吸盘10靠近电磁铁11直至两者贴合，吸盘10带动连接块6，连接块6带动试验螺杆a同理靠近电磁铁11，这样就产生了试验螺杆a端部的弯曲变形，使其达到预设的变形量，断电后试验螺杆a在弹簧7的作用下复位，自此进入下一个交变载荷的循环，这样试验螺杆a就受到了两个方向的力，一是可调节的轴向拉力，二是试验螺杆a端部的弯曲变形。控制开关17用于控制总电源，打开控制开关17，直流电源18连接电磁铁11，用循环时间继电器16控制电磁铁11通电的时间和频率，从而控制试验螺杆a弯曲变形的频率。其它与具体实施方式一、二或三相同。
22.工作原理
23.本装置在使用时打开控制开关17，使直流电源18为电磁铁11供电，电磁铁11产生吸力，吸引吸盘10靠近电磁铁11直至两者贴合，电磁铁11与吸盘10之间距离为3mm，吸盘10带动连接块6，连接块6带动试验螺杆a同理靠近电磁铁11，这样就实现了试验螺杆a端部的弯曲变形，使其达到预设的变形量，断电后试验螺杆a在弹簧7的作用下复位，自此进入下一个交变载荷的循环，这样试验螺杆a就受到了两个方向的力，一是可调节的轴向拉力，二是试验螺杆a端部的弯曲变形。