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機械式頂推多功能腐蝕疲勞試驗機

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機械式頂推多功能腐蝕疲勞試驗機 產品詳情

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機械式頂推多功能腐蝕疲勞試驗機


1 機械式頂推多功能腐蝕疲勞試驗機的制備

本發明涉及一種機械式拉壓多功能疲勞加載裝置及其方法,該機械式拉壓多功能疲勞加載裝置包括動力源主軸、試件加載連接件、雙偏心輪機構、拉片、彈性拉壓連桿機構,所述彈性拉壓連桿機構包括壓力連桿、彈性元件、反力外殼、加載雙插耳;該方法為包括以下步驟:旋轉副偏心輪,按需求調節該副偏心輪的偏心軸位置后,將副偏心輪與主偏心輪鎖緊;啟動動力源,依次通過主偏心輪、副偏心輪、拉片、壓力連桿調節彈性元件的伸縮量;旋轉調節螺母,進一步微調彈性元件的伸縮量,滿足試件加載需求。本發明能夠極大地降低由于結構元件磨損、機械間隙引起的載荷誤差,實現對結構原件較高精度的重復疲勞加載。

混凝土梁腐蝕疲勞試驗系統分為動力設備、計數設備、控制設備以及腐蝕箱等關鍵設備,能對尺寸較小的梁式試件進行加載(圖1.11))。試制成功之后,又制作相同原理的另一套試驗設備,能對大尺寸梁進行加載(圖1.12))。


1.1 動力設備

動力設備由電動機、減速機和偏心輪三部分組成,電動機采用上海力標電機有限公司生產的型號為Y100L-6的三相異步電動機,轉速為940r/min,減速機為常州史瑞克傳動機械有限公司生產的型號為BLD13-71-1.5擺線針輪減速機,偏心輪為定制的,實物見圖1.2。根據電動機和減速機的性能,可以算得理論頻率為940÷71÷60=0.22Hz,實際測量機器的轉速為每小時840~850轉,所以實際頻率為0.23~0.24Hz,這種低頻率下有助于腐蝕作用的發揮,使腐蝕與疲勞的耦合作用更加明顯。


1.2 計數設備

計數設備由開關電源、繼電器、計數器和接近開關組成,各部分見圖1.3。在偏心輪上粘貼一塊鐵片或者鋁片(見圖1.2c)),當鐵片或者鋁片經過接近開關時,繼電器被觸發,計數器數字增大一個,如此來記錄偏心輪轉動的圈數,即加載次數。


1.3 控制設備

控制設備包括加載螺栓、力傳感器以及峰值測力儀等組成,見圖1.4。峰值測力儀采用上海梅立克自動化儀表有限公司生產的型號為GGD-331峰值測力儀,力傳感器為5t的拉壓力傳感器。旋轉加載螺栓對加載荷載進行控制,加載的荷載經拉壓力傳感器的感應,從峰值測力儀顯示力。峰值測力儀左側顯示的是每次循環加載中的荷載(小于10kN不顯示),右側圍動態顯示實時加載力。



1.4 腐蝕箱

腐蝕箱為不銹鋼材料加工而成,其尺寸大小根據試驗梁具體尺寸而定,要比試驗梁的尺寸大一些。里面盛有試驗用的腐蝕溶液,對小梁進行腐蝕。


用軸承、連桿、插耳、螺栓等輔件將以上各個設備連成一個整體,組裝成圖2.4.1所示的自制的簡易腐蝕疲勞加載系統。

這套腐蝕疲勞試驗加載系統構造簡單,傳力明確,造價低,可以以低成本較好的完成小梁腐蝕疲勞試驗,并且其功率小,耗電量低,更加節約了試驗成本。由于是初次設計,設計的不夠周全,機器在使用過程中也出現了一些問題。

首先是設計荷載過小,導致某些零部件經常出現損壞,比如連桿于固定桿連接處的螺栓,直徑只有10mm,在20kN循環荷載下,出現過幾次破壞;其次是設計不夠精細,比如偏心輪的位置稍微偏了一點,導致連桿與偏心輪連接的不夠緊密,此處的螺栓不僅受到剪力作用還有彎矩的作用,在彎剪共同作用下螺栓易出現破壞;再就是只能單點加載,且每次只能進行一根梁的試驗,所以試驗效率還有待提高;最后就是荷載不夠穩定,需要經常調節。

在總結該系統經驗的基礎上對其缺陷進行改進,制作了類似原理的另一套試驗設備,能對大尺寸梁進行加載(圖1.12))。

1.5小結

自主設計了一大一小兩套腐蝕疲勞試驗加載系統。該系統主要由四部分組成:動力設備、計數設備、控制設備和腐蝕箱,用軸承、連桿、插耳、螺栓等輔件將以上各個設備連成一個整體,組裝成簡易腐蝕疲勞加載系統。在總結該系統經驗的基礎上對其缺陷進行改進,制作了類似原理的另一套試驗設備,能對大尺寸梁進行加載。



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