一种金属材料弯曲疲劳度测试装置

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，特别涉及一种金属材料弯曲疲劳度测试装置。

背景技术

金属材料的研究过程中，需要对其各种性能进行检测，其中弯曲疲劳断裂测试时常见的检测项目之一。金属材料弯曲疲劳度测试装置能够实现对金属板进行多次弯曲测试的目的，同时还能节省人工成本，提高效率。

公告号为CN216728946U的中国实用新型专利公布了一种金属材料弯曲装置，包括底座，底座上设置有固定机体和活动机体，活动机体位于固定机体上方，固定机体上设置有第一转辊和第二转辊，活动机体上设置有第三转辊，活动机体和底座通过第一升降机构连接，活动机体和第三转辊通过第二升降机构连接。该设备虽然可以保证弯曲曲率的精度，并方便金属材料快速送进，但是不能对金属板的两端和中心分别固定，并对金属板进行反复弯曲，从而测试弯曲疲劳度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种金属材料弯曲疲劳度测试装置，包括底座和金属板固定机构，金属板固定机构固定安装在底座上。

金属板固定机构包括滑座，滑座固定安装在底座上，滑座上滑动安装有滑架，滑座上固定安装有弹簧，弹簧与滑架固定连接，滑架上固定安装有上齿条，滑架上固定安装有下齿条，底座上转动安装有转动杆，转动杆上固定安装有下齿轮，下齿轮与下齿条形成齿轮齿条配合，下齿轮上转动安装有上齿轮，上齿轮与上齿条形成齿轮齿条配合，上齿轮上固定安装有右转板，下齿轮上固定安装有左转板，左转板与右转板转动连接，左转板和右转板上固定安装有螺杆座，螺杆座上转动安装有双向螺杆，双向螺杆上固定安装有横向手柄轮，螺杆座上滑动安装有第一夹板和第二夹板，第一夹板和第二夹板用于固定金属板，第一夹板和双向螺杆前端形成螺纹配合，第二夹板与双向螺杆的后端形成螺纹配合，左转板上安装有中心手柄轮，中心手柄轮与左转板形成螺纹配合，中心手柄轮上固定安装有中心夹板。

进一步地，第二夹板上转动安装有纵向手柄轮，第二夹板上滑动安装有升降夹板，升降夹板上滑动安装有子滑板，子滑板与第一夹板滑动连接，纵向手柄轮与升降夹板形成螺纹配合。

进一步地，还包括弯折计数机构，弯折计数机构包括滑槽座，滑槽座固定安装在右转板上，底座上固定安装有计数底座，计数底座上滑动安装有滑动齿条，滑动齿条上固定安装有滑头杆，滑头杆的前端与滑槽座的滑槽滑动连接，计数底座上转动安装有内棘轮，内棘轮上转动安装有外齿轮，外齿轮的外侧与滑动齿条形成齿轮齿条配合，外齿轮的内侧与内棘轮形成配合，内棘轮上固定安装有连接齿轮，计数底座上转动安装有一级计数轮，一级计数轮上设置有读数，一级计数轮的两侧设置有凸杆，一级计数轮两侧的凸杆数量比例为十比一，且一级计数轮两侧的凸杆均匀布置，一级计数轮的前端凸杆与连接齿轮形成配合，计数底座上转动安装有变速轮，计数底座上转动安装有二级计数轮，二级计数轮与一级计数轮的形状大小相同，变速轮与一级计数轮的后端凸杆形成配合，二级计数轮的前端凸杆与变速轮形成配合。

进一步地，变速轮和二级计数轮在计数底座上布置至少一组。

进一步地，还包括频率改变机构，频率改变机构包括支座，支座上固定安装有动力电机，动力电机的输出轴上固定安装有中齿轮，中齿轮上固定安装有大齿轮，大齿轮上固定安装有小齿轮，支座上转动安装有中速上齿轮，支座上转动安装有高速上齿轮，支座上转动安装有低速上齿轮，中速上齿轮与中齿轮形成齿轮配合，高速上齿轮与大齿轮形成齿轮配合，低速上齿轮与小齿轮形成齿轮配合，支座上转动安装有中速下齿轮，中速下齿轮和中速上齿轮上安装有中速皮带，支座上转动安装有高速下齿轮，高速下齿轮和高速上齿轮上安装有高速皮带，支座上转动安装有低速下齿轮，低速下齿轮和低速上齿轮上安装有低速皮带，底座上固定安装有滑移座，滑移座上固定安装有滑移电机，滑移电机的输出轴上固定安装有滑移螺杆，滑移座上滑动安装有滑移架，滑移架与滑移螺杆形成螺纹配合，滑移架上转动安装有凸轮，凸轮上固定安装有滑移齿轮，滑移齿轮与中速下齿轮、高速下齿轮或低速下齿轮其中的一个形成齿轮配合，凸轮与滑架形成配合。

进一步地，还包括弯曲角度机构，弯曲角度机构包括水平座，水平座固定安装在底座上，水平座上固定安装有角度电机，角度电机的输出轴上固定安装有输入锥齿轮，水平座上固定安装有竖直座，竖直座上转动安装有竖直螺杆，竖直螺杆上固定安装有输出锥齿轮，输出锥齿轮与输入锥齿轮形成齿轮配合，竖直座上滑动安装有滑块，水平座上安装有滑杆，滑杆上滑动安装有调节滑块，调节滑块上转动安装有连接杆，连接杆与滑块转动连接。

进一步地，角度电机的输出轴上固定安装有水平螺杆，水平螺杆与滑杆形成螺纹配合，滑杆滑动安装在水平座上，调节滑块与连接杆之前为球面副连接，滑块与连接杆之间为球面副连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明的金属板固定机构可以对金属板的两端和中心分别固定，并对金属板进行反复弯曲，从而测试弯曲疲劳度；（2）本发明的弯折计数机构可以实现对弯折次数的计数，方便之后对弯曲疲劳度的计算；（3）本发明的弯曲角度机构可以设定弯曲角度，也方便与对弯曲疲劳度的计算得数；（4）本发明的频率改变机构可以改变对金属板反复弯折的频率，测试不同情况下的金属板材料的弯曲疲劳度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的金属板固定机构示意图。

图3为本发明的滑动齿条示意图。

图4为本发明的外齿轮示意图。

图5为本发明的弯折计数机构示意图。

图6为本发明的频率改变机构位置示意图。

图7为本发明的频率改变机构示意图。

图8为本发明的弯曲角度机构位置示意图。

图9为本发明的弯曲角度机构示意图。

图10为本发明的弯曲角度机构内部结构示意图。

附图标号：1-底座；2-滑座；3-弹簧；4-滑架；5-上齿条；6-下齿条；7-转动杆；8-下齿轮；9-上齿轮；10-右转板；11-左转板；12-螺杆座；13-横向手柄轮；14-双向螺杆；15-第一夹板；16-第二夹板；17-纵向手柄轮；18-升降夹板；19-中心手柄轮；20-中心夹板；21-滑槽座；22-滑头杆；23-滑动齿条；24-外齿轮；25-计数底座；26-内棘轮；27-连接齿轮；28-一级计数轮；29-变速轮；30-二级计数轮；31-支座；32-动力电机；33-中齿轮；34-大齿轮；35-小齿轮；36-中速上齿轮；37-高速上齿轮；38-低速上齿轮；39-中速下齿轮；40-中速皮带；41-高速下齿轮；42-高速皮带；43-低速下齿轮；44-低速皮带；45-滑移座；46-滑移电机；47-滑移螺杆；48-滑移架；49-滑移齿轮；50-凸轮；51-水平座；52-水平螺杆；53-角度电机；54-输入锥齿轮；55-竖直座；56-输出锥齿轮；57-竖直螺杆；58-滑块；59-滑杆；60-调节滑块；61-连接杆。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例：一种金属材料弯曲疲劳度测试装置，包括底座1和金属板固定机构，金属板固定机构固定安装在底座1上。

金属板固定机构包括滑座2，滑座2固定安装在底座1上，滑座2上滑动安装有滑架4，滑座2上固定安装有弹簧3，弹簧3与滑架4固定连接，滑架4上固定安装有上齿条5，滑架4上固定安装有下齿条6，底座1上转动安装有转动杆7，转动杆7上固定安装有下齿轮8，下齿轮8与下齿条6形成齿轮齿条配合，下齿轮8上转动安装有上齿轮9，上齿轮9与上齿条5形成齿轮齿条配合，上齿轮9上固定安装有右转板10，下齿轮8上固定安装有左转板11，左转板11与右转板10转动连接，左转板11和右转板10上固定安装有螺杆座12，螺杆座12上转动安装有双向螺杆14，双向螺杆14上固定安装有横向手柄轮13，螺杆座12上滑动安装有第一夹板15和第二夹板16，第一夹板15和第二夹板16用于固定金属板，第一夹板15和双向螺杆14前端形成螺纹配合，第二夹板16与双向螺杆14的后端形成螺纹配合，左转板11上安装有中心手柄轮19，中心手柄轮19与左转板11形成螺纹配合，中心手柄轮19上固定安装有中心夹板20。滑架4在滑座2上往复滑动，通过弹簧3移动回位，滑架4带动上齿条5和下齿条6移动，上齿条5移动带动上齿轮9转动，下齿条6带动下齿轮8转动，下齿轮8和上齿轮9的转动方向相反，下齿轮8带动左转板11转动，上齿轮9带动右转板10转动；手摇横向手柄轮13，横向手柄轮13带动双向螺杆14转动，双向螺杆14带动第一夹板15和第二夹板16移动，第一夹板15和第二夹板16移动方向相反，第一夹板15和第二夹板16对金属板的一端进行夹紧，右转板10上布置的螺杆座12、第一夹板15和第二夹板16对金属板的另一端进行夹紧；手摇中心手柄轮19，中心手柄轮19向下螺旋转动，中心手柄轮19带动中心夹板20向下移动将金属板中间进行固定夹紧，中心手柄轮19与金属板的侧面接触，右转板10与左转板11转动时带动金属板两端向中心转动，金属板的中间在中心手柄轮19处固定，从而将金属板进行往复弯曲，从而进行弯曲疲劳度测试。

第二夹板16上转动安装有纵向手柄轮17，第二夹板16上滑动安装有升降夹板18，升降夹板18上滑动安装有子滑板，子滑板与第一夹板15滑动连接，纵向手柄轮17与升降夹板18形成螺纹配合。手摇纵向手柄轮17带动升降夹板18向下移动，将金属板上下进行夹紧，保证金属板的高度固定，防止弯折时角度扭曲，第一夹板15与第二夹板16移动时，升降夹板18的子滑板也在升降夹板18上滑动，升降夹板18向下移动时，子滑板在第一夹板15上滑动。

还包括弯折计数机构，弯折计数机构包括滑槽座21，滑槽座21固定安装在右转板10上，底座1上固定安装有计数底座25，计数底座25上滑动安装有滑动齿条23，滑动齿条23上固定安装有滑头杆22，滑头杆22的前端与滑槽座21的滑槽滑动连接，计数底座25上转动安装有内棘轮26，内棘轮26上转动安装有外齿轮24，外齿轮24的外侧与滑动齿条23形成齿轮齿条配合，外齿轮24的内侧与内棘轮26形成配合，内棘轮26上固定安装有连接齿轮27，计数底座25上转动安装有一级计数轮28，一级计数轮28上设置有读数，一级计数轮28的两侧设置有凸杆，一级计数轮28两侧的凸杆数量比例为十比一，且一级计数轮28两侧的凸杆均匀布置，一级计数轮28的前端凸杆与连接齿轮27形成配合，计数底座25上转动安装有变速轮29，计数底座25上转动安装有二级计数轮30，二级计数轮30与一级计数轮28的形状大小相同，变速轮29与一级计数轮28的后端凸杆形成配合，二级计数轮30的前端凸杆与变速轮29形成配合。右转板10转动带动滑槽座21转动，滑槽座21带动滑头杆22移动，滑头杆22带动滑动齿条23移动，滑动齿条23移动带动外齿轮24转动，由于滑架4在底座1上往复滑动，带动右转板10往复摆动，右转板10带动滑槽座21往复摆动，滑槽座21带动滑头杆22往复滑动，滑动齿条23往复直线移动带动外齿轮24往复转动，外齿轮24往复转动传递至内棘轮26带动内棘轮26间歇单方向转动，内棘轮26带动连接齿轮27转动，连接齿轮27带动一级计数轮28转动，并在滑架4每完成一次往复运动时，一级计数轮28转动一个刻度，进行一次计数，一级计数轮28转动间歇带动变速轮29转动，变速轮29带动二级计数轮30转动，且一级计数轮28每转动一整圈带动二级计数轮30转动一个刻度，完成每十位数的计数。

变速轮29和二级计数轮30在计数底座25上布置至少一组。每多布置一组变速轮29和二级计数轮30即可增长一位计数数值。

还包括频率改变机构，频率改变机构包括支座31，支座31上固定安装有动力电机32，动力电机32的输出轴上固定安装有中齿轮33，中齿轮33上固定安装有大齿轮34，大齿轮34上固定安装有小齿轮35，支座31上转动安装有中速上齿轮36，支座31上转动安装有高速上齿轮37，支座31上转动安装有低速上齿轮38，中速上齿轮36与中齿轮33形成齿轮配合，高速上齿轮37与大齿轮34形成齿轮配合，低速上齿轮38与小齿轮35形成齿轮配合，支座31上转动安装有中速下齿轮39，中速下齿轮39和中速上齿轮36上安装有中速皮带40，支座31上转动安装有高速下齿轮41，高速下齿轮41和高速上齿轮37上安装有高速皮带42，支座31上转动安装有低速下齿轮43，低速下齿轮43和低速上齿轮38上安装有低速皮带44，底座1上固定安装有滑移座45，滑移座45上固定安装有滑移电机46，滑移电机46的输出轴上固定安装有滑移螺杆47，滑移座45上滑动安装有滑移架48，滑移架48与滑移螺杆47形成螺纹配合，滑移架48上转动安装有凸轮50，凸轮50上固定安装有滑移齿轮49，滑移齿轮49与中速下齿轮39、高速下齿轮41或低速下齿轮43其中的一个形成齿轮配合，凸轮50与滑架4形成配合。动力电机32启动带动中齿轮33转动，中齿轮33带动大齿轮34转动，大齿轮34带动小齿轮35转动，中齿轮33带动中速上齿轮36转动，大齿轮34带动高速上齿轮37转动，小齿轮35带动低速上齿轮38转动，中速上齿轮36通过中速皮带40带动中速下齿轮39转动，高速上齿轮37通过高速皮带42带动高速下齿轮41转动，低速上齿轮38通过低速皮带44带动低速下齿轮43 转动；滑移电机46启动带动滑移螺杆47转动，滑移螺杆47带动滑移架48在滑移座45上滑动，滑移架48移动带动滑移齿轮49移动，滑移齿轮49移动到不同的位置，与中速下齿轮39、高速下齿轮41、低速下齿轮43其中的一个形成齿轮配合，小齿轮35、中齿轮33、大齿轮34的齿数依次变多，低速下齿轮43、中速下齿轮39、高速下齿轮41的转速依次变大，滑移齿轮49移动到不同位置获得不同的转速，滑移齿轮49带动凸轮50转动，凸轮50转速不同，推动滑架4的频率不同，滑架4在底座1上滑动控制金属板固定机构对金属板进行反复弯曲。

还包括弯曲角度机构，弯曲角度机构包括水平座51，水平座51固定安装在底座1上，水平座51上固定安装有角度电机53，角度电机53的输出轴上固定安装有输入锥齿轮54，水平座51上固定安装有竖直座55，竖直座55上转动安装有竖直螺杆57，竖直螺杆57上固定安装有输出锥齿轮56，输出锥齿轮56与输入锥齿轮54形成齿轮配合，竖直座55上滑动安装有滑块58，水平座51上安装有滑杆59，滑杆59上滑动安装有调节滑块60，调节滑块60上转动安装有连接杆61，连接杆61与滑块58转动连接。角度电机53启动带动输入锥齿轮54转动，输入锥齿轮54转动带动输出锥齿轮56转动，输出锥齿轮56带动竖直螺杆57转动，竖直螺杆57带动滑块58向下滑动，滑块58推动连接杆61，连接杆61推动调节滑块60在滑杆59上滑动，调整两端的调节滑块60之间保持固定的距离，右转板10和左转板11上的螺杆座12移动至与调节滑块60接触，两个调节滑块60之间的距离确定，可以计算出右转板10和左转板11转动的角度，从而设定弯曲角度。

角度电机53的输出轴上固定安装有水平螺杆52，水平螺杆52与滑杆59形成螺纹配合，滑杆59滑动安装在水平座51上，调节滑块60与连接杆61之前为球面副连接，滑块58与连接杆61之间为球面副连接。角度电机53启动带动水平螺杆52转动，水平螺杆52带动滑杆59在水平座51上滑动，滑动期间调节滑块60与连接杆61通过球面副转动，滑块58与连接杆61通过球面副转动，两个调节滑块60在滑杆59上滑动时，滑杆59也在水平座51上滑动，从而保证金属板在进行弯曲时，调节滑块60也在靠近或远离金属板，补偿弯曲角度不同的前后距离误差，进而保证右转板10和左转板11上的螺杆座12可以触碰到两个调节滑块60，从而控制金属板的弯曲角度。