高頻疲勞試驗機(jī)設(shè)計與研究-畢業(yè)論文

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1、型微機(jī)控制高頻拉壓疲勞試驗機(jī)是一種通用的電磁激勵共振型疲勞試驗機(jī)，它可以對金屬材料進(jìn)行250Hz以下的拉壓疲勞試驗。木機(jī)引入微機(jī)直接參與管理與控制，因而大大擴(kuò)大了傳統(tǒng)高頻疲勞試驗機(jī)的功能。它除了可進(jìn)行常規(guī)的疲勞試驗外，述可進(jìn)行程控加荷試驗，由于計算機(jī)的引入，從而在試驗中實現(xiàn)了對負(fù)荷放大器的自動校準(zhǔn)；試驗過程中對交變負(fù)荷及平均負(fù)荷的自動穩(wěn)幅控制；并口J自動定時存儲負(fù)荷值及頻率、循環(huán)次數(shù)；試驗結(jié)束后，可打印出數(shù)據(jù)報表。試驗中，在CRT顯示器上顯示各種操作提示，使操作者感到得心應(yīng)手，同時在屏幕上進(jìn)行多參數(shù)的同時顯示（交變負(fù)荷、平均負(fù)荷、諧振頻率、循壞次數(shù)、工作時間累計等），并口動控制事故停機(jī)及故障顯

2、示。本機(jī)電控系統(tǒng)采用先進(jìn)的脈沖調(diào)寬型系統(tǒng)及開關(guān)型晶體管功率放大器，消除了憑經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)諧、移相操作的不便。因此，啟動容易，操作方便，效率高，功耗低。平均負(fù)荷控制系統(tǒng)采用直流電機(jī)無級調(diào)速，因此傳動平穩(wěn)，加載、卸載迅速，控制精度極高。本機(jī)既可以做不對稱疲勞試驗，也可做對稱疲勞試驗。另外，本機(jī)可電動升降上夾頭,工作臺面有T形榊，可以裝置各種專用夾具和附件，nr配備三點(diǎn)彎曲、四點(diǎn)彎曲、板材、緊湊拉伸等夾具，可對汽車連桿、齒輪和鏈條、螺栓、抽油管等零件或材料進(jìn)行試驗，并可根據(jù)需要配備包絡(luò)線、裂紋擴(kuò)展速率、S-N曲線等試驗部件。木機(jī)性能良好，功能完備，適用于機(jī)械、冶金、交通等部門及大專院校、科研單位使用。我

3、們的設(shè)計題目為：30T高頻疲勞試驗機(jī)的設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容包括：設(shè)計變壓器繞線機(jī)及其微機(jī)控制系統(tǒng)一套。該系統(tǒng)應(yīng)具有微機(jī)自動控制，數(shù)據(jù)采集，顯示和通訊功能，可實現(xiàn)線圈繞制過程口動化?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計方案包括：繞線機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、微機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計。這是一次非常有意義的設(shè)計，不但是對我們以前所學(xué)知識的總結(jié)，把理論應(yīng)用于實際,增加了我們的動手能力，也為我們以后進(jìn)行設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)。由于時間倉促和個人的知識水平有限，設(shè)計和論文中的錯誤和不足在所難免，請各位老師給予批評指正。第1章總體方案設(shè)計.本次設(shè)計的課題是:30T高頻疲勞試驗機(jī)的設(shè)計。其設(shè)計的要點(diǎn)是要保證:結(jié)構(gòu)簡單、沒有維護(hù)的液壓

4、源及閥門、泵或冷卻系統(tǒng)、使用操作方便、效率高、耗能低等。1.1工作原理主機(jī)負(fù)荷框架由橫梁、立柱、底座、減振彈簧組成。rti直流伺服電機(jī)、兩對蝸輪副、絲杠及弓形環(huán)等組成平均負(fù)荷系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了施加平均負(fù)荷（拉或壓）夕卜司時根據(jù)試樣或構(gòu)件來調(diào)整試驗空間。激勵電磁鐵、銜鐵、弓形壞及確碼等組成交變負(fù)荷激勵系統(tǒng)。試樣、確碼、弓形環(huán)組成一個質(zhì)量一彈簧系統(tǒng),當(dāng)電磁鐵的激勵信號頻率與該系統(tǒng)固有頻率相同時，則產(chǎn)生共振，使試樣上所受的交變負(fù)荷要比在電磁恢上所施加的激勵力大出好多倍。絲桿與連接板通過四根拉桿同屮橫梁同定在一起，弓形環(huán)同定在屮橫梁的下部，K碼托盤固定在弓形環(huán)的下部，四級八塊可拆卸的祛碼安裝在祛碼托盤上

5、，用來調(diào)節(jié)試驗機(jī)的工作頻率。上夾具安裝在祛碼托的下部，用以安裝試樣,試樣又與下夾頭同傳感器連接在一起，傳感器固定在機(jī)座上電磁鐵與銜鐵之間的氣隙口J通過激勵彈簧下的調(diào)墊進(jìn)行調(diào)整，氣隙為0.2-0.6mm,工作臺（底座）面上有T型槽,可以安裝各種專用夾具和附件，用來做斷裂韌性試驗（預(yù)制裂紋）或結(jié)構(gòu)件的疲勞試驗。圖1-1高頻疲勞試驗機(jī)1.2課題研究的目的和意義

6、高頻疲勞試驗機(jī)在齊種類型的疲勞試驗機(jī)屮，具有結(jié)構(gòu)簡單、沒有維護(hù)的!液壓源及閥門、泵或冷卻系統(tǒng)、使用操作方便、效率高、耗能低等特點(diǎn)，所以Ii它被廣泛的應(yīng)用在科研、航空航天、高等院校和工業(yè)生產(chǎn)等部門。i高頻疲勞試驗機(jī)被廣泛用來測試各種金屬材料抵抗

7、疲勞斷裂性能、測試KIG!值、S-N等曲線等等；選配不同的夾具或環(huán)境實驗裝置，被廣泛用來測試各II種材料和零部件（如板材、齒輪、曲軸、螺栓、鏈條、連桿、緊湊拉伸等等）i的疲勞壽命，可完成對稱疲勞試驗、不對稱疲勞試驗、單向脈動疲勞試驗、塊

8、譜疲勞試驗、調(diào)制控制疲勞試驗、高低溫疲勞試驗、三點(diǎn)彎、四點(diǎn)彎、扭轉(zhuǎn)等I種類繁多的疲勞試驗。廿前很多高等院校、科研部門和國際知名企業(yè)均采用高I!頻試驗機(jī)進(jìn)行斷裂韌性試驗、測試金屬材料裂紋擴(kuò)展速率及材料的門坎值，隨I窣著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及測試手段的完善，它的使用功能正在:不斷的擴(kuò)大中。Ii1.3試驗機(jī)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢I原瑞士Amsler公司是世界上

9、生產(chǎn)高頻疲勞試驗機(jī)歷史最為悠久的國家，最訂j早期生產(chǎn)的型號是2HFP421和10HFP422,分別是20KN和100KN的高頻疲勞試驗機(jī),I它采用光學(xué)測力系統(tǒng)，電子管電路的幅度控制型控制系統(tǒng)。七十年代相繼推出!10HFP1478機(jī)型和20HFP1430于機(jī)型，將光學(xué)測力系統(tǒng)改為電測力系統(tǒng)，電了管:電路大部分被晶體管電路所取代，但仍為幅度控制型系統(tǒng),W20HFP1430型主機(jī)I鳥結(jié)構(gòu)比以前有較大變化