(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210650600.7 (22)申请日 2022.06.10 (71)申请人 中车株洲电力机车有限公司 地址 412001 湖南省株洲市石峰区田心高 科园 (72)发明人 沈龙江　李振华　谢加辉　邹文辉　 何烨　 (74)专利代理 机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 431 13 专利代理师 卢宏　易嘉霖 (51)Int.Cl. G01N 3/20(2006.01) G01N 3/32(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种旋转弯曲疲劳试验 装置与试验方法 (57)摘要 本发明提供了一种旋转弯曲疲劳试验装置 与试验方法， 该试验装置包括加载装置、 试样轴、 及轴支撑件， 所述试样轴安装在轴支撑件上， 所 述加载装置设置在试样轴上， 所述加载装置包括 安装在试样轴上的传力座及设置在所述传力座 上的第一加载装置和第二加载装置， 所述第一加 载装置和第二加载装置布置在与所述试样轴的 轴线垂直的平 面内， 且所述第一加载装置的轴线 与第二加载装置的轴线相互垂直， 所述第一加载 装置和第二加载装置的端部均与所述传力座相 连。 本发明在保证试验可靠性的前提下， 对传统 旋转弯曲疲 劳试验装置进行了精简， 大幅节省试 验装置的成本 。 权利要求书1页 说明书4页 附图6页 CN 115078122 A 2022.09.20 CN 115078122 A 1.一种旋转弯 曲疲劳试验装置， 包括加载装置(1)、 试样轴(2)、 及轴支撑件， 所述试样 轴(2)安装在轴支撑件上， 所述加载装置(1)设置在试样轴(2)上， 其特征在于， 所述加载装 置(1)包括安装在试样轴(2)上的传力座(4)及设置在所述传力座(4)上的第一加载装置 (11)和第二加载装置(12)， 所述第一加载装置(11)和第二加载装置(12)布置在与所述试样 轴(2)的轴线垂直的平面内， 且所述第一加载装置(11)的轴线与第二加载装置(12)的轴线 相互垂直， 所述第一加载装置(1 1)和第二加载装置(12)的端部均 与所述传力座(4)相连。 2.根据权利要求1所述的旋转弯曲疲劳试验装置， 其特征在于， 所述轴支撑件为固定设 置的盘类件(3)， 所述盘类件(3)的中心开设有通孔(30)， 所述试样轴(2)的一端设置在所述 通孔(30)内， 所述试样轴(2)的另一端通过传力座(4)与所述第一加载装置(11)与第二加载 装置(12)相连。 3.根据权利要求1所述的旋转弯曲疲劳试验装置， 其特征在于， 所述轴支撑件的下部为 支架(31)， 所述轴支撑件的上部为轴支座(32)， 所述试样轴(2)安装在所述轴支座(32)内。 4.根据权利要求3所述的旋转弯曲疲劳试验装置， 其特征在于， 所述试样轴(2)的两端 分别设有一个轴支撑件， 所述第一加载装置(11)和第二加载装置(12)通过传力座(4)安装 在所述试样轴(2)的中部 。 5.根据权利要求3所述的旋转弯曲疲劳试验装置， 其特征在于， 所述试样轴(2)上设有 两个轴支撑件， 所述轴支撑件分为第一轴支撑件(33)和第二轴支撑件(34)， 所述试样轴(2) 的一端设有第一轴支撑件(33)， 所述试样轴(2)的另一端通过传力座(4)与所述第一加载装 置(11)和第二加载装置(12)相连， 在所述第一轴支撑件(33)与所述传力座(4)之间设有第 二轴支撑件(34)。 6.根据权利要求5所述的旋转弯曲疲劳试验装置， 其特征在于， 所述第 二轴支撑件(34) 设置在靠 近所述传力座(4)的一侧。 7.根据权利要求2或5所述的旋转弯曲疲劳试验装置， 其特征在于， 传力座(4)与试样轴 (2)的连接采用圆柱面配合或圆锥面配合。 8.根据权利要求2或5所述的旋转弯曲疲劳试验装置， 其特征在于， 所述加载装置(1)在 传力座(4)上固定设有位于试样轴(2)端部 外侧的压 板(5)。 9.一种采用如权利要求1至8任意一项所述的旋转弯曲疲劳试验装置进行试验的方法， 其特征在于， 包括如下步骤： 步骤一， 将所述试样轴(2)安装在轴支撑件上； 步骤二， 在试样轴(2)上安装传力座(4)及第一加载装置(11)和第二加载装置(12)， 且 确保所述第一加载装置(11)和第二加载装置(12)布置在所述试样轴(2)轴线垂直的平面 内， 第一加载装置(1 1)与第二加载装置(12)之间夹角呈90 °； 步骤三， 设置所述第一加载装置(11)与第二加载装置(12)的输出作用力分别满足下述 函数： Fy＝F0·sin(ω·t)    (2) 根据上式， 所述第一加载装置(11)输出的作用力Fx按照式(1)变化， 所述第二加载装置 (12)输出的作用力Fy按照式(2)变化； 式 中F0为输出力的幅值， ω为角速度， t为时间。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115078122 A 2一种旋转弯曲疲劳试验装 置与试验方 法 技术领域 [0001]本发明属于试验技 术领域， 尤其涉及一种旋转弯曲疲劳试验 装置与试验方法。 背景技术 [0002]轴类零部件是各类机械设备中的关键零部件， 通常起着承载、 传递动力的重要作 用， 轴类零部件旋转工作时， 一般采用轴承支撑。 对于重要的设备， 对其关键的轴类零部件 进行疲劳寿命研究是必 要的， 为了缩短试验的周期， 通常的做法是采用 “振幅增强法 ”。 如图 1、 图2、 图3所示， 对于传统轴类零部件旋转弯曲疲劳试验装置， 通常包括试样轴2、 旋转 驱动 系统6、 支撑轴承15、 加载轴承14、 加载装置1、 支架31， 以及服务于轴承的润滑系统。 当采用 “振幅增强法 ”进行疲劳试验时， 增大的试验载荷对支撑轴承15和加载轴承14非常不利， 会 导致轴承寿命降低， 为了满足试验需求， 往往需要选用承载能力更大 的轴承或者在轴承损 坏时更新轴承， 这会导 致试验成本的增 加。 [0003]公开号为CN103175702A的中国发明专利申请公开了一种轮轴疲劳试验装置及其 方法， 在实施轴颈疲劳试验过程中， 被试轮轴做匀速的周向转动， 三个作动缸分别向被试轮 轴的轴颈施加载荷， 以完成疲劳试验所需的周次操作。 该轮轴疲劳试验装置仍需要有旋转 驱动系统来驱动试样旋转， 这样必然还需要设置加载部位的轴承， 因此该轮轴疲劳试验装 置结构复杂并且成本高。 发明内容 [0004]本发明目的在于提供一种旋转弯曲疲劳试验装置与试验方法,以解决现有轴类零 部件旋转弯曲疲劳试验 装置结构复杂且试验 装置成本高的技 术问题。 [0005]为解决上述 技术问题， 本发明的具体技 术方案如下： [0006]一种旋转弯曲疲劳试验装置， 该试验装置包括加载装置、 试样轴、 及轴支撑件， 所 述试样轴安装在轴支撑件上， 所述加载装置设置在试样轴 上， 所述加载装置包括安装在试 样轴上的传力座及设置在所述传力座上的第一加载装置和 第二加载装置， 所述第一加载装 置和第二加载装置布置在与所述试样轴的轴线垂 直的平面内， 且所述第一加载装置的轴线 与第二加载装置的轴线相互垂直， 所述第一加载装置和第二加载装置的端部均与所述传力 座相连。 [0007]由此， 通过设置第一加载装置和第二加载装置， 将第一加载装置与第二加载装置 之间夹角设为90 °， 且将第一加载装置和第二加载装置布置在所述试样轴的轴线垂直平面 内， 这样使用时两个互相垂直的加载装置作用在试样上， 两个加载装置的输出作用力均按 正弦变化， 其周期相同、 幅值相等、 相位相差90 °， 且这第一加载装置和第二加载装置对 试样 轴的合力为一个幅值恒定、 方向旋转变化的作用力， 以此来模拟轴类零部件旋转工作时， 其 工作载荷对轴类零部件的旋转弯曲作用。 这样便实现了试验载荷大小不变， 且载荷的方向 能够以试样为中心旋转的效果。 相比传统及现有技术CN103175702A的试验方法， 其对于试 样轴的试验效果是相同的， 因为传统试验方法是通过试样轴旋转保证载荷大小和方向保持说　明　书 1/4 页 3 CN 115078122 A 3