《电磁激励共振型疲劳试验机的设计》》-毕业论文.docVIP

前 言 型微机控制高频拉压疲劳试验机是一种通用的电磁激励共振型疲劳试验机，它可以对金属材料进行250Hz以下的拉压疲劳试验。本机引入微机直接参与管理与控制，因而大大扩大了传统高频疲劳试验机的功能。它除了可进行常规的疲劳试验外，还可进行程控加荷试验，由于计算机的引入，从而在试验中实现了对负荷放大器的自动校准；试验过程中对交变负荷及平均负荷的自动稳幅控制；并可自动定时存储负荷值及频率、循环次数；试验结束后，可打印出数据报表。试验中，在CRT显示器上显示各种操作提示，使操作者感到得心应手，同时在屏幕上进行多参数的同时显示（交变负荷、平均负荷、谐振频率、循环次数、工作时间累计等），并自动控制事故停机及故障显示。 本机电控系统采用先进的脉冲调宽型系统及开关型晶体管功率放大器，消除了凭经验进行调谐、移相操作的不便。因此，启动容易，操作方便，效率高，功耗低。平均负荷控制系统采用直流电机无级调速，因此传动平稳，加载、卸载迅速，控制精度极高。 本机既可以做不对称疲劳试验，也可做对称疲劳试验。另外，本机可电动升降上夹头，工作台面有Ｔ形槽，可以装置各种专用夹具和附件，可配备三点弯曲、四点弯曲、板材、紧凑拉伸等夹具，可对汽车连杆、齿轮和链条、螺栓、抽油管等零件或材料进行试验，并可根据需要配备包络线、裂纹扩展速率、S-N曲线等试验部件。 本机性能良好，功能完备，适用于机械、冶金、交通等部门及大专院校、科研单位使用。 我们的设计题目为：30T 高频疲劳试验机的设计。设计内容包括：设计变压器绕线机及其微机控制系统一套。该系统应具有微机自动控制，数据采集，显示和通讯功能，可实现线圈绕制过程自动化。总体结构设计方案包括：绕线机总体结构设计、传动系统结构设计、微机控制系统软硬件设计。 这是一次非常有意义的设计，不但是对我们以前所学知识的总结，把理论应用于实际，增加了我们的动手能力，也为我们以后进行设计工作打下坚实的基础。由于时间仓促和个人的知识水平有限，设计和论文中的错误和不足在所难免，请各位老师给予批评指正。 第1章 总体方案设计. 本次设计的课题是：30T 高频疲劳试验机的设计。其设计的要点是要保证：结构简单、没有维护的液压源及阀门、泵或冷却系统、使用操作方便、效率高、耗能低等。 工作原理 主机负荷框架由横梁、立柱、底座、减振弹簧组成。由直流伺服电机、两对蜗轮副、丝杠及弓形环等组成平均负荷系统, 该系统除了施加平均负荷（拉或压）外, 同时根据试样或构件来调整试验空间。激励电磁铁、衔铁、弓形环及砝码等组成交变负荷激励系统。试样、砝码、弓形环组成一个质量—弹簧系统, 当电磁铁的激励信号频率与该系统固有频率相同时, 则产生共振, 使试样上所受的交变负荷要比在电磁铁上所施加的激励力大出好多倍。 丝杆与连接板通过四根拉杆同中横梁固定在一起, 弓形环固定在中横梁的下部, 砝码托盘固定在弓形环的下部, 四级八块可拆卸的祛码安装在祛码托盘上, 用来调节试验机的工作频率。上夹具 安装在砝码托的下部, 用以安装试样, 试样又与下夹头同传感器连接在一起, 传感器固定在机座上电磁铁与衔铁之间的气隙可通过激励弹簧下的调垫进行调整, 气隙为0.2-0.6mm, 工作台（底座）面上有T型槽, 可以安装各种专用夹具和附件, 用来做断裂韧性试验 (预制裂纹) 或结构件的疲劳试验。 图1-1 高频疲劳试验机 课题研究的目的和意义 高频疲劳试验机在各种类型的疲劳试验机中，具有结构简单、没有维护的液压源及阀门、泵或冷却系统、使用操作方便、效率高、耗能低等特点，所以它被广泛的应用在科研、航空航天、高等院校和工业生产等部门。?  高频疲劳试验机被广泛用来测试各种金属材料抵抗疲劳断裂性能、测试KIG值、S?–?N等曲线等等；选配不同的夹具或环境实验装置，被广泛用来测试各种材料和零部件（如板材、齿轮、曲轴、螺栓、链条、连杆、紧凑拉伸等等）的疲劳寿命，可完成对称疲劳试验、不对称疲劳试验、单向脉动疲劳试验、块谱疲劳试验、调制控制疲劳试验、高低温疲劳试验、三点弯、四点弯、扭转等种类繁多的疲劳试验。目前很多高等院校、科研部门和国际知名企业均采用高频试验机进行断裂韧性试验、测试金属材料裂纹扩展速率及材料的门坎值，随着微电子技术和计算机技术的发展，以及测试手段的完善，它的使用功能正在不断的扩大中。 试验机现状及其发展趋势 原瑞士Amsler公司是世界上生产高频疲劳试验机历史最为悠久的国家, 最早期生产的型号是2HFP421和10HFP422, 分别是20KN和100KN的高频疲劳试验机, 它采用光学测力系统,电子管电路的幅度控制型控制系统。七十年代相继推出10HFP1478机型和20HFP1430于机型, 将光学测力系统改为电测力系统, 电子管电路大部分被晶体管电路所取代, 但仍为幅度控制型系统,