高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)，是一種主要用于測(cè)定金屬及其合金材料在室溫狀態(tài)下的拉伸、壓縮或拉、壓交變負(fù)荷的疲勞性能試驗(yàn)的機(jī)器。
高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷、高頻率、低消耗，從而縮短試驗(yàn)時(shí)間，降低試驗(yàn)費(fèi)用。
疲勞試驗(yàn)機(jī)用于進(jìn)行測(cè)定金屬、合金材料及其構(gòu)件（如操作關(guān)節(jié)、固接件、螺旋運(yùn)動(dòng)件等）在室溫狀態(tài)下的拉伸、壓縮或拉壓交變負(fù)荷的疲勞特性、疲勞壽命、預(yù)制裂紋及裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)。高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)在配備相應(yīng)試驗(yàn)夾具后，可進(jìn)行正弦載荷下的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、薄板材拉伸試驗(yàn)、厚板材拉伸試驗(yàn)、強(qiáng)化鋼條拉伸試驗(yàn)、鏈條拉伸試驗(yàn)、固接件試驗(yàn)、連桿試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)、彎扭復(fù)合疲勞試驗(yàn)、交互彎曲疲勞試驗(yàn)、CT試驗(yàn)、CCT試驗(yàn)、齒輪疲勞試驗(yàn)等。
疲勞試驗(yàn)機(jī)
試驗(yàn)方法
高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)是指通過(guò)金屬材料實(shí)驗(yàn)測(cè)定金屬材料的σ-1，繪制材料的S-N曲線，進(jìn)而觀察疲勞破壞現(xiàn)象和斷口特征，進(jìn)而學(xué)會(huì)對(duì)稱(chēng)循環(huán)下測(cè)定金屬材料疲勞極限的方法。檢測(cè)設(shè)備一般有疲勞試驗(yàn)機(jī)和游標(biāo)卡尺。
在足夠大的交變應(yīng)力作用下，于金屬構(gòu)件外形突變或表面刻痕或內(nèi)部缺陷等部位，都可能因較大的應(yīng)力集中引發(fā)微觀裂紋。分散的微觀裂紋經(jīng)過(guò)集結(jié)溝通將形成宏觀裂紋。已形成的宏觀裂紋逐漸緩慢地?cái)U(kuò)展，構(gòu)件橫截面逐步削弱，當(dāng)達(dá)到一定限度時(shí)，構(gòu)件會(huì)突然斷裂。金屬因交變應(yīng)力引起的上述失效現(xiàn)象，稱(chēng)為金屬的疲勞。靜載下塑性性能很好的材料，當(dāng)承受交變應(yīng)力時(shí)，往往在應(yīng)力低于屈服極限沒(méi)有明顯塑性變形的情況下，突然斷裂。
疲勞斷口明顯地分為兩個(gè)區(qū)域：較為光滑的裂紋擴(kuò)展區(qū)和較為粗糙的斷裂區(qū)。裂紋形成后，交變應(yīng)力使裂紋的兩側(cè)時(shí)而張開(kāi)時(shí)而閉合，相互擠壓反復(fù)研磨，光滑區(qū)就是這樣形成的。載荷的間斷和大小的變化，在光滑區(qū)留下多條裂紋前沿線。至于粗糙的斷裂區(qū)，則是zui后突然斷裂形成的。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，機(jī)械零件的失效，約有70%左右是疲勞引起的，而且造成的事故大多數(shù)是災(zāi)難性的。因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究金屬材料抗疲勞的性能是有實(shí)際意義的。
分類(lèi)
疲勞試驗(yàn)機(jī)根據(jù)試驗(yàn)頻率可分為低頻疲勞試驗(yàn)機(jī)、中頻疲勞試驗(yàn)機(jī)、高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)、超高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)。頻率低于30Hz的稱(chēng)為低頻疲勞試驗(yàn)機(jī)，30-100Hz的稱(chēng)為中頻疲勞試驗(yàn)機(jī)，100-300Hz的成為高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)，300Hz以上的成為超高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)。機(jī)械與液壓式一般為低頻，電機(jī)驅(qū)動(dòng)一般為中頻和低頻，電磁諧振式為高頻，氣動(dòng)式和聲學(xué)式為超高頻。
復(fù)合材料不可以用電磁式高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，因?yàn)殡姶攀绞遣捎秒姶胖C振原理驅(qū)動(dòng)的，與試樣的剛性有關(guān)，所以復(fù)合材料只能用電機(jī)驅(qū)動(dòng)疲勞試驗(yàn)。
工作原理
高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)根據(jù)電磁諧振的原理工作，依靠電磁鐵的震蕩施加載荷，是目前載荷比較大20KN-300KN，頻率80-250HZ測(cè)試時(shí)間短的。需要調(diào)頻率，頻率時(shí)固定幾個(gè)檔，根據(jù)目前使用客戶(hù)的反饋，調(diào)頻操作比較麻煩。
低頻疲勞試驗(yàn)機(jī)根據(jù)電液伺服的原理工作，依靠液壓作動(dòng)缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)施加載荷，大載荷5KN-1000KN低頻率0-10HZ的，一般建議在10HZ左右使用，更高的頻率對(duì)于液壓伺服閥、密封圈等等部件的摩擦損傷太大，后面的維護(hù)成本太高，不建議使用更高頻率。如果不考慮維護(hù)成本，使用20HZ，30HZ也是可以的，只是液壓疲勞試驗(yàn)機(jī)的壽命會(huì)受到重大的影響。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)根據(jù)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的關(guān)系，通過(guò)磁場(chǎng)的來(lái)回移動(dòng)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)施加載荷，是小載荷20N-30KN，頻率0-100HZ要求高的，頻率隨意可以設(shè)置。是小載荷，中頻率的。
維護(hù)
不過(guò)，同樣是20KN的疲勞試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)購(gòu)買(mǎi)非常昂貴，但是液壓疲勞試驗(yàn)機(jī)它有許多活動(dòng)部件和密封件，維護(hù)費(fèi)用高。另外，其能源成本也很高，因?yàn)楸帽仨氝B續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而且油被看作有害廢料，一旦污染就必須更換。由于傳動(dòng)裝置和/或伺服閥的密封件摩擦，分辨率和保真度可能受到限制，而且傳動(dòng)裝置的活動(dòng)質(zhì)量非常高。在多軸應(yīng)用時(shí)由于摩擦，傳動(dòng)裝置的側(cè)向負(fù)荷還會(huì)引起波形扭曲或密封件磨損。
高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)需要定期停機(jī)做一些維護(hù)
1、定期更換油路濾芯，清理變質(zhì)油電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)由于此次故障由液壓油中金屬污染造成，因此定期更換該系統(tǒng)油路中的濾芯，放掉濾油器中存油，可防止污物進(jìn)入伺服閥，有效的防止故障發(fā)生，延長(zhǎng)伺服閥的運(yùn)行時(shí)間。力矩馬達(dá)和先導(dǎo)閥*浸泡在與回油相通的油液里，位置又處于管道的盲端，所以該處的油液幾乎不流動(dòng)，易氧化變質(zhì)，因此需定期放掉變質(zhì)的液壓油。
2、定期更換液壓油，加強(qiáng)液壓油的管理
液壓油在長(zhǎng)期工作中會(huì)氧化焦化，并且液壓系統(tǒng)中的泵．閥、油缸等的磨損，會(huì)產(chǎn)生一些金屬屑，它們會(huì)降低液壓油的品質(zhì)，造成故障。根據(jù)近幾年液壓油使用周期和油品化驗(yàn)結(jié)果，要每10個(gè)月更換一次液壓油，才能保證設(shè)備無(wú)計(jì)劃外停機(jī)。
3、定期更換伺服閥
有些故障的直接原因?yàn)榱伛R達(dá)被污染導(dǎo)致伺服閥動(dòng)作不良，因此定期清洗、更換力矩馬達(dá)和先導(dǎo)閥，防止污染，從而杜絕故障發(fā)生。伺服閥的裝拆應(yīng)在盡可能干凈的環(huán)境中進(jìn)行，操作時(shí)應(yīng)先去掉接到伺服閥上的電氣信號(hào)，再卸掉液壓系統(tǒng)的壓力，然后拆下伺服閥。在干凈、相容的商用溶劑中清洗所有的零件，零件可以晾干或用軟氣管以潔凈、干燥的空氣吹干。清洗后的伺服閥，可以作為備件輪流使用，降低費(fèi)用。
4、定期更換密封圈定期檢查主機(jī)和油源處是否有漏油的地方，如發(fā)現(xiàn)有漏油，應(yīng)及時(shí)更換密封圈或組合墊。
5 定期更換濾芯液壓濾芯概述液壓濾芯應(yīng)用在液壓系統(tǒng)中，用于濾除系統(tǒng)中的顆粒雜物及橡膠雜質(zhì)，保證液壓系統(tǒng)的清潔度，根據(jù)機(jī)器的使用情況及油的使用期限，定期更換吸油過(guò)濾器和濾芯。
比較：
1、干凈，不用擔(dān)心漏油等現(xiàn)象。
2、穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)樽枇Φ淖兓绊懺O(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。
3、噪音低，傳統(tǒng)的液壓伺服必需把泵放的更遠(yuǎn)，以減少噪音。
4、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便，不用經(jīng)常停機(jī)更換液壓油等等工作，后續(xù)的電機(jī)維護(hù)成本幾乎為零，但是液壓伺服的設(shè)備，使用頻率越高維護(hù)成本也越高，到了zui后因無(wú)法忍受高額的維護(hù)成本而減少設(shè)備的使用。
5、省電無(wú)需水源，使用成本低，一般電機(jī)的功率只有幾千瓦或幾百瓦。
6、安全，不用擔(dān)心高壓油管長(zhǎng)時(shí)間的使用，老化了高壓油的泄漏而造成人身的安全影響。
7、使用壽命長(zhǎng)，幾乎免維護(hù)的電機(jī)可以長(zhǎng)時(shí)間不間斷的使用。
