一種活塞高周機械疲勞試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種活塞高周機械疲勞試驗裝置，包括試驗臺架和控制系統(tǒng)101，其特征在于：所述試驗臺架包括泵站機構(gòu)102、液壓加載機構(gòu)103、裝夾機構(gòu)104；液壓加載機構(gòu)與泵站機構(gòu)相連，裝夾機構(gòu)與液壓加載機構(gòu)相連，所述試驗裝置能夠在考核活塞機械高周疲勞的同時，考慮溫度對結(jié)構(gòu)疲勞特性的影響，與以往的機械疲勞試驗臺相比，更能合理地考核活塞高周疲勞疲勞特性。
【專利說明】一種活塞高周機械疲勞試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種考核活塞高周機械疲勞試驗裝置，具體涉及一種利用液壓油模擬活塞部件所承受的機械負荷，并考慮溫度對活塞高周疲勞特性影響的試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在實際工作過程中發(fā)動機活塞不但承受高的機械負荷，同時還承受高的熱負荷，由此引起的疲勞失效是典型的故障模式。為防止活塞在正常工作狀態(tài)下由于疲勞產(chǎn)生失效，而影響其安全性、耐久性和可靠性，必須對活塞進行疲勞試驗。
[0003]依據(jù)活塞的失效形式，現(xiàn)有的活塞疲勞試驗臺大致分為:機械疲勞部件試驗臺和低周熱疲勞部件試驗臺，本專利將提出一種新的活塞機械疲勞部件試驗裝置。
[0004]活塞機械疲勞試驗臺主要通過液壓裝置模擬活塞的爆發(fā)壓力和慣性力，其利用液壓泵將液壓油加壓到所需壓力，在此過程中不能考慮溫度對活塞的影響；由于活塞各部位溫度差異較大，產(chǎn)生了較大熱變形進而影響活塞銷座和活塞銷之間力的傳遞。對于廣泛應(yīng)用的鋁合金活塞來說，不同溫度下鋁合金材料力學(xué)性能差異較大，這對疲勞有至關(guān)重要的影響。因此，在試驗過程中考慮溫度影響，將更加真實反映活塞實際工作狀態(tài)下的高周疲勞特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中活塞試驗臺只能考核一種疲勞載荷形式的技術(shù)問題，提出一種考慮溫度影響的高周機械疲勞試驗裝置，更進一步的反映活塞的實際工作狀況。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0007]一種活塞高周機械疲勞試驗裝置，包括試驗臺架和控制系統(tǒng)101，其特征在于:所述試驗臺架包括泵站機構(gòu)102、液壓加載機構(gòu)103、裝夾機構(gòu)104 ;液壓加載機構(gòu)與泵站機構(gòu)相連，裝夾機構(gòu)與液壓加載機構(gòu)相連
[0008]所述裝夾機構(gòu)104包括蓋板1、密封圈2、中間支撐體5、氣缸套6、非標連桿8、試驗臺9、底座10、作動器12、輸油管路13 ;蓋板1、中間支撐體5和底座10通過貫穿螺栓連接；非標連桿8與活塞4連接，并固定于底座10上；底座10通過螺栓連接固定于試驗臺上；所述輸油管路13與蓋板I通過螺栓連接，所述蓋板I上正對輸油管路13的部位開有輸油孔，確保液壓油能夠流入蓋板I與活塞4頂面構(gòu)成的上封閉油腔；輸油管路13與底座10通過螺栓連接，所述底座10正對輸油管路13的部位開有輸油孔，確保液壓油能夠流入底座10與活塞4內(nèi)腔構(gòu)成的下封閉油腔7。作動器12的作用是實現(xiàn)液壓加載機構(gòu)103中低溫液壓油和裝夾機構(gòu)104中活塞周圍高溫液壓油的隔離。
[0009]優(yōu)選在蓋板I的凹槽內(nèi)裝有液壓油加熱元件，用于加熱液壓油。
[0010]優(yōu)選液壓油加熱元件采用電熱絲3，成本較低，加熱迅速，安全環(huán)保。
[0011]優(yōu)選在輸油管路13外部設(shè)置隔熱層11，以便對輸油管路13進行保溫。
[0012]優(yōu)選設(shè)置油壓補償系統(tǒng)105與上封閉油腔連接，以便對上封閉油腔內(nèi)的液壓油進行補充。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014](I).與現(xiàn)有活塞高周機械疲勞部件試驗臺相比，本發(fā)明在考核活塞機械高周疲勞的同時，考慮了高溫對活塞結(jié)構(gòu)疲勞特性的影響，更為真實合理的反映了活塞實際工作狀態(tài)下的高周機械疲勞特性；
[0015](2).本發(fā)明是通過電熱絲加熱液壓油，成本較低，且安全環(huán)保；
[0016](3).本發(fā)明可對活塞頂面和內(nèi)腔表面加載不同的壓力以模擬活塞所承受的爆發(fā)壓力和慣性力，以實現(xiàn)高周機械疲勞考核；同時，通過加熱裝置將活塞頂面的液壓油加熱到實際工作時的溫度，以實現(xiàn)對活塞部件的溫度分布的模擬，以考慮了溫度對活塞高周疲勞特性的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是試驗系統(tǒng)組成概要圖；
[0018]圖2是試驗臺架布置圖；
[0019]1-蓋板2-密封圈3-電熱絲4-活塞5-中間支撐體6_氣缸套7_下封閉油腔8_非標連桿9-試驗臺10-底座11-隔熱層12-作動器13-輸油管路
【具體實施方式】
[0020]結(jié)合附圖1、圖2說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作過程。
[0021]在試驗過程中，由控制系統(tǒng)對油壓系統(tǒng)和溫度系統(tǒng)進行監(jiān)測和調(diào)節(jié)。液壓油，通過油壓輸出系統(tǒng)輸出并通過加壓裝置加壓而轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏河停?jīng)兩路分別被送到連接活塞頭部端的輸油管路和活塞裙部端的輸油管路，高壓油根據(jù)所加載的波形壓力推動輸油管路中的作動器，從而對活塞頂面及活塞內(nèi)腔的液壓油形成壓力，來模擬活塞所承受的爆發(fā)壓力及慣性力，以達到考核活塞疲勞特性的目的，并通過油壓補償對封閉腔內(nèi)的液壓油進行補充。在此過程中通過壓力傳感器監(jiān)測活塞頂面與蓋板構(gòu)成的封閉油腔和活塞內(nèi)腔表面與底座構(gòu)成的封閉油腔中的壓力，以使其滿足試驗要求。同時，通過電熱絲加熱活塞頂面與蓋板間的液壓油，使其達到試驗所需溫度，以實現(xiàn)在考核活塞高周機械疲勞的同時加入溫度的影響。試驗溫度由溫度控制系統(tǒng)進行監(jiān)測和調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種活塞高周機械疲勞試驗裝置，包括試驗臺架和控制系統(tǒng)101，其特征在于:所述試驗臺架包括泵站機構(gòu)102、液壓加載機構(gòu)103、裝夾機構(gòu)104 ;液壓加載機構(gòu)與泵站機構(gòu)相連，裝夾機構(gòu)與液壓加載機構(gòu)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞高周機械疲勞試驗裝置，其特征在于:所述裝夾機構(gòu)104包括蓋板1、密封圈2、中間支撐體5、氣缸套6、非標連桿8、試驗臺9、底座10、作動器12、輸油管路13 ;蓋板1、中間支撐體5和底座10通過貫穿螺栓連接；非標連桿8與活塞4連接，并固定于底座10上；底座10通過螺栓連接固定于試驗臺上；所述輸油管路13與蓋板I通過螺栓連接，所述蓋板I上正對輸油管路13的部位開有輸油孔，確保液壓油能夠流入蓋板I與活塞4頂面構(gòu)成的上封閉油腔；輸油管路13與底座10通過螺栓連接，所述底座10正對輸油管路13的部位開有輸油孔，確保液壓油能夠流入底座10與活塞4內(nèi)腔構(gòu)成的下封閉油腔7。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞高周機械疲勞試驗裝置，其特征在于:在蓋板I的凹槽內(nèi)裝有液壓油加熱元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞高周機械疲勞試驗裝置，其特征在于:所述液壓油加熱元件采用電熱絲3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞高周機械疲勞試驗裝置，其特征在于:在輸油管路13外部設(shè)置隔熱層11。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞高周機械疲勞試驗裝置，其特征在于:設(shè)置油壓補償系統(tǒng)105與上封閉油腔連接。
【文檔編號】G01M13/00GK103645042SQ201310688163
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】李鵬, 景國璽, 張麗強, 文洋, 王文霄, 王小慧, 孫亞奇, 張利敏, 劉玉婷 申請人:中國北方發(fā)動機研究所(天津)