一種連桿疲勞試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連桿疲勞試驗(yàn)裝置，包括基座、連桿和加載裝置，所述連桿的一端固定于所述基座，另一端由所述加載裝置加載，所述加載裝置向所述連桿反復(fù)施加連續(xù)變化的壓力和拉力。拉力載荷和壓力載荷均從零至幅值連續(xù)變化，并且，拉力與壓力的轉(zhuǎn)換均自動(dòng)形成，并非強(qiáng)制施加或撤去，即連桿的受力過程連續(xù)，不承受突變載荷，則不存在過度沖擊的問題，不會(huì)發(fā)生試驗(yàn)結(jié)果異常的現(xiàn)象，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度和可靠性。
【專利說明】一種連桿疲勞試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種連桿疲勞試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要構(gòu)件，其具有連桿小頭、連桿大頭和連接在二者之間的連桿體，其中，連桿小頭用于安裝活塞銷，與活塞連接；連桿大頭用于連接曲柄銷，進(jìn)而與曲軸連接。
[0003]發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中，連桿始終受到來自氣缸內(nèi)氣體的壓力和往復(fù)的慣性力，并且在活塞與曲軸之間傳遞相互作用力，比如，將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)四個(gè)沖程中的任一時(shí)刻，連桿的受力都是不均勻的，連桿都承受拉伸、壓縮、彎曲等交變載荷的作用，工作環(huán)境復(fù)雜。因此，在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，需要對連桿進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，即對連桿施加一定的交變等幅載荷，直至破壞，觀察其破壞部位和循環(huán)壽命。
[0004]典型的連桿疲勞試驗(yàn)裝置多數(shù)采用液壓加載的方式，連桿試件的一端與基座固定，另一端與雙向液壓油缸連接，液壓油通過油管被輸送至雙向液壓油缸，不僅能夠?qū)⒁簤河偷膲毫虞d至連桿試件，還能夠通過液壓油缸中活塞的雙向伸縮模擬連桿受到拉力的情況。但是，該試驗(yàn)方法具有以下缺點(diǎn):
[0005]第一，加載過程經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生過度沖擊而造成試驗(yàn)結(jié)果異常，試驗(yàn)結(jié)果的可靠性低；
[0006]第二，受到油缸的結(jié)構(gòu)形式等客觀原因限制，試驗(yàn)加載頻率無法提高，試驗(yàn)效率較低；
[0007]第三，液壓加載經(jīng)常產(chǎn)生巨大噪音，對工作人員的身體有害；
[0008]第四，液壓油易發(fā)生泄露，不僅易污染工作場所，還可能造成消防隱患，危及安全。
[0009]因此，如何提供一種試驗(yàn)裝置，使其能夠較好地模擬實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)連桿的受力狀況，以獲得較高的試驗(yàn)可靠性，是本領(lǐng)域的技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的為提供一種連桿疲勞試驗(yàn)裝置。該試驗(yàn)裝置能夠較好地模擬實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)連桿的受力狀況，以獲得較高的試驗(yàn)可靠性。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種連桿疲勞試驗(yàn)裝置，包括基座、連桿和加載裝置，所述連桿的一端固定于所述基座，另一端由所述加載裝置加載，所述加載裝置向所述連桿反復(fù)施加連續(xù)變化的壓力和拉力。
[0012]拉力載荷和壓力載荷均從零至幅值連續(xù)變化，并且，拉力與壓力的轉(zhuǎn)換均自動(dòng)形成，并非強(qiáng)制施加或撤去，即連桿的受力過程連續(xù)，不承受突變載荷，則不存在過度沖擊的問題，不會(huì)發(fā)生試驗(yàn)結(jié)果異常的現(xiàn)象，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度和可靠性。
[0013]優(yōu)選地，所述加載裝置包括偏心輪、與所述偏心輪適配的輪軸，以及連接于所述輪軸、繞所述輪軸擺動(dòng)的擺動(dòng)部；所述輪軸垂直于所述連桿軸線布置，所述擺動(dòng)部向所述連桿施加所述拉力和所述壓力。
[0014]優(yōu)選地，所述擺動(dòng)部包括外套所述偏心輪的擺動(dòng)框，所述擺動(dòng)框形成容置所述偏心輪的腔室。
[0015]優(yōu)選地，還包括固定于所述基座、與所述連桿軸線垂直、與所述輪軸平行的擺動(dòng)支承軸；所述擺動(dòng)框與所述擺動(dòng)支承軸連接，并能夠繞所述擺動(dòng)支承軸擺動(dòng)。
[0016]優(yōu)選地，所述連桿位于所述擺動(dòng)支承軸與所述輪軸之間。
[0017]優(yōu)選地，還包括第二軸承，所述擺動(dòng)支承軸通過所述第二軸承與所述擺動(dòng)框連接。
[0018]優(yōu)選地，所述擺動(dòng)框設(shè)置有若干與輪軸連接的固定位置，以調(diào)節(jié)所述輪軸與所述擺動(dòng)支承軸的距離。
[0019]優(yōu)選地，還包括沿所述擺動(dòng)支承軸至所述輪軸方向安裝的滑道，以及與所述滑道適配的鎖止機(jī)構(gòu)，所述鎖止機(jī)構(gòu)與所述輪軸連接。
[0020]優(yōu)選地，還包括與所述基座固定、與所述連桿軸線平行安裝的導(dǎo)軌，所述擺動(dòng)部安裝于所述導(dǎo)軌，并能夠沿所述導(dǎo)軌滑動(dòng)。
[0021]優(yōu)選地，還包括與所述連桿軸線平行設(shè)置的壓力調(diào)整彈簧，所述壓力調(diào)整彈簧的兩端分別抵靠于所述基座和所述擺動(dòng)部，并沿所述連桿軸線與所述連桿分別位于所述擺動(dòng)部的兩側(cè)。
[0022]優(yōu)選地，還包括連桿支承板，所述連桿的一端通過所述連桿支承板與所述基座固定；所述基座沿所述連桿軸線設(shè)置有若干安裝位置，以固定所述連桿支承板。
[0023]優(yōu)選地，還包括測力傳感器，所述測力傳感器測取所述偏心輪作用于所述擺動(dòng)部的力的大小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明提供的連桿疲勞試驗(yàn)裝置的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為圖1的側(cè)視圖；
[0026]圖3為圖1中連桿、輪軸、擺動(dòng)支承軸的受力簡圖，示出連桿位于輪軸與擺動(dòng)支承軸之間，承受壓力載荷；
[0027]圖4為圖1中連桿、輪軸、擺動(dòng)支承軸的受力簡圖，示出連桿位于輪軸與擺動(dòng)支承軸之間，承受拉力載荷。
[0028]圖1-圖 4:
[0029]基座100、連桿200、連桿大頭端201、連桿小頭端202、連桿體203、偏心輪300、輪軸301、第一軸承302、擺動(dòng)框400、擺動(dòng)支承軸500、第二軸承502、軸座600、軸蓋601、壓力調(diào)整彈簧700、壓力調(diào)整螺釘701、連桿支承板800、第一連桿固定塊801、第二連桿固定塊802、測力傳感器900
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0031]請參考圖1與圖2，圖1為本發(fā)明提供的連桿疲勞試驗(yàn)裝置的一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的側(cè)視圖。[0032]該連桿疲勞試驗(yàn)裝置包括基座100、連桿200和對連桿200加載的加載裝置，連桿200的一端與基座100固定，另一端承受來自所述加載裝置的載荷。
[0033]實(shí)際上，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，連桿200不僅受到來自活塞的壓力作用，還受到往復(fù)慣性力和擺動(dòng)慣性力作用，盡管該慣性力與壓力相比而言數(shù)值較小，但是，為提高試驗(yàn)的可靠性，本試驗(yàn)裝置的加載裝置對連桿200施加的載荷包括拉力載荷和壓力載荷。
[0034]上述載荷的幅值比與發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)施加給連桿200的載荷幅值比一致，并且，拉力載荷和壓力載荷從零至幅值的變化過程，以及二者互相轉(zhuǎn)變的過程，均設(shè)計(jì)為連續(xù)變化。
[0035]連桿200與基座100固定的一端相當(dāng)于連桿200的固定端，對另一端反復(fù)施加上述兩種載荷，即該連桿200反復(fù)受到拉力和壓力的作用，其始終處于交變載荷的作用下，直至疲勞破壞。施加載荷的過程如下:
[0036]加載裝置對連桿200施加壓力載荷，其數(shù)值從為零逐漸增加至設(shè)定幅值，然后從設(shè)定幅值逐漸減小為零，此時(shí)，該壓力載荷自動(dòng)轉(zhuǎn)換為拉力載荷，拉力載荷的數(shù)值從零逐漸增加至設(shè)定幅值，然后從設(shè)定幅值逐漸減小為零。
[0037]上述過程為一個(gè)周期，即反復(fù)一次，試驗(yàn)過程中將產(chǎn)生若干次循環(huán)，以模擬連桿200工作時(shí)承受疲勞載荷的過程。
[0038]該連桿疲勞試驗(yàn)裝置具有以下優(yōu)勢:
[0039]拉力載荷和壓力載荷均從零至幅值連續(xù)變化，并且，拉力與壓力的轉(zhuǎn)換均自動(dòng)形成，并非強(qiáng)制施加或撤去，即連桿200的受力過程連續(xù)，不承受突變載荷，則不存在過度沖擊的問題，不會(huì)發(fā)生試驗(yàn)結(jié)果異常的現(xiàn)象，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度和可靠性。
[0040]進(jìn)一步地，上述加載裝置可以包括偏心輪300和驅(qū)動(dòng)該偏心輪300旋轉(zhuǎn)的輪軸301，該輪軸301與連桿200的軸線垂直布置，輪軸301與連桿200之間還連接有向所述連桿200加載的擺動(dòng)部，該擺動(dòng)部通過第一軸承302與輪軸301連接，輪軸301自由轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將離心力作用于擺動(dòng)部。
[0041]輪軸301以恒定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)偏心輪300繞輪軸301同步轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，偏心輪300對輪軸301產(chǎn)生的反作用力將作用于該擺動(dòng)部。由于偏心輪300的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑并非定值，其繞輪軸301轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，離心力將帶動(dòng)擺動(dòng)部產(chǎn)生微小的彈性變形，該彈性變形相當(dāng)于擺動(dòng)部做輕微的往復(fù)性運(yùn)動(dòng)，即與輪軸301連接的擺動(dòng)部將隨偏心輪300的轉(zhuǎn)動(dòng)而同步擺動(dòng)(微小的彈性變形)，將上述離心力傳遞至連桿200，從而實(shí)現(xiàn)對連桿200的加載。
[0042]需要說明的是，本文所述的擺動(dòng)均為擺動(dòng)部在離心力的作用下產(chǎn)生的微小變形，而非可視的位移。
[0043]由于偏心輪300的轉(zhuǎn)動(dòng)過程是平穩(wěn)連續(xù)的，因此，向連桿200傳遞的拉力載荷和壓力載荷也是連續(xù)變化的。上述連續(xù)變化的拉力和壓力的具體加載方式如下:
[0044]在同一偏心輪300中，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑從最大值至最小值連續(xù)變化，因此，當(dāng)偏心輪300的最大轉(zhuǎn)動(dòng)半徑從開始朝向連桿200運(yùn)動(dòng)至其與連桿200的軸線平行的過程中，其對連桿200施加壓力，壓力值從零增加至幅值，又從幅值減小至零；之后，最大轉(zhuǎn)動(dòng)半徑開始背離連桿200運(yùn)動(dòng)，至其與連桿200的軸線平行的過程中，其對連桿200施加拉力，拉力值從零增加至幅值，又從幅值減小至零。
[0045]上述過程為一個(gè)加載周期，當(dāng)拉力減小至零時(shí)，即準(zhǔn)備在下一個(gè)周期內(nèi)向連桿200施加壓力。[0046]可見，該方案并不采用油缸結(jié)構(gòu)，因此，不存在油缸結(jié)構(gòu)等客觀原因?qū)虞d頻率的影響，可以按照試驗(yàn)需要設(shè)定加載頻率，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性；也不需要液壓油提供動(dòng)力源，操作安全，不危及工作人員，對環(huán)境不造成污染。
[0047]另外，偏心輪300機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間較小，有利于減小試驗(yàn)裝置的整體尺寸；更重要的是，偏心輪300的表面形狀經(jīng)過合理的設(shè)計(jì)，可以使其運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力按照類似正弦波型的形式變化，也即，該試驗(yàn)裝置加載至連桿200的作用力也按照同樣形式變化。該種變化形式正是一種穩(wěn)定性好、控制方便的連續(xù)變化形式。
[0048]當(dāng)然，還可以采用其他結(jié)構(gòu)形式，只要能對擺動(dòng)部產(chǎn)生周期性的連續(xù)變化的作用力即可，如曲柄連桿機(jī)構(gòu)等，只是，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的尺寸較大而已。
[0049]還可以不采用上述偏心輪300與擺動(dòng)部的組合，而使用加載儀器直接對連桿200加載，可以通過控制策略控制加載儀器的加載頻率，加載幅值等參數(shù)，使該加載儀器按照試驗(yàn)要求產(chǎn)生具有預(yù)定幅值和頻率的連續(xù)變化的作用力，只是，該方案有可能提高試驗(yàn)成本。
[0050]如圖1與圖2所示,上述擺動(dòng)部具體可以包括外套上述偏心輪300的擺動(dòng)框400,該擺動(dòng)框400具有容置偏心輪300的腔室。該腔室可以為六面體形狀，也可以為球形或者不規(guī)則形狀等，只要能夠與輪軸301連接，并向連桿200加載即可。若該腔室為六面體形狀，則該腔室的兩相對的側(cè)壁與輪軸301通過上述第一軸承302連接。另外兩側(cè)壁中的一者連接于連桿200，以向連桿200傳遞載荷。
[0051]擺動(dòng)框400具有相連接的側(cè)壁，因此其與上述擺動(dòng)桿等結(jié)構(gòu)相比具有較好的穩(wěn)定性；并且，上述腔室可以設(shè)計(jì)為封閉的腔室，如此，則偏心輪300被完全封閉在腔室內(nèi)，避免偏心輪300故障，飛出傷人，提高試驗(yàn)的安全性。
[0052]當(dāng)然，該擺動(dòng)框400也可以為開放式的，只要具備與連桿200連接的側(cè)壁即可；或者，還可以不采用擺動(dòng)框400，而采用擺動(dòng)桿等，如將擺動(dòng)桿的一端與輪軸301通過上述第一軸承302連接，另一端與連桿200連接，如此，則偏心輪300裸露在外部環(huán)境，則不受到保護(hù)。
[0053]請參考圖3與圖4，圖3為圖1中連桿、輪軸、擺動(dòng)支承軸的受力簡圖，示出連桿位于輪軸與擺動(dòng)支承軸之間，承受壓力載荷；圖4為圖1中連桿、輪軸、擺動(dòng)支承軸的受力簡圖,示出連桿位于與擺動(dòng)支承軸之間,承受拉力載荷。
[0054]在一種實(shí)施方案中，還可以于基座100固定安裝擺動(dòng)支承軸500，該擺動(dòng)支承軸500并不能夠自由旋轉(zhuǎn)，而僅起到支承擺動(dòng)部，即為其提供支點(diǎn)的作用。該擺動(dòng)支承軸500平行于輪軸301，而垂直于連桿200的軸線，上述擺動(dòng)框400或者擺動(dòng)桿等擺動(dòng)部與該擺動(dòng)支承軸500連接，并能繞該擺動(dòng)支承軸500擺動(dòng)。
[0055]在該實(shí)施方式中，連桿200、輪軸301和擺動(dòng)支承軸500的位置關(guān)系可以具有以下二種:
[0056]第一，連桿200處于輪軸301與擺動(dòng)支承軸500之間；
[0057]第二，輪軸301處于擺動(dòng)支承軸500與連桿200之間；
[0058]第三，擺動(dòng)支承軸500處于連桿200與輪軸301之間。
[0059]上述三種位置關(guān)系中，位于二者之間是指，在空間上處于二者之間即可，并非位于二者連線上的某一處。
[0060]如圖3與圖4(各部件的位置關(guān)系均參考圖1中的視角)所示，連桿處于輪軸301與擺動(dòng)支承軸500之間，無論承受壓力載荷或者拉力載荷，實(shí)際上，三者形成一個(gè)杠桿結(jié)構(gòu):
[0061]擺動(dòng)支承軸500提供杠桿的支點(diǎn)，輪軸301提供杠桿的第一作用力，輪軸301至擺動(dòng)支承軸500的距離提供杠桿的動(dòng)第一力臂，連桿200與擺動(dòng)框400的連接處提供杠桿的第二作用力，該連接處至擺動(dòng)支承軸500的距離提供杠桿的第二力臂。
[0062]將上述第一作用力、第一力臂、第二作用力、第二力臂分別定義為F1、L1、F2、L2。由杠桿原理可知:
[0063]FlXLl = F2XL2
[0064]則進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，通過合理設(shè)置連桿200與擺動(dòng)支承軸500的距離，即L2，以及輪軸301與擺動(dòng)支承軸500的距離，即LI，并為偏心輪300提供已知的動(dòng)力，即Fl，則可以通過上述公式計(jì)算得到施加給連桿200的載荷，即F2。相應(yīng)地，在不提高動(dòng)力的情況下，可以通過改變?nèi)咧g的距離，調(diào)整第一力臂和第二力臂，使得連桿200受到的載荷(第二作用力)按照一定的比例放大，而對驅(qū)動(dòng)輪軸301的電機(jī)要求降低，僅采用比較簡單的電機(jī)即可，降低試驗(yàn)成本，使連桿200受到穩(wěn)定、安全的載荷作用。
[0065]當(dāng)連桿200、輪軸301、擺動(dòng)支承軸500處于上述第二種位置關(guān)系時(shí)，顯然，第二力臂大于第一力臂，則作用于連桿200的第二作用力將小于輪軸301提供的第一作用力，而使輪軸301提供的動(dòng)力嚴(yán)重?fù)p失，不能完全傳遞給連桿200。
[0066]當(dāng)連桿200、輪軸301、擺動(dòng)支承軸500處于上述第三種位置關(guān)系時(shí)，連桿200與擺動(dòng)支承軸500之間的第二力臂大于輪軸301與擺動(dòng)支承軸500之間的第一力臂時(shí)，作用于連桿200的第二作用力將小于輪軸301提供的第一作用力，同樣造成動(dòng)力損失；連桿200與擺動(dòng)支承軸500之間的第二力臂小于輪軸301與擺動(dòng)支承軸500之間的第一力臂時(shí)，也能夠按照比例對第二作用力進(jìn)行放大，但是將增加試驗(yàn)裝置的外形尺寸。
[0067]與第二種、第三種位置關(guān)系相比，第一種位置關(guān)系既能夠減小試驗(yàn)裝置的外形尺寸，又不造成動(dòng)力損失，能夠以較小的動(dòng)力獲得較大的連桿200的加載載荷，因此，其為優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0068]進(jìn)一步地，上述擺動(dòng)框400繞擺動(dòng)支承軸500擺動(dòng)可以通過以下方式實(shí)現(xiàn):在擺動(dòng)支承軸500與擺動(dòng)框400之間設(shè)置第二軸承502，該第二軸承502抵消擺動(dòng)框400擺動(dòng)過程中產(chǎn)生的垂直于連桿200軸線的分力，保證連桿200沿軸線穩(wěn)定地處于僅受到上述拉力載荷或者壓力載荷的狀態(tài)。
[0069]軸承成本較低，并能夠使得擺動(dòng)框400順暢地繞擺動(dòng)支承軸500擺動(dòng)，有利于提高試驗(yàn)效率。另外，所述第二軸承502可以是滾動(dòng)軸承，也可以是滑動(dòng)軸承。
[0070]當(dāng)然，擺動(dòng)框400與擺動(dòng)支承軸500還可以通過鉸接方式連接，而擺動(dòng)支承軸500即為鉸接軸線，只是，該鉸接機(jī)構(gòu)可能需要復(fù)雜的輔助設(shè)備，操作復(fù)雜。
[0071]更進(jìn)一步地，擺動(dòng)框400上設(shè)置有若干固定位置，該固定位置用于與輪軸301連接，從而使得輪軸301與擺動(dòng)支承軸500的距離各不相同。
[0072]如此，則對于同一試驗(yàn)裝置，只需要將輪軸301連接至不同的固定位置，即可獲得不同的上述第一力臂，從而在其他試驗(yàn)參數(shù)，比如，第一作用力、第二力臂、支點(diǎn)位置等均保持不變的情況下，獲得不同的第二作用力，使連桿200承受的拉力載荷和壓力載荷可調(diào)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，使得該試驗(yàn)裝置的適應(yīng)性更強(qiáng)。[0073]具體地，可以沿?cái)[動(dòng)支承軸500至輪軸301的方向安裝滑道，以及與滑道適配的鎖止機(jī)構(gòu)，該鎖止機(jī)構(gòu)應(yīng)該能夠卡止于滑道，并且，該鎖止機(jī)構(gòu)與輪軸301連接。設(shè)置上述若干固定位置可以通過下述方法實(shí)現(xiàn):
[0074]當(dāng)鎖止機(jī)構(gòu)沿滑道移動(dòng)時(shí)，輪軸301與其同步移動(dòng)；當(dāng)移動(dòng)至輪軸301與擺動(dòng)支承軸500的距離適宜時(shí)，將鎖止機(jī)構(gòu)與滑道卡止，則輪軸301相對擺動(dòng)支承軸500固定，即完成設(shè)置所述固定位置。
[0075]當(dāng)需要調(diào)整輪軸301與擺動(dòng)支承軸500的距離時(shí)，釋放鎖止機(jī)構(gòu)，再次實(shí)施上述方法即可。
[0076]滑道與鎖止機(jī)構(gòu)相互配合的設(shè)計(jì)能夠獲得連續(xù)變化的固定位置，能夠微調(diào)輪軸301與擺動(dòng)支承軸500的距離，使用方便。當(dāng)然，還可以采用其他結(jié)構(gòu)形式，如在擺動(dòng)框400上、沿滑道的設(shè)置方向設(shè)置若干卡槽，輪軸301應(yīng)該能夠與該卡槽卡止，只是，該方案只能獲得指定數(shù)值的輪軸301與擺動(dòng)支承軸500的距離，與設(shè)置滑道和鎖止結(jié)構(gòu)的方案相比，適應(yīng)性稍差。
[0077]不同于上述以杠桿原理為依據(jù)設(shè)計(jì)的方案，另一種實(shí)施方案中并不存在上述方案中的擺動(dòng)支承軸500，即不存在輪軸301的支點(diǎn)，即并不依據(jù)杠桿原理，但是，依然設(shè)置有上述方案中的偏心輪300、輪軸301和擺動(dòng)部等結(jié)構(gòu)。另外，還設(shè)置有與基座100固定的導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌與連桿200的軸線平行設(shè)置，上述擺動(dòng)部與輪軸301連接后，安裝于該導(dǎo)軌。
[0078]當(dāng)偏心輪300被輪軸301驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)擺動(dòng)部產(chǎn)生沿導(dǎo)軌的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，該往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)是指擺動(dòng)部由于受到離心力而產(chǎn)生的微小位移，從而使擺動(dòng)部將向連桿200施加沿軸線的拉力和壓力?？梢姡瑪[動(dòng)部對連桿200的加載方式不僅可以通過上述方案中的鐘擺式擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)，也可以通過本方案中的整體平移實(shí)現(xiàn)。
[0079]與上述以杠桿原理為依據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)施方案相比，該方案無需設(shè)置擺動(dòng)支承軸500等，結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，只是，并不能實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，當(dāng)輪軸301提供的動(dòng)力一定時(shí)，僅能夠向連桿200提供單一幅值的拉力和壓力；并且，導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生故障，維修維護(hù)將影響試驗(yàn)效率。
[0080]上述各實(shí)施方案中均可以設(shè)置有壓力調(diào)整彈簧700，該壓力調(diào)整彈簧700的兩端分別抵靠于基座100和擺動(dòng)部，即壓力調(diào)整彈簧700與擺動(dòng)部并不具有連接關(guān)系；并且，在連桿200軸線的方向上，該壓力調(diào)整彈簧700與連桿200分別位于擺動(dòng)部的兩側(cè)。
[0081]無論以擺動(dòng)支承軸500為支點(diǎn)進(jìn)行擺動(dòng)，還是在導(dǎo)軌上作直線運(yùn)動(dòng):
[0082]當(dāng)擺動(dòng)部向連桿200靠近時(shí)，壓力調(diào)整彈簧700并不對其產(chǎn)生作用力，則連桿200受到的壓力載荷的幅值即為偏心輪300在這一時(shí)刻的離心力大小；
[0083]當(dāng)擺動(dòng)部遠(yuǎn)離連桿200時(shí)，擺動(dòng)部向連桿200施加拉力載荷，同時(shí)，壓力調(diào)整彈簧700被擺動(dòng)部向基座100壓縮，產(chǎn)生預(yù)定的壓縮量，向擺動(dòng)部提供沿連桿200軸線的回復(fù)力，該回復(fù)力與擺動(dòng)部施加給連桿200的拉力載荷方向相反，則對拉力載荷產(chǎn)生消減作用，連桿200受到的拉力載荷幅值為此時(shí)刻偏心輪300提供的離心力數(shù)值與上述回復(fù)力數(shù)值之差，即拉力載荷的幅值小于壓力載荷的幅值。
[0084]可見，設(shè)置該壓力調(diào)整彈簧700后，能夠?qū)B桿200受到的壓力載荷幅值和拉力載荷幅值的比值做調(diào)整，則能夠與真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，連桿200受到的拉力小于壓力的情況匹配，使得試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。[0085]該方案中壓力調(diào)整彈簧700可以與基座100固定，也可以僅僅抵靠于基座100上，只要當(dāng)其受到擺動(dòng)部的壓縮時(shí)，能夠產(chǎn)生壓縮量即可，如圖1中所示，于基座100與擺動(dòng)部之間固定連接有壓力調(diào)整螺釘701，該壓力調(diào)整彈簧700外套于壓力調(diào)整螺釘701，而僅僅抵靠在基座100上。當(dāng)然，壓力調(diào)整彈簧700的一端也可以焊接固定于基座100，只是，如此，則不便于其更換，使用不便。
[0086]上述各方案中的擺動(dòng)支承軸500可以通過軸座600與基座100固定連接，并且，還可以設(shè)置與軸座600匹配的軸蓋601，該軸蓋601與軸座600共同包圍擺動(dòng)支承軸500。該軸蓋601與軸座600可拆卸連接，不僅將擺動(dòng)支承軸500固定于軸座600，而且在擺動(dòng)支承軸500需要維修、更換時(shí)，將軸蓋601拆除即可，操作方便。
[0087]進(jìn)一步地，上述方案中還可以設(shè)置有連桿支承板800，該連桿支承板800用于連接連桿200的一端與基座100，將連桿大頭端201或者連桿小頭端202中的一者連接至該連桿支承板800，并且，基座100沿連桿200軸線設(shè)置有若干安裝位置，該連桿支承板800可以固定于上述若干安裝位置中的任一者。
[0088]如此，當(dāng)對具有不同尺寸的連桿體203的連桿200進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，僅需要將連桿支承板800與不同安裝位置固定即可，實(shí)現(xiàn)通過同一試驗(yàn)裝置對不同的連桿200進(jìn)行試驗(yàn)。
[0089]具體地，可以于基座100布置軌道和能夠卡止于軌道的鎖止機(jī)構(gòu)，該鎖止機(jī)構(gòu)與連桿支承板800固定，該鎖止機(jī)構(gòu)沿軌道滑動(dòng)時(shí)即提供不同的安裝位置；也可以在基座100上設(shè)置若干螺紋孔，則連桿支承板800與基座100可以螺紋連接，不同的螺紋孔即提供不同的安裝位置。
[0090]更進(jìn)一步地，上述方案中還可以設(shè)置有測力傳感器900，該測力傳感器900用于測量偏心輪300作用于擺動(dòng)部的實(shí)際的作用力數(shù)值。試驗(yàn)中，偏心輪300的轉(zhuǎn)動(dòng)受到多種因素的影響，其實(shí)際作用于擺動(dòng)部的作用力可能并不等于其離心力數(shù)值，若不能準(zhǔn)確獲得偏心輪300作用于擺動(dòng)部的作用力，則不能準(zhǔn)確對連桿200的受力狀況進(jìn)行試驗(yàn)，將嚴(yán)重影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確度和可靠性。
[0091]考慮到上述技術(shù)問題，設(shè)置測力傳感器900對偏心輪300施加至擺動(dòng)部的作用力進(jìn)行監(jiān)測，以便準(zhǔn)確獲得連桿200受力狀況，提高試驗(yàn)準(zhǔn)確度和可靠性。
[0092]需要說明的是，上述各方案中擺動(dòng)部與連桿200、基座100與連桿200均可以直接連接，即與連桿200的一端直接接觸；也可以通過其他結(jié)構(gòu)間接連接，如圖1與圖2即示出連桿200間接地與擺動(dòng)部連接，連桿大頭端201通過第一連桿固定塊801與擺動(dòng)部連接，連桿小頭端202通過第二連桿固定塊802與連桿支承板800連接，進(jìn)而固定于基座100。
[0093]顯然，擺動(dòng)部與連桿200間接連接為佳，如此有利于保護(hù)連桿200的端部結(jié)構(gòu)。
[0094]以上對本發(fā)明所提供的一種連桿疲勞試驗(yàn)裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種連桿疲勞試驗(yàn)裝置，包括基座(100)、連桿(200)和加載裝置，所述連桿(200)的一端固定于所述基座(100)，另一端由所述加載裝置加載，其特征在于，所述加載裝置向所述連桿(200)反復(fù)施加連續(xù)變化的壓力和拉力。
2.如權(quán)利要求1所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加載裝置包括偏心輪(300)、與所述偏心輪(300)適配的輪軸(301)，以及連接于所述輪軸(301)、繞所述輪軸(301)擺動(dòng)的擺動(dòng)部；所述輪軸(301)垂直于所述連桿(200)軸線布置，所述擺動(dòng)部向所述連桿(200)施加所述拉力和所述壓力。
3.如權(quán)利要求2所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述擺動(dòng)部包括外套所述偏心輪(300)的擺動(dòng)框(400)，所述擺動(dòng)框(400)形成容置所述偏心輪(300)的腔室。
4.如權(quán)利要求3所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括固定于所述基座(100)、與所述連桿(200)軸線垂直、與所述輪軸(301)平行的擺動(dòng)支承軸(500);所述擺動(dòng)框(400)與所述擺動(dòng)支承軸(500)連接，并能夠繞所述擺動(dòng)支承軸(500)擺動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述連桿(200)位于所述擺動(dòng)支承軸(500)與所述輪軸(301)之間。
6.如權(quán)利要求5所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括第二軸承(502)，所述擺動(dòng)支承軸(500)通過所述第二軸承(502)與所述擺動(dòng)框(400)連接。
7.如權(quán)利要求6所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述擺動(dòng)框(400)設(shè)置有若干與所述輪軸(301)連接的固定位置，以調(diào)節(jié)所述輪軸(301)與所述擺動(dòng)支承軸(500)的距離。
8.如權(quán)利要求7所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括沿所述擺動(dòng)支承軸(500)至所述輪軸(301)方向安裝的滑道，以及與所述滑道適配的鎖止機(jī)構(gòu)，所述鎖止機(jī)構(gòu)與所述輪軸(301)連接。
9.如權(quán)利要求2所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括與所述基座(100)固定、與所述連桿(200)軸線平行安裝的導(dǎo)軌，所述擺動(dòng)部安裝于所述導(dǎo)軌，并能夠沿所述導(dǎo)軌滑動(dòng)。
10.如權(quán)利要求2-9任一項(xiàng)所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括與所述連桿(200)軸線平行設(shè)置的壓力調(diào)整彈簧(700)，所述壓力調(diào)整彈簧(700)的兩端分別抵靠于所述基座(100)和所述擺動(dòng)部，并沿所述連桿(200)軸線與所述連桿(200)分別位于所述擺動(dòng)部的兩側(cè)。
11.如權(quán)利要求10所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括連桿支承板(800)，所述連桿(200)的一端通過所述連桿支承板(800)與所述基座(100)固定；所述基座(100)沿所述連桿(200)軸線設(shè)置有若干安裝位置，以固定所述連桿支承板(800)。
12.如權(quán)利要求11所述的連桿疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括測力傳感器(900)，所述測力傳感器(900)測取所述偏心輪(300)作用于所述擺動(dòng)部的力的大小。
【文檔編號】G01M13/02GK104006967SQ201410235164
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】季炳偉, 楊建法, 李京魯, 許成 申請人:濰柴動(dòng)力股份有限公司