[發明專利]連桿液壓疲勞試驗系統

無效

• 申請號: 201110255591.3
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102393340A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 劉震濤;劉宏瑞;李建鋒;劉海軍;俞小莉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36;G01M13/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及一種用于發動機連桿的試驗設備，特別涉及一種以液壓進行拉壓加載對發動機連桿疲勞特性進行檢測的試驗系統。

背景技術

自從發動機產生發展至今，機械負荷不斷的提高，對于發動機的可靠性和強化指標也相應的提高。

連桿無疑式是發動機中十分重要的運動零件，其作用是連接活塞與曲軸，將作用在活塞上的力傳給曲軸，使活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，對外輸出作功。連桿工作的小端作往復運動，大端作旋轉運動，桿身作復雜的平面運動，因此連桿的受力情況十分復雜，在其桿身的每一個截面上都會有彎矩、剪力和法向力，但彎矩和剪力都不大，桿身的主要載荷是交變的拉壓載荷。連桿是承受負荷最嚴重的零件之一，同時承受著活塞傳來的氣體壓力、往復慣性力和它本身擺動時所產生的慣性力的作用，這些力的大小和方向周期性變化，易引起連桿的疲勞破壞。據統計，連桿60%到90%的破壞都是疲勞破壞，后果極其嚴重。因為不論是韌性材料還是脆性材料在疲勞破壞前都沒有明顯的征兆不易察覺，容易造成意外事故。

因此在連桿的設計和檢測中，疲勞強度成為其重要性能指標。在連桿所受載荷中，最主要的是拉壓載荷，因此通過拉壓疲勞試驗對連桿的疲勞性能做測試對于連桿的疲勞評定很有研究價值。既可以使零件保證發動機正常工作，又可以避免使連桿偏重安全。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種連桿液壓疲勞試驗系統，本發明以液壓進行拉壓加載對發動機連桿疲勞特性進行檢測。

為解決該技術問題，本發明的技術方案是：一種連桿液壓疲勞試驗系統，它主要由試驗臺架和控制系統兩大部件組成；試驗臺架包括：泵站機構、液壓加載機構、試驗臺臺體、裝夾及承載機構；泵站機構、液壓加載機構、裝夾及承載機構均固定在試驗臺臺體上，液壓加載機構與泵站機構相連，裝夾及承載機構與液壓加載機構相連。

進一步地，所述試驗臺臺體主要由試驗臺框架和試驗臺移動面組成，試驗臺框架由上下兩個金屬板以及連接兩個金屬板的四個金屬柱導軌組成，試驗臺移動面包括上下兩個金屬面，均與四個金屬柱導軌連接。所述泵站機構包括液壓泵站、油箱和電動機，液壓泵站油箱管道連接，液壓泵站由電動機驅動。所述液壓加載機構包括第一蓄壓器、第二蓄壓器、伺服電磁閥、液壓放大器、液壓缸，同時還包括第一濾油器、第二濾油器、第三濾油器、單向閥、溢流閥等輔助液壓器件；液壓伺服電磁閥為三位四通閥，其四個油路分別為：高壓油路P、回油油路T和兩個工作油路A、B，兩個工作油路A和B通過液壓放大器與液壓油缸相連；回油油路T與油箱管路連接，高壓油路通過單向閥與液壓泵站管路連接，溢流油路一端接伺服電磁閥的高壓油路P上，另一端與油箱相連，溢流閥固定在溢流油路上；第一蓄壓器和第二蓄壓器用于保持試驗系統壓力穩定，第一蓄壓器與伺服電磁閥的回油油路T相連，第二蓄壓器與伺服電磁閥的高壓油路P相連，第一濾油器、第二濾油器、第三濾油器分別固定在回油油路T、高壓油路P和溢流油路上，用于過濾液壓油。所述裝夾及承載機構包括承載機構、小頭夾具、大頭夾具、小頭卡套、大頭卡套和負荷傳感器；其中，承載機構與液壓缸相連，并固定在試驗臺移動面的下金屬面上，負荷傳感器固定在試驗臺移動面的上金屬面上，小頭夾具通過小頭卡套緊固在承載機構上，小頭卡套通過小頭夾具緊固在承載機構上，大頭卡套通過大頭夾具緊固在負荷傳感器上。所述控制系統包括上位機、下位機和應變片，應變片和負荷傳感器分別與下位機相連，下位機與上位機相連。

本發明的有益效果在于：

1、本發明屬于國內相關領域首個自主研發的試驗系統，可以代替連桿疲勞的實機試驗，具有較高的參考價值，大大節約了成本。

2、本試驗系統對連桿的拉壓加載為非對稱加載，實現任意負荷比，可以模擬較多工況進行加載，因此可以應用于很大范圍內的連桿疲勞試驗。

3、本試驗系統在試驗過程中，通過負荷傳感器和美國NI信號采集設備隨時對連桿所加載的拉壓力進行采集并顯示出加載的波形。這樣，試驗人員可以更好地監測試驗的加載情況，保證試驗準確良好的運行。

4、本試驗系統既可以用于發動機連桿疲勞試驗，又可以用于發動機連桿等零部件靜載試驗，實現了功能多樣化。

附圖說明

圖1為試驗系統示意圖；

圖2液壓加載機構示意圖；

圖3控制系統功能框圖；

圖4試驗程序框圖；