[實用新型]基于高頻疲勞試驗機的氣缸套疲勞試驗系統

有效

• 申請號: 201320663547.0
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN203561497U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 李民;杜慧勇;石魁;劉建新;王站成;徐斌;吳健;賈鐘書;陳燁龍
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M15/04
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 羅民健

技術領域

本實用新型涉及一種氣缸套疲勞試驗系統，具體為基于高頻疲勞試驗機的氣缸套疲勞試驗系統。

背景技術

氣缸套是內燃機的重要零部件之一，隨著內燃機向著輕量化、高轉速、高功率的方向發展，氣缸套的結構和材料需要改變，最典型的如擴缸，擴缸后其可靠性和耐久性能否滿足要求引起了人們的廣泛關注。氣缸套疲勞失效的影響因素主要包括兩個方面：1、熱負荷作用：主要由于氣缸套內外壁存在較大溫差，導致氣缸套內外壁受周期性、不均勻的熱應力；2、機械負荷作用：主要來自安裝預緊力、燃氣壓力、活塞側推力等。

目前，研究氣缸套的疲勞壽命研究主要有兩種。一是主要采用有限元模擬計算的方法，但由于各種條件所限，其計算結果的準確性不高有待試驗驗證。氣缸套疲勞壽命考核的另外一種方法是將其安裝在發動機上，進行耐久試驗，這種方法周期長、成本高，而且只能在樣機開發的后期進行。目前還缺少對氣缸套進行快速疲勞壽命試驗的方法。

目前已有很多機械零件在高頻疲勞試驗機上進行疲勞試驗，這大大縮短了試驗周期，加快這些零件的開發進程，但由于缸套所受載荷大且安裝條件特殊，在高頻疲勞試驗機上的夾具設計難度大，目前還沒有關于運用高頻疲勞試驗機對氣缸套進行疲勞試驗的方法的報道。在氣缸套的疲勞失效中，有相當大的比例出現在缸套縱向支撐的臺階面，這一部位的失效受交變的機械負荷影響較大，因此提出一種基于高頻疲勞試驗機的進行缸蓋-氣缸套-機體的組合體疲勞試驗系統及試驗方法。

實用新型內容

本實用新型的目的就是提供一種基于高頻疲勞試驗機的氣缸套疲勞試驗系統，可以使氣缸套在高頻疲勞試驗機上進行氣缸套受機械負荷作用的疲勞壽命試驗，并且可以縮短測試氣缸套受機械負荷作用的疲勞壽命的時間。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案為：基于高頻疲勞試驗機的氣缸套疲勞試驗系統，由氣缸套裝配系統和實時監測系統組成，氣缸套裝配系統包括試驗機測試臺和氣缸套夾具裝置，氣缸套夾具裝置包括上夾具和下夾具，上夾具包括一個上聯結板，上聯結板的中心通過雙頭螺柱與試驗機測試臺上的上端柱頭連接，上聯結板的四周通過螺栓Ⅰ與帶有一個氣缸套的試驗裝配體上端的氣缸蓋連接，下夾具包括一個下聯結板，下聯結板的中心通過螺栓Ⅱ與試驗機測試臺上的下端柱頭連接，下聯結板的兩側與試驗裝配體下端的軸承蓋螺栓連接，試驗機通過上端柱頭向試驗裝配體施加試驗載荷，所述實時監測系統包括設置在氣缸套上的加速度傳感器和應變片，所述加速度傳感器和應變片分別依次與放大器、數據采集儀、數據采集卡和計算機連接，計算機監測氣缸套的振動頻率和應變。

有益效果：本實用新型的氣缸套的疲勞試驗系統可以使氣缸套安裝在高頻疲勞試驗機上，并借助試驗的方法模擬內燃機工作過程中，氣缸套在螺栓預緊力和氣體爆發壓力作用條件下的疲勞壽命，縮短了氣缸套疲勞壽命試驗時間。計算機實時監測系統可以準確判斷氣缸套的疲勞破壞時刻，保證了試驗數據的準確性。本實用新型的氣缸套的夾具裝置使得氣缸套試驗裝配體容易地安裝在試驗機上進行疲勞試驗，載荷易于控制、試驗周期短，試驗成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型氣缸套疲勞試驗系統的結構示意圖。

圖2為氣缸套疲勞試驗系統中夾具裝置的上聯結板的結構示意圖。

圖中標記為：1、上夾具，2、下夾具，3、試驗裝配體，4、上聯結板，5、雙頭螺柱，6、上端柱頭，7、下聯結板，8、螺栓Ⅱ，9、下端柱頭，10、螺栓Ⅰ，11、氣缸蓋，12、氣缸套，13、加速度傳感器，14、放大器，15、數據采集儀，16、數據采集卡，17、計算機，18、試驗機測試臺，19、螺紋孔，20、螺栓孔，21、內聯結螺帽Ⅰ，22、上端柱頭外壓緊螺帽，23、內聯結螺帽Ⅱ，24、下端柱頭外壓緊螺帽，25、墊片，26、氣缸墊，27、應變片。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。