[發(fā)明專利]一種用于扭轉(zhuǎn)減振器的疲勞試驗臺及其疲勞測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610032422.6
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105527088A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢鳳榮;姚昱儒;馬騰;劉建飛;楊曉;齊彬
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉玥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)扭轉(zhuǎn)減振器疲勞測試領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種用于扭 轉(zhuǎn)減振器的疲勞試驗臺及其疲勞測試方法。

背景技術(shù)

硅油減振器是目前柴油機(jī)上廣泛使用的曲軸扭振減振器。與曲軸系統(tǒng)良好匹 配的硅油減振器可以大幅衰減曲軸自由端的扭轉(zhuǎn)振動，從而保證柴油機(jī)的可靠運 行。因此，硅油減振器的可靠性會直接影響整機(jī)可靠性。在設(shè)計階段，硅油減振 器匹配設(shè)計完成后，需要安裝在發(fā)動機(jī)曲軸上，檢驗減振效果并進(jìn)行可靠性考核 試驗，達(dá)到要求后方可進(jìn)行批量生產(chǎn)。在批量生產(chǎn)階段，也需要對減振器進(jìn)行抽 査檢驗。大量的實機(jī)試驗，勢必會耗費大量的人力、物力和財力。

然而，由于扭振減振器一般具有較高的壽命，因此，一般的機(jī)械激勵試驗臺 機(jī)構(gòu)由于其使用壽命的限制，很難應(yīng)用于減振器的可靠性試驗。因此，設(shè)計一套 具有高使用可靠性和使用壽命的測試機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對硅油減振器的扭轉(zhuǎn)振動激勵具 有重要意義。

現(xiàn)有的扭轉(zhuǎn)減振器試驗臺一般是由機(jī)械的方式形成扭轉(zhuǎn)運動，大都是利用幾 何中心和慣性中心的不重合而產(chǎn)生交變力矩進(jìn)行測試，但很難產(chǎn)生于發(fā)動機(jī)實機(jī) 測試相似的150HZ的高頻振動，且現(xiàn)有試驗臺的耐久性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于扭轉(zhuǎn)減振器的疲 勞試驗臺，該試驗臺既能達(dá)到與發(fā)動機(jī)試驗相近的高頻扭振，又能實現(xiàn)裝置固有 頻率的可調(diào)節(jié)，使之能適用于多款減振器的疲勞測試，而且通過所設(shè)置的機(jī)構(gòu)對 扭振運動進(jìn)行放大，能夠縮短原本很長的試驗周期，達(dá)到快速檢測的效果；本發(fā) 明的另一目的是利用上述疲勞試驗臺提供一種能夠準(zhǔn)確、高效的對不同扭轉(zhuǎn)減振 器進(jìn)行可靠性測試的疲勞測試方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種用于扭轉(zhuǎn)減振器的疲勞試驗臺，包括實驗平臺、扭轉(zhuǎn)減振器、扭振軸和 帶有控制器的永磁同步電機(jī)，所述控制器連接有信號發(fā)生器，所述實驗平臺上通 過螺栓安裝有第一底座、第二底座和第三底座，所述第一底座上通過螺栓安裝有 內(nèi)壁覆蓋有隔熱棉的恒溫箱，所述扭轉(zhuǎn)減振器安裝在所述恒溫箱內(nèi)，所述恒溫箱 的一側(cè)設(shè)置有用于安裝光電傳感器的安裝孔，所述扭轉(zhuǎn)減振器通過螺栓連接有減 振器連接盤，所述減振器連接盤與所述扭振軸的一端相連接，扭振軸的另一端通 過聯(lián)軸器與永磁同步電機(jī)的輸出軸相連接，扭振軸穿過有所述第二底座和第三底 座，第二底座和第三底座之間的扭振軸上可拆卸的安裝有慣性盤組。

所述扭振軸與減振器連接盤之間采用螺母壓緊的圓錐面過盈連接。

所述恒溫箱的頂部設(shè)置有至少兩個用于固定加熱管的圓孔。所述恒溫箱的背 面還設(shè)置有箱門。

一種用于扭轉(zhuǎn)減振器的疲勞試驗臺的疲勞測試方法，步驟如下：

(1)根據(jù)待測的扭轉(zhuǎn)減振器的測試規(guī)范查得扭轉(zhuǎn)減振器的實驗條件，包括 轉(zhuǎn)速、扭振激勵頻率以及測試時間，計算扭轉(zhuǎn)減振器在標(biāo)定情況下每次運行的損 傷率D₁

D1=n1N1;]]>

其中，N₁為在規(guī)范中扭振振幅對應(yīng)的疲勞壽命，n₁為在規(guī)范頻率下計算的 測試循環(huán)數(shù)；

(2)安裝扭轉(zhuǎn)減振器，仔細(xì)檢查試驗臺的各連接處，啟動控制器以及信號 發(fā)生器；

(3)通過信號發(fā)生器對試驗臺施加掃頻信號，測量并分析結(jié)果，找出試驗 臺的共振頻率，依據(jù)測得的共振頻率施加扭振信號，使得激勵扭矩與試驗臺的固 有頻率相同，記錄下扭轉(zhuǎn)減振器在共振狀況下的扭振幅值；

(4)根據(jù)扭振幅值與切應(yīng)力計算公式計算出扭轉(zhuǎn)減振器外殼在該扭振幅值 下振動所受的切應(yīng)力，查找材料手冊S-N曲線得到共振狀況下的壽命N，并使得 共振狀況下的當(dāng)量損傷D₂與標(biāo)準(zhǔn)工況下當(dāng)量損傷D₁相等，計算出循環(huán)次數(shù)n， 并依據(jù)扭振激勵頻率計算出共振狀況下的理論工作時間t(小時)；