一种实现曲轴协调变形的非对称弯曲疲劳试验装置的制作方法

1.本发明属于曲轴弯曲疲劳试验技术领域，具体涉及一种实现曲轴协调变形的非对称弯曲疲劳试验装置。


背景技术：

2.曲轴弯曲疲劳试验一般采用谐振试验台进行，参照标准为《汽车发动机曲轴弯曲疲劳试验方法qct637-2000》，该标准规定了曲轴理论弯矩计算、试验装置、数据处理等，但该方法采用的是对称弯曲疲劳试验，载荷比r＝-1，试验装置简单可靠、能耗低、效率高，但试验状态与曲轴工作实际工作状态存在差异，用曲轴对称弯曲疲劳试验结果进行可靠性评估相对保守，虽然可以利用零件的疲劳极限图进行转换，但在实际操作中不仅缺乏疲劳极限图，而且在转换过程中也容易产生误差。为了提升可靠性评估精度，进行曲轴在实际载荷比下的疲劳参数测试是十分必要的。
3.目前的曲轴非对称疲劳试验多采用高频试验机或液压疲劳试验机进行，但目前的加载装置对曲轴变形协调上存在不同程度的限制，无法保证在规定弯矩下连杆轴颈圆角的变形和谐振试验机上的状态一致。


技术实现要素：

4.本发明提供一种实现曲轴协调变形的非对称弯曲疲劳试验装置，解决现有技术的不足。
5.为了解决以上技术问题，本发明提供了一种实现曲轴协调变形的非对称弯曲疲劳试验装置，其特征在于：主要由试验机转接盘1、上关节轴承支座2、上带锁口杆端关节轴承3、上关节轴承销4、连接杆5、下带锁口杆端关节轴承6、下关节轴承销7、下关节轴承支承座8、下关节轴承可调节加载板9、主轴颈夹具10、曲轴支承夹具11组成；将曲轴支承夹具11安装在试验平台上，保证曲轴连杆轴颈处于要求的角度位置，将试验曲轴样件的一个主轴颈和连杆轴颈安装在曲轴支承夹具11上，两处均采用过盈夹持；主轴颈夹具10夹持在施加载荷的主轴颈上，下关节轴承可调节加载板9与主轴颈夹具10的一侧用螺栓连接为一体，安装时下关节轴承可调节加载板9保持水平状态；下关节轴承支座8通过螺栓固定在下关节轴承可调节加载板9上，下关节支承销7过盈装入下带锁口杆端关节轴承6，下关节支承销7采用过盈方式固定在下关节轴承支座8上；上关节轴承支座2、上带锁口杆端关节轴承3、上关节轴承销4采用同样的方式连接；上带锁口杆端关节轴承3和下带锁口杆端关节轴承6通过连接杆5连接并用螺栓锁紧；上关节轴承支座2通过试验机转接盘1与试验机加载端连接。
6.有益效果：本发明采用上下关节轴承对试验加载和夹持装置进行了改进，适用于高频试验机和液压疲劳试验机，能够充分释放曲轴加载主轴颈和连杆轴颈圆角的变形，使曲轴在规定弯矩下的变形更准确。具体优点如下：
7.1该装置由上下两个带座带锁口杆端关节轴承、连接杆、两个关节轴承支承座、主轴颈夹具、下关节轴承可调节加载板组成。
8.2上下两个带座带锁口杆端关节轴承由连接杆连接起来，加载时上下关节轴承能够在曲轴安装平面自由转动，可实现曲轴加载主轴颈和连杆轴颈圆角的自由变形。
9.3主轴颈夹具通过调节瓦片厚度可使用多种规格曲轴轴颈。
10.4下关节轴承可调节加载板可以通过调节关节轴承安装位置改变加载力臂的长度，可以适应不同的设备载荷能力和曲轴载荷的需求。
11.5该装置可适用于各种高频试验机和液压疲劳试验机，只需设计相应的转接盘即可。
附图说明
12.图1为本发明工作原理图；
13.图2为本发明结构示意图；
14.其中，标号与部件名称对应如下：试验机转接盘1、上关节轴承支座2、上带锁口杆端关节轴承3、上关节轴承销4、连接杆5、下带锁口杆端关节轴承6、下关节轴承销7、下关节轴承支承座8、下关节轴承可调节加载板9、主轴颈夹具10、曲轴支承夹具11。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
16.本发明提出的一种实现曲轴协调变形的非对称弯曲疲劳试验装置，主要由试验机转接盘1、上关节轴承支座2、上带锁口杆端关节轴承3、上关节轴承销4、连接杆5、下带锁口杆端关节轴承6、下关节轴承销7、下关节轴承支承座8、下关节轴承可调节加载板9、主轴颈夹具10、曲轴支承夹具11组成；
17.将曲轴支承夹具11安装在试验平台上，保证曲轴连杆轴颈处于要求的角度位置，将试验曲轴样件的一个主轴颈和连杆轴颈安装在曲轴支承夹具11上，两处均采用过盈夹持；主轴颈夹具10夹持在施加载荷的主轴颈上，下关节轴承可调节加载板9与主轴颈夹具10的一侧用螺栓连接为一体，安装时下关节轴承可调节加载板9保持水平状态；下关节轴承支座8通过螺栓固定在下关节轴承可调节加载板9上，下关节支承销7过盈装入下带锁口杆端关节轴承6，下关节支承销7采用过盈方式固定在下关节轴承支座8上；上关节轴承支座2、上带锁口杆端关节轴承3、上关节轴承销4采用同样的方式连接；上带锁口杆端关节轴承3和下带锁口杆端关节轴承6通过连接杆5连接并用螺栓锁紧；上关节轴承支座2通过试验机转接盘1与试验机加载端连接。
18.安装及连接步骤如下：
19.1)将8～11连接好，曲轴支承夹具11和试验平台不要固定，该部份简称为下半部机构。
20.2)将1～7连接好，连接杆5和下带锁口杆端关节轴承6先不要锁死，该部份简称为上半部机构。
21.3)使上半部机构保持自由下垂状态，调整下半部机构位置、试验机加载端高度和下带锁口杆端关节轴承角度，使下关节轴承销7落入下关节轴承支承座8座孔内，上下两部份机处于自由状态组合在一起，保证上下关节轴承销平行且在垂直于试验台的同一个平面
内。
22.4)将曲轴支承夹具11和试验平台固定。
23.5)调节试验机加载端高度，产生适当压力载荷，紧固下关节轴承支座8盖螺栓。
24.工作原理：
25.1)载荷施加
26.根据试验弯矩、加载力臂计算试验载荷，通过试验机施加拉压载荷，上带锁口杆端关节轴承3和下带锁口杆端关节轴承6能够绕上关节轴承销4和下关节轴承销7自由转动，保证了加载时曲轴的加载主轴颈和连杆轴颈圆角的变形，保证连杆轴颈圆角承受弯矩时的变形和应力准确。
27.2)力臂调节
28.在下关节轴承可调节加载板9上均匀布置多组安装螺栓孔，如果试验机载荷不能满足试验载荷需求，调节下关节轴承支座8在下关节轴承可调节加载板9上的安装螺栓孔位置可以改变加载力臂长度，从而降低试验载荷。
29.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种实现曲轴协调变形的非对称弯曲疲劳试验装置，其特征在于：主要由试验机转接盘1、上关节轴承支座2、上带锁口杆端关节轴承3、上关节轴承销4、连接杆5、下带锁口杆端关节轴承6、下关节轴承销7、下关节轴承支承座8、下关节轴承可调节加载板9、主轴颈夹具10、曲轴支承夹具11组成；将曲轴支承夹具11安装在试验平台上，保证曲轴连杆轴颈处于要求的角度位置，将试验曲轴样件的一个主轴颈和连杆轴颈安装在曲轴支承夹具11上，两处均采用过盈夹持；主轴颈夹具10夹持在施加载荷的主轴颈上，下关节轴承可调节加载板9与主轴颈夹具10的一侧用螺栓连接为一体，安装时下关节轴承可调节加载板9保持水平状态；下关节轴承支座8通过螺栓固定在下关节轴承可调节加载板9上，下关节支承销7过盈装入下带锁口杆端关节轴承6，下关节支承销7采用过盈方式固定在下关节轴承支座8上；上关节轴承支座2、上带锁口杆端关节轴承3、上关节轴承销4采用同样的方式连接；上带锁口杆端关节轴承3和下带锁口杆端关节轴承6通过连接杆5连接并用螺栓锁紧；上关节轴承支座2通过试验机转接盘1与试验机加载端连接。2.根据权利要求1所述的一种实现曲轴协调变形的非对称弯曲疲劳试验装置，其特征在于：安装时，使上半部机构保持自由下垂状态，调整下半部机构位置、试验机加载端高度和下带锁口杆端关节轴承角度，使下关节轴承销7落入下关节轴承支承座8座孔内，上下两部份机处于自由状态组合在一起，保证上下关节轴承销平行且在垂直于试验台的同一个平面内。3.根据权利要求1所述的一种实现曲轴协调变形的非对称弯曲疲劳试验装置，其特征在于：根据试验弯矩、加载力臂计算试验载荷，通过试验机施加拉压载荷，上带锁口杆端关节轴承3和下带锁口杆端关节轴承6能够绕上关节轴承销4和下关节轴承销7自由转动，保证了加载时曲轴的加载主轴颈和连杆轴颈圆角的变形，保证连杆轴颈圆角承受弯矩时的变形和应力准确。4.根据权利要求1所述的一种实现曲轴协调变形的非对称弯曲疲劳试验装置，其特征在于：在下关节轴承可调节加载板9上均匀布置多组安装螺栓孔，如果试验机载荷不能满足试验载荷需求，调节下关节轴承支座8在下关节轴承可调节加载板9上的安装螺栓孔位置可以改变加载力臂长度，从而降低试验载荷。

技术总结
本发明涉及一种实现曲轴协调变形的非对称弯曲疲劳试验装置，主要由试验机转接盘1、上关节轴承支座2、上带锁口杆端关节轴承3、上关节轴承销4、连接杆5、下带锁口杆端关节轴承6、下关节轴承销7、下关节轴承支承座8、下关节轴承可调节加载板9、主轴颈夹具10、曲轴支承夹具11组成；本发明采用上下关节轴承对试验加载和夹持装置进行了改进，适用于高频试验机和液压疲劳试验机，能够充分释放曲轴加载主轴颈和连杆轴颈圆角的变形，使曲轴在规定弯矩下的变形更准确。更准确。更准确。


技术研发人员：侯晔星 狄建兵 张丽强 闫玮 王昊
受保护的技术使用者：中国北方发动机研究所（天津）
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/2/3