本發(fā)明屬于曲軸疲勞測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置。

背景技術(shù)：

曲軸部件作為發(fā)動機動力輸出的主要零件，工作中承受彎、扭、振動等復(fù)雜作用力的周期性作用，其結(jié)構(gòu)強度及疲勞可靠性至關(guān)重要。特別是曲軸主軸頸與連桿軸頸圓角處應(yīng)力水平較高，主要是由于曲軸受到缸內(nèi)爆發(fā)壓力作用下產(chǎn)生彎曲變形所致。交變載荷作用下圓角處往往會出現(xiàn)開裂故障。

產(chǎn)品開發(fā)階段為了檢驗曲軸的結(jié)構(gòu)強度及疲勞可靠性，會在計算仿真的基礎(chǔ)上進行部件疲勞試驗。曲軸疲勞試驗一般分為兩種，一種是整機搭載疲勞試驗，一種機械部件疲勞試驗。前者試驗過程繁瑣、費用高、風(fēng)險大、效率低。但是，曲軸工作環(huán)境真實，載荷綜合作用明顯，可信度高等。后者利用試驗機模擬曲軸所承受爆發(fā)壓力與慣性力的交變作用，以一定載荷系數(shù)與循環(huán)基數(shù)為考核目標(biāo)，根據(jù)試驗結(jié)果判定該曲軸的疲勞強度。

彎曲疲勞試驗加載方法通常有雙支撐彎曲疲勞試驗與非對稱彎曲疲勞試驗兩種。一般曲軸部件疲勞試驗頻率低，載荷作用單一，需要專用液壓試驗機，設(shè)備功能要求高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置，以滿足不同軸頸曲軸彎曲疲勞試驗要求，適應(yīng)于通用高頻試驗機工作需要，試驗曲軸單元可以自適應(yīng)彎曲變形。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置，包括觸動法蘭、彈性彎曲板、主軸頸開口壓頭、連桿軸頸支撐、主軸頸支撐，所述主軸頸支撐和連桿軸頸支撐垂直安裝在試驗平臺上表面的t型槽處，所述主軸頸支撐上設(shè)有一個主軸頸支撐孔，所述連桿軸頸支撐上設(shè)有一個連桿軸頸支撐孔，試驗曲軸單元的第一主軸頸和連桿軸頸分別通過第一主軸頸調(diào)整瓦片和連桿軸頸調(diào)整瓦片安裝在主軸頸支撐孔和連桿軸頸支撐孔內(nèi)，所述主軸頸開口壓頭通過第二主軸頸調(diào)整瓦片安裝在第二主軸頸處，所述觸動法蘭位于主軸頸開口壓頭上方，所述彈性彎曲板的上端與觸動法蘭連接，下端與主軸頸開口壓頭連接。

進一步的，所述主軸頸支撐和連桿軸頸支撐通過高強度螺栓連接在支撐座和軸承蓋上。

進一步的，所述第一主軸頸調(diào)整瓦片和連桿軸頸調(diào)整瓦片分別與主軸頸支撐底孔和連桿軸頸支撐底孔過盈配合。

進一步的，所述第一主軸頸調(diào)整瓦片和連桿軸頸調(diào)整瓦片的內(nèi)孔分別與第一主軸頸和連桿軸頸過盈配合。

進一步的，在所述第二主軸頸下方的主軸頸開口壓頭處橫向通過緊固螺栓剛性連接。

進一步的，所述彈性彎曲板為上下兩件，且分別由四塊連接塊固定并串聯(lián)在主軸頸開口壓頭與觸動法蘭之間。

進一步的，所述連接塊通過螺栓連接彈性彎曲板。

進一步的，所述觸動法蘭的上表面開設(shè)定位止口，且下部偏心設(shè)置有立板結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述觸動法蘭的定位止口中心線與彈性彎曲板重合。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明所述的可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置在過去曲軸非對稱彎曲疲勞試驗方法的基礎(chǔ)上增加多重調(diào)整軸瓦和自適應(yīng)彈性彎曲板，可以滿足不同軸頸曲軸彎曲疲勞試驗要求，適應(yīng)于通用高頻試驗機工作需要，試驗曲軸單元可以自適應(yīng)彎曲變形。

(2)本發(fā)明所述的可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，機械強度高，承載穩(wěn)定，裝配方便，制造成本低，功能齊全。

(3)本發(fā)明所述的可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置通過軸頸支撐位置與過盈瓦片內(nèi)徑的調(diào)整可以實現(xiàn)一定規(guī)格范圍內(nèi)的不同曲軸單元的彎曲疲勞試驗，其通用性強、調(diào)整靈活、二次投入低。

(4)本發(fā)明所述的可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置對曲軸單元的第二主軸頸采用支撐反力加載，承載彎矩模擬，載荷控制真實、可信，曲軸單元可自由彎曲，考察區(qū)域應(yīng)力水平與工程應(yīng)用相似度高。

(5)本發(fā)明所述的可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置可以利用通用高頻試驗機作為加載設(shè)備，試驗方案適應(yīng)性強，試驗頻率可大幅提高，試驗周期短，工作成本低，可實現(xiàn)無人值守的目標(biāo)。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例所述的可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-觸動法蘭；2-連接塊；3-彈性彎曲板；4-主軸頸開口壓頭；5-試驗曲軸單元；6-第二主軸頸調(diào)整瓦片；7-連桿軸頸支撐；8-試驗平臺；9-主軸頸支撐；10-連桿軸頸調(diào)整瓦片；11-第一主軸頸調(diào)整瓦片；12-第一主軸頸；13-連桿軸頸；14-第二主軸頸。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

如圖1所示，可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置，包括觸動法蘭1、彈性彎曲板3、主軸頸開口壓頭4、連桿軸頸支撐7、主軸頸支撐9，所述主軸頸支撐9和連桿軸頸支撐7垂直安裝在試驗平臺8上表面的t型槽處，所述主軸頸支撐9上設(shè)有一個主軸頸支撐孔，所述連桿軸頸支撐7上設(shè)有一個連桿軸頸支撐孔，試驗曲軸單元5的第一主軸頸12和連桿軸頸13分別通過第一主軸頸調(diào)整瓦片11和連桿軸頸調(diào)整瓦片10安裝在主軸頸支撐孔和連桿軸頸支撐孔內(nèi)，所述主軸頸開口壓頭4通過第二主軸頸調(diào)整瓦片6安裝在第二主軸頸14處，所述第二主軸頸14作為試驗載荷的施加端，形成懸臂梁承載結(jié)構(gòu)，所述觸動法蘭1位于主軸頸開口壓頭4上方，所述彈性彎曲板3的上端與觸動法蘭1連接，下端與主軸頸開口壓頭4連接。

所述主軸頸支撐9和連桿軸頸支撐7通過高強度螺栓連接在支撐座和軸承蓋上。

所述第一主軸頸調(diào)整瓦片11和連桿軸頸調(diào)整瓦片10分別與主軸頸支撐底孔和連桿軸頸支撐底孔過盈配合。

所述第一主軸頸調(diào)整瓦片11和連桿軸頸調(diào)整瓦片10的內(nèi)孔分別與第一主軸頸12和連桿軸頸13過盈配合。

在所述第二主軸頸14下方的主軸頸開口壓頭4處橫向通過緊固螺栓剛性連接。

所述彈性彎曲板3為上下兩件，且分別由四塊連接塊2固定并串聯(lián)在主軸頸開口壓頭4與觸動法蘭1之間。

所述連接塊2通過螺栓連接彈性彎曲板3。

所述觸動法蘭1的上表面開設(shè)定位止口，且下部偏心設(shè)置有立板結(jié)構(gòu)。

所述觸動法蘭1的定位止口中心線與彈性彎曲板3重合，即保證了試驗機觸動頭中心線與彈性彎曲板3一致。

所述試驗平臺8與主軸頸支撐9和連桿軸頸支撐7均通過t型塊和地腳螺栓固定。

所述可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置各組合件的連接緊固主要靠高強度螺栓實現(xiàn)；預(yù)緊力大小及安裝規(guī)范嚴(yán)格按照國家緊固件規(guī)范要求執(zhí)行。

本實施例的工作原理及過程如下：

可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置主要的特點是可調(diào)與彎曲自適應(yīng)。該裝置靈活可調(diào)一方面表現(xiàn)在隨著曲軸軸頸在一定規(guī)格范圍內(nèi)的變化，通過更換不同厚度的調(diào)整瓦片加以適應(yīng)；甚至可以將調(diào)整瓦片設(shè)計為偏心瓦片來滿足行程變化的曲軸樣件結(jié)構(gòu)需要，從而實現(xiàn)其加載裝置的通用性。另一方面由于發(fā)動機缸心距不同造成曲軸曲拐位置變化，連桿軸頸支撐位置不同，則可以通過調(diào)整連桿軸頸支撐7、主軸頸支撐9在試驗平臺8上t型槽方向的相對位置而實現(xiàn)。另外，可以滿足v型機并列連桿在連桿軸頸上不同位置上的載荷作用要求。

試驗曲軸單元5彎曲變形自適應(yīng)則由兩塊彈性彎曲板3彎曲變形來實現(xiàn)。由于彈性彎曲板3厚度較小，材料彈性好，在觸動力的作用下順勢局部彎曲，不會對試驗曲軸單元5產(chǎn)生干擾作用。另外，兩塊彈性彎曲板3變形區(qū)域較短，彎曲變形幅度較小，而方向相反，則可以保證作用力傳遞流暢而不失穩(wěn)。

所述可調(diào)式自適應(yīng)曲軸彎曲疲勞試驗裝置在試驗工作中所采用的試驗方法為非對稱彎曲疲勞試驗方法，其所施加的試驗載荷為曲軸主軸頸反支撐力相對應(yīng)的工作彎矩，根據(jù)試驗?zāi)繕?biāo)要求設(shè)置載荷系數(shù)(一般1.6及以上)；如圖1中的標(biāo)號a處為考察區(qū)域，考察區(qū)域為試驗曲軸單元5結(jié)構(gòu)當(dāng)中第二主軸頸圓角及連桿軸頸圓角處的疲勞強度；主軸頸支撐力與試驗機觸動器作用力存在位置上的偏差，從而造成作用力大小的不同，因此，根據(jù)支撐反力所產(chǎn)生的理論彎矩和觸動力相對位置推導(dǎo)得出最大試驗拉伸載荷和壓縮載荷；試驗曲軸單元5通過試驗機高頻動態(tài)激勵在拉伸載荷與壓縮載荷之間的交變作用達到彎曲疲勞試驗考核的目的。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。