[发明专利]一种用于连杆轴向横向疲劳试验的装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于连杆轴向横向疲劳试验的装置及方法，主要用于发动机连杆轴向拉、压力和横向抗弯力疲劳性能的试验。主要技术方案：在实验平台上，固定左右立柱，立柱上下分别固定上下梁，右立柱上安装一块背板，构成框架；由夹持机构上部与螺杆固定连接，下部与轴向活塞推拉杆连接；将横向力作动缸安装在联接板上，横向力作动缸的活塞连接推杆，推杆端对向连杆质心区域。本发明通过试用证明：从根本上克服了原来只能进行轴向拉、压力疲劳试验的现象,实现了同时进行连杆轴向拉、压力和横向抗弯力疲劳试验，达到向专业的工厂和研究机构提供全面客观的试验依据,更好地为连杆的研发和生产服务。

技术领域

本发明涉及一种发动机连杆疲劳可靠性试验方法，主要用于连杆轴向拉、压力和横向抗弯力疲劳性能的试验，验证连杆疲劳性能是否满足连杆产品的性能要求。

背景技术

连杆作为发动机核心部件（见图1），由连杆体A、连杆盖B、连杆螺栓C组成，在设计、试制及装机前，要对连杆进行单体疲劳试验，考核验证连杆的疲劳可靠性，现行连杆疲劳试验是参照国标GB/T3075-2008，金属材料轴向力疲劳试验方法进行的，即在连杆大、小头孔轴心连线上施加轴向正弦波交变载荷力试验的，此状态是模拟连杆运行在曲轴转角和连杆摆角都为零度时的工作状态，以连杆大、小头孔力为作用点，考核连杆承受1000万次(一次为一个正弦波周期)轴向力的能力，测出连杆承受拉压交变载荷的能力，试验确定连杆承受不破断的载荷值与破断的载荷值，按标准（试验载荷值除以理论载荷值等于安全系数）计算出连杆承受50%存活率载荷下的安全系数，根据技术要求，安全系数大于或等于1.6时，判定连杆样品疲劳试验为合格，安全系数小于1.6时，判定连杆样品疲劳试验不合格。

该试验方法，是以连杆轴向受力的疲劳试验方法，只能是轴向受力的疲劳试验，存在的缺陷是，没有依据连杆在发动机内运转的实际情况进行试验，即没有连杆大孔绕曲轴360度旋转和连杆小头孔绕活塞销摆动时的受力以及连杆质量产生的惯性力作用，同样也就不能反映连杆失效的的真实原因，实践中通过主机厂统计，多数连杆破断现象，发生过程都集中在连杆杆身先弯曲后断裂，因此所得到的数据或结果缺乏准确的客观依据,给发动机连杆失效分析带来一大难度。这个问题对于我们专业的厂家和研究机构来说，是一个十分重要的技术难题。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题和目的是：针对现有的疲劳试验方法存在的缺陷，提供一种用于连杆轴向横向疲劳试验的方法,同时进行连杆轴向拉、压力和横向抗弯力疲劳性能的试验，取代原来的连杆疲劳试验方法,从根本上克服只能进行轴向拉、压力疲劳性能试验的现象,达到向专业的工厂和研究机构提供全面客观的试验依据,为连杆研发生产服务。

本发明的主要技术方案：装置包含下梁，第一螺栓、套、推杆、活塞套、联接板、背板、第二螺栓、横向力作动缸、上盖、小孔芯轴、上座、右立柱、连接螺杆、上梁、螺母、第三螺栓、左立柱、下盖、大孔芯轴、下座、轴向活塞推拉杆、轴向力作动缸、实验平台、油压站、控制器，具体结构，在实验平台上，通过螺纹固定连接左立柱和右立柱，两立柱下部穿过下梁的孔用第一螺栓固紧，两立柱上部通过第三螺栓固定安装上梁，右立柱上通过螺钉安装一块背板，背板侧面装有第二螺栓，就此构成装置的主要框架；由上座、上盖及小孔芯轴，通过第三螺栓组成上加持，由下盖、下座，通过第三螺栓组成下夹持，上下夹持结合构成夹持机构；夹持机构上部与连接螺杆连接，连接螺杆穿过上梁用螺母锁紧固定，夹持机构下部与轴向活塞推拉杆螺纹连接，轴向活塞推拉杆穿过套后再与轴向力作动缸的活塞连接；将横向力作动缸通过第二螺栓安装在联接板上，横向力作动缸的活塞连接推杆，推杆端对向连杆质心区域D；将轴向力作动缸、横向力作动缸的油管和电源信息线路分别与油压站和控制器联接。

本发明通过实际应用证明：完全达到研制目的，在研发和生产过程中,同时完成两项不同方向要求的连杆疲劳试验，能显示出连杆疲劳试验样品断裂的实际部位，效果更接近连杆运转的真实情况，试验结果数据更可靠；所用装置结构简单，操作方便，提高了连杆疲劳试验效率，降低了成本；现实中每批产品抽取的样品通过本发明试验验证合格的，这些产品出厂后在工作时，均无断裂和弯曲的现象出现，无疑该试验是客观有效的，为发动机连杆的研发生产做出了贡献。