凸轮轴试验设备制造技术

本发明专利技术公开了一种凸轮轴试验设备，包括基座、设置在所述基座上的加载装置、用于支撑凸轮轴的支撑装置以及驱动所述凸轮轴进行转动的驱动装置；所述加载装置包括支架、与所述凸轮轴上的凸轮相匹配的加载摆臂组件以及与所述加载摆臂组件相互配合的预加载组件；所述加载摆臂组件包括摆动臂和垂直设置在所述摆动臂中间位置上的识取板，所述摆动臂的两端设置有滚子，所述支架上设置有立板，所述摆动臂的中间位置转动连接在所述立板上；所述预加载组件包括壳体、位于所述壳体上方的压盖、位于所述壳体与压盖之间形成的空间内的弹性件和上弹簧座、下弹簧座，所述弹性件的上端作用于所述上弹簧座，所述弹性件的下端作用于所述下弹簧座。

Camshaft test equipment

【技术实现步骤摘要】
凸轮轴试验设备
本专利技术属于机械
，具体涉及一种凸轮轴试验设备。
技术介绍
凸轮轴是核电应急用柴油发电机中核心的部件，通过不同相位角的凸轮的旋转，控制曲轴气阀开闭，为柴油发电机机提供燃烧所必须的新鲜空气，凸轮轴在柴油发电机内部高速旋转，最高旋转转速为750rpm。在此转速下，凸轮因为受到来自气阀弹簧和燃烧缸内的循环作用力的冲击，凸轮轴的凸轮表面容易产生接触疲劳磨损，凸轮轴的轴颈与轴瓦之间容易产生高温，降低凸轮轴的运行寿命，进而影响柴油发电机的整体稳定和可靠性。目前所用核电应急用柴油发电机的产品均为国外原装进口产品，凸轮轴长2.4m，直径76mm，呈细长型。其生产工艺、材料及试验在我国均无可参照的标杆产品，因此为检验自行研发制造的核电应急用柴油发电机用大型凸轮轴的凸轮和轴颈的疲劳及耐磨性而开发专用试验台架是非常必要的。现有技术中，如中国专利申请号：201620850696.1，专利名称：一种柴油发动机凸轮轴、挺柱的磨损试验装置的专利技术专利，其中的技术方案具有如下的缺点：1、机械结构为封闭式结构，无法适应多种凸轮轴测试件的更换，需要为每种不同长度的测试凸轮轴单独开发测试工装；2、仅能通过更换弹簧来改变对凸轮的试验预压力，而且预压力的大小为多少无法准确测量3、无法测试凸轮在施加额定预压力的情况下旋转过程中的动态加载力的大小。
技术实现思路
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种凸轮轴试验设备，其能够适用于不同规格的凸轮轴，能够很方便的调节静态预压力和监测动态加载力。为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：一种凸轮轴试验设备，包括基座、设置在所述基座上的加载装置、用于支撑凸轮轴的支撑装置以及驱动所述凸轮轴进行转动的驱动装置；所述加载装置包括支架、与所述凸轮轴上的凸轮相匹配的加载摆臂组件以及与所述加载摆臂组件相互配合的预加载组件，所述加载摆臂组件位于所述凸轮和所述预加载组件之间；所述加载摆臂组件包括摆动臂和垂直设置在所述摆动臂中间位置上的识取板，所述摆动臂的两端设置有滚子，所述滚子包括与所述预加载组件相配合的第一滚子以及与所述凸轮相匹配的第二滚子，所述支架上设置有立板，所述摆动臂的中间位置转动连接在所述立板上，所述支架上安装有与所述识取板对应的测距仪；所述预加载组件包括壳体、位于所述壳体上方的压盖、位于所述壳体与压盖之间形成的空间内的弹性件和上弹簧座、下弹簧座，所述弹性件的上端作用于所述上弹簧座，所述弹性件的下端作用于所述下弹簧座，所述下弹簧座的下端贯穿所述壳体的底面并与所述第一滚子配合作用，所述预加载组件还包括用于调节所述弹性件压缩量的调节机构。优选地，所述调节机构包括作用于所述上弹簧座上端的顶紧螺杆，所述顶紧螺杆的上端贯穿所述压盖并向外伸出。顶紧螺杆与压盖之间通过螺纹连接，通过调整顶紧螺杆的上端进而调整上弹簧座的位置，调整弹性件的压缩量，调节静态预压力的大小。静态预压力通过简单的调节顶紧螺杆就可以实现，无需更换预压弹簧，而且预压力大小的调整通过位移机构可以直观高效的表示出来。优选地，所述预加载组件还包括用于测量所述上弹簧座位置的位移机构，所述位移机构包括固定在所述上弹簧座的活动杆以及设置在所述支架上的拉绳传感器，所述壳体上开设有供所述活动杆上下移动的活动槽，所述拉绳传感器与所述活动杆之间连接有拉绳，所述压盖上还还开设有供所述拉绳穿过的拉绳孔，所述活动杆的运动方向与所述上弹簧座的运动方向相互平行。通过顶紧螺杆能够调整上弹簧座的位置，进而调整弹簧的压缩量，实现预紧力的调整。在一些实施例中，活动杆包括了连接在上弹簧座上的连接杆以及与连接杆连接的固定杆，拉伸的两端分别连接在拉绳传感器上以及固定杆上。上弹簧座的移动带动固定杆移动，拉动拉绳，通过拉绳传感器可以精确的测量到弹性件下压的行程，根据弹簧下压行程可以得到每个凸轮上的静态预压力。优选地，所述摆动臂的两端具有夹板，同一侧的两个夹板之间形成用于容纳所述滚子的滚动口，所述滚子安装在夹板上，所述滚子的直径大于所述滚子安装位置的夹板的高度。滚子的直径大于对应位置夹板的高度能够保证试验设备在运行时，凸轮不会碰到摆动臂，即使在滚子的长度小于凸轮的厚度的情况下。优选地，所述测距仪安装在所述支架上远离所述第二滚子的一侧，所述测距仪用于测量所述识取板由竖直方向向第一滚子方向摆动的距离，支架上开设有对应的测距孔。测距仪选用激光位移传感器。当凸轮轴开始转动，凸轮顶端会带动摆动臂与凸轮接触的一端向下压，进而带动识取板向后摆动，摆动臂与预加载组件接触的一端会将通过下弹簧座将弹性件向上压缩，当凸轮轴转动到凸轮的末端摆臂受到预加载组件弹簧的张力作用，将摆动臂与预加载组件接触的一端向下弹压，进而带动识取板向前摆动，通过激光位移传感器监控该识取板前后位置的动态变化，就可以得到凸轮轴在转动时每个凸轮上所受到加载力的大小的变化。相对于传统的采用力传感器的试验方法，本专利技术所采用的是非接触式的激光位移传感器配合识取板进行测试，结果稳定准确，且可有效的长期使用。优选地，所述支架上安装有用于测量所述凸轮轴温度的测温装置。测温装置优选对应支撑装置的两侧的凸轮轴进行安装和监测。优选地，所述驱动装置包括电机以及设置在所述电机与凸轮轴之间的万向联轴器，所述电机的输出轴、万向联轴器以及凸轮轴同轴设置，通过电机带动万向联轴器和凸轮轴同步转动。电机与万向联轴器之间通过法兰盘、平键、轴承座以及螺栓螺母等常规组件进行安装连接。优选地，所述支撑装置包括多个固定在所述基座上的轴承座，所述凸轮轴转动设置在所述轴承座内，所述加载装置对应设置在相邻的所述轴承座之间。采取开放式的轴承座设计，可以根据不同长度的大型凸轮轴任意调整轴承座位置，保证各种不同长度的凸轮轴均可在本试验台上进行，节约试验成本。更加优选地，所述基座上开设有沿所述凸轮轴长度方向延伸的滑槽，所述支架和所述轴承座下方配合设置在所述滑槽内。滑槽的设计也能够进一步配合轴承座和加载装置的移动，滑槽为倒置的T型设置，可以在加载装置和轴承座的下方设置与滑槽对应的螺栓组件，通过滑槽和对应的螺栓组件实现加载装置和轴承座的移动，以适应不同规格的凸轮轴。静态预压力是指凸轮轴在运转前，根据要求人为调节加载机构中加载弹簧的下压位移行程得到的预压量，以实现滚子与凸轮曲面的预压紧状态；动态加载力是指在静态预压力的基础上，凸轮轴在转动过程中，各凸轮处于不同相位时加载结构对凸轮相位变化的压力响应。本专利技术中通过调节静态预压力和动态加载力，可以模拟不同规格凸轮轴服役状态，测试凸轮轴的稳定性。与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：本专利技术的凸轮轴试验设备，结构设计合理，采取开放式结构，可以适应不同长度的大型凸轮轴在试验设备上进行试验，节约试验成本；静态预压力通过调节顶紧螺杆实现，无需更换弹性件；动态加载的的监控采取测距仪和识取板配合，相对传统的采用力传感器的试验方法，更加高效稳定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术优选实施例中凸轮轴试验设备的立体图；图2为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸轮轴试验设备，其特征在于：包括基座、设置在所述基座上的加载装置、用于支撑凸轮轴的支撑装置以及驱动所述凸轮轴进行转动的驱动装置；所述加载装置包括支架、与所述凸轮轴上的凸轮相匹配的加载摆臂组件以及与所述加载摆臂组件相互配合的预加载组件，所述加载摆臂组件位于所述凸轮和所述预加载组件之间；所述加载摆臂组件包括摆动臂和垂直设置在所述摆动臂中间位置上的识取板，所述摆动臂的两端设置有滚子，所述滚子包括与所述预加载组件相配合的第一滚子以及与所述凸轮相配合的第二滚子，所述支架上设置有立板，所述摆动臂的中间位置转动连接在所述立板上，所述支架上安装有与所述识取板对应的测距仪；所述预加载组件包括壳体、位于所述壳体上方的压盖、位于所述壳体与压盖之间形成的空间内的弹性件和上弹簧座、下弹簧座，所述弹性件的上端作用于所述上弹簧座，所述弹性件的下端作用于所述下弹簧座，所述下弹簧座的下端贯穿所述壳体的底面并与所述第一滚子配合作用，所述预加载组件还包括用于调节所述弹性件压缩量的调节机构。

【技术特征摘要】
1.一种凸轮轴试验设备，其特征在于：包括基座、设置在所述基座上的加载装置、用于支撑凸轮轴的支撑装置以及驱动所述凸轮轴进行转动的驱动装置；所述加载装置包括支架、与所述凸轮轴上的凸轮相匹配的加载摆臂组件以及与所述加载摆臂组件相互配合的预加载组件，所述加载摆臂组件位于所述凸轮和所述预加载组件之间；所述加载摆臂组件包括摆动臂和垂直设置在所述摆动臂中间位置上的识取板，所述摆动臂的两端设置有滚子，所述滚子包括与所述预加载组件相配合的第一滚子以及与所述凸轮相配合的第二滚子，所述支架上设置有立板，所述摆动臂的中间位置转动连接在所述立板上，所述支架上安装有与所述识取板对应的测距仪；所述预加载组件包括壳体、位于所述壳体上方的压盖、位于所述壳体与压盖之间形成的空间内的弹性件和上弹簧座、下弹簧座，所述弹性件的上端作用于所述上弹簧座，所述弹性件的下端作用于所述下弹簧座，所述下弹簧座的下端贯穿所述壳体的底面并与所述第一滚子配合作用，所述预加载组件还包括用于调节所述弹性件压缩量的调节机构。2.根据权利要求1所述的一种凸轮轴试验设备，其特征在于：所述调节机构包括作用于所述上弹簧座上端的顶紧螺杆，所述顶紧螺杆的上端贯穿所述压盖并向外伸出。3.根据权利要求1所述的一种凸轮轴试验设备，其特征在于：所述预加载组件还包括用于测量所述上弹簧座位置的位移机构，所述位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃恩伟，王博，尹嵩，魏少翀，陆海峰，潘晨阳，史一岭，吴树辉，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32