连杆液压疲劳试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种连杆液压疲劳试验系统，它主要由试验台架和控制系统两大部件组成；试验台架包括：泵站机构、液压加载机构、试验台台体、装夹及承载机构；泵站机构、液压加载机构、装夹及承载机构均固定在试验台台体上，液压加载机构与泵站机构相连，装夹及承载机构与液压加载机构相连；本试验系统对连杆的拉压加载为非对称加载，实现任意负荷比，可以模拟较多工况进行加载，因此可以应用于很大范围内的连杆疲劳试验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于发动机连杆的试验设备，特别涉及一种以液压进行拉压加载对发动机连杆疲劳特性进行检测的试验系统。
技术介绍
自从发动机产生发展至今，机械负荷不断的提高，对于发动机的可靠性和强化指标也相应的提高。连杆无疑式是发动机中十分重要的运动零件，其作用是连接活塞与曲轴，将作用在活塞上的力传给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，对外输出作功。连杆工作的小端作往复运动，大端作旋转运动，杆身作复杂的平面运动，因此连杆的受力情况十分复杂，在其杆身的每一个截面上都会有弯矩、剪力和法向力，但弯矩和剪力都不大，杆身的主要载荷是交变的拉压载荷。连杆是承受负荷最严重的零件之一，同时承受着活塞传来的气体压力、往复惯性力和它本身摆动时所产生的惯性力的作用，这些力的大小和方向周期性变化，易引起连杆的疲劳破坏。据统计，连杆60%到90%的破坏都是疲劳破坏，后果极其严重。因为不论是韧性材料还是脆性材料在疲劳破坏前都没有明显的征兆不易察觉，容易造成意外事故。因此在连杆的设计和检测中，疲劳强度成为其重要性能指标。在连杆所受载荷中， 最主要的是拉压载荷，因此通过拉压疲劳试验对连杆的疲劳性能做测试对于连杆的疲劳评定很有研究价值。既可以使零件保证发动机正常工作，又可以避免使连杆偏重安全。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种连杆液压疲劳试验系统，本专利技术以液压进行拉压加载对发动机连杆疲劳特性进行检测。为解决该技术问题，本专利技术的技术方案是一种连杆液压疲劳试验系统，它主要由试验台架和控制系统两大部件组成；试验台架包括泵站机构、液压加载机构、试验台台体、装夹及承载机构；泵站机构、液压加载机构、装夹及承载机构均固定在试验台台体上，液压加载机构与泵站机构相连，装夹及承载机构与液压加载机构相连。进一步地，所述试验台台体主要由试验台框架和试验台移动面组成，试验台框架由上下两个金属板以及连接两个金属板的四个金属柱导轨组成，试验台移动面包括上下两个金属面，均与四个金属柱导轨连接。所述泵站机构包括液压泵站、油箱和电动机，液压泵站油箱管道连接，液压泵站由电动机驱动。所述液压加载机构包括第一蓄压器、第二蓄压器、伺服电磁阀、液压放大器、液压缸，同时还包括第一滤油器、第二滤油器、第三滤油器、单向阀、溢流阀等辅助液压器件；液压伺服电磁阀为三位四通阀，其四个油路分别为高压油路P、回油油路τ和两个工作油路A、B,两个工作油路A和B通过液压放大器与液压油缸相连；回油油路T与油箱管路连接，高压油路通过单向阀与液压泵站管路连接，溢流油路一端接伺服电磁阀的高压油路P上，另一端与油箱相连，溢流阀固定在溢流油路上；第一蓄压器和第二蓄压器用于保持试验系统压力稳定，第一蓄压器与伺服电磁阀的回油油路T相连， 第二蓄压器与伺服电磁阀的高压油路P相连，第一滤油器、第二滤油器、第三滤油器分别固定在回油油路T、高压油路P和溢流油路上，用于过滤液压油。所述装夹及承载机构包括承载机构、小头夹具、大头夹具、小头卡套、大头卡套和负荷传感器；其中，承载机构与液压缸相连，并固定在试验台移动面的下金属面上，负荷传感器固定在试验台移动面的上金属面上，小头夹具通过小头卡套紧固在承载机构上，小头卡套通过小头夹具紧固在承载机构上， 大头卡套通过大头夹具紧固在负荷传感器上。所述控制系统包括上位机、下位机和应变片， 应变片和负荷传感器分别与下位机相连，下位机与上位机相连。本专利技术的有益效果在于1、本专利技术属于国内相关领域首个自主研发的试验系统，可以代替连杆疲劳的实机试验，具有较高的参考价值，大大节约了成本。2、本试验系统对连杆的拉压加载为非对称加载，实现任意负荷比，可以模拟较多工况进行加载，因此可以应用于很大范围内的连杆疲劳试验。3、本试验系统在试验过程中，通过负荷传感器和美国m信号采集设备随时对连杆所加载的拉压力进行采集并显示出加载的波形。这样，试验人员可以更好地监测试验的加载情况，保证试验准确良好的运行。4、本试验系统既可以用于发动机连杆疲劳试验，又可以用于发动机连杆等零部件静载试验，实现了功能多样化。附图说明图1为试验系统示意图； 图2液压加载机构示意图； 图3控制系统功能框图4试验程序框图中，试验台框架1、液压泵站2、第一蓄压器3、第二蓄压器4、伺服电磁阀5、液压放大器6、液压缸7、承载机构8、小头夹具9、小头卡套10、连杆试件11、大头卡套12、大头夹具 13、负荷传感器14、试验台移动面15、油箱16、电动机17、第一滤油器18、第二滤油器19、第三滤油器20、单向阀21、溢流阀22。具体实施例方式下面结合附图详细描述本专利技术。一、发动机连杆液压疲劳试验系统的总体构成试验系统由试验台架和控制系统两大部件组成。根据功能分，试验台架包括泵站机构、液压加载机构、试验台台体、装夹及承载机构。试验系统如图1所示。二、试验系统各部分介绍泵站机构如图2所示，泵站机构包括液压泵站2、油箱16和电动机17，泵站机构的主要作用是为系统提供液压动力，向液压加载机构提供一定压力、一定流量的液压油。本试验系统的液压泵站2为压力流量复合控制柱塞泵构成的可卸荷恒压变量泵，在电动机17的驱动下，液压泵站2由油箱16中吸油向共轨阀组提供压力油。液压加载机构如图1、2所示，液压加载机构包括第一蓄压器3、第二蓄压器4、伺服电磁阀5、液压放大器6、液压缸7，同时还包括第一滤油器18、第二滤油器19、第三滤油器20、单向阀21、溢流阀22等辅助液压器件。液压伺服电磁阀5为三位四通阀，其中P为高压油路、T为回油油路、A与B为工作油路，伺服电磁阀5有三个状态非工作状态(P、Τ、A、B都不接通)，P与A、T与B接通状态，P与B、T与A接通状态；液压放大器6用于对液压压力的放大，以提供更大的加载载荷； 液压油缸7为单杆双作用活塞液压缸，用于执行对发动机机体的加载；第一蓄压器3和第二蓄压器4用于保持试验系统压力稳定，其中，第一蓄压器3位于回油油路，第二蓄压器4位于高压油路；第一滤油器18、第二滤油器19、第三滤油器20用于过滤液压油；单向阀21用于防止压力油回流到液压泵站；溢流阀22用于防止压力过高，使系统压力保持在规定值以下。具体实施过程为液压泵站2在电动机17的带动下，从油箱16中吸油，产生高压油，高压油经过第二滤油器19和单向阀21进入高压油路(当此时高压油压力过高超过溢流阀22的设定压力时，溢流阀22打开，高压油经第三滤油器20流回油箱16)；第二蓄压器4 与高压油路相连，稳定高压油路内压力；当伺服电磁阀进入工作状态，P与A、T与B接通时， 高压油经液压放大器6注入液压缸7下部，上部处于回油状态，液压缸7活塞有向上运动趋势，产生对连杆试件的压力，通过设定值便实现对连杆试件的压缩载荷加载；当P与B、T与 A接通时，高压油经液压放大器6注入液压缸上部，下部处于回油状态，液压缸活塞有向下运动趋势，产生对连杆试件11的拉力，通过设定值便实现对连杆试件的拉伸载荷加载。整个液压加载系统在控制下可以实现不同频率、不同载荷、不同应力比的加载方式。试验台台体如图ι所示，试验台台体主要由试验台框架1和试验台移动面15组成，试验台台体用于固定连杆试件以及其它机构。试验台框架1由上下两个矩形金属板以及连接两个矩形金属板的四个金属柱导轨组成。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘震涛，刘宏瑞，李建锋，刘海军，俞小莉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：