一種柴油機的機體疲勞實驗裝置的製作方法

2023-07-13 09:15:16

專利名稱：一種柴油機的機體疲勞實驗裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及發動機技術領域，尤其涉及一種柴油機的機體疲勞試驗裝置。
背景技術：
機體是整個柴油發動機的骨架，起到支撐和固定所有零部件的作用，其結構和負荷情況比較複雜。隨著技術的不斷進步，柴油機逐步趨於向輕量化和高負荷的方向發展，因此，機體的工作可靠性受到越來越多的關注。研究機體疲勞特性的目的在於保證柴油機的正常工作，避免涉及因注重安全而浪費材料，或者因節省材料而損失安全性。保證柴油機正常工作的重要因素就是保證機體的主軸承壁的承載能力，因此現有技術的疲勞試驗通常是針對機體的主軸承壁來進行。請參考圖1和圖2，圖1和圖2分別為現有技術中一種機體疲勞試驗裝置的主視圖和側視圖；下面具體介紹該裝置的工作原理及其存在的技術缺陷。如圖1和2所示，該試驗裝置包括用於固定機體100的固定裝置K、液壓油源(圖中未示出)、通過氣缸蓋螺栓緊固在機體100上平面的液壓缸體I'，滑設於液壓缸體I'內的轉換部件3'、設置於機體100的主軸承壁內部的曲軸5'，以及設置於轉換部件3'和曲軸5'之間的活塞杆4'。工作過程中，通常先通過CAE (Computer Aided Engineering)等有限元分析軟體進行模擬仿真，分析得出機體100的主軸承壁的最大載荷，再通過上述試驗裝置進行驗證。首先，開啟液壓油源使其向液壓缸內部輸送高壓液壓油2'，高壓油向下推動轉換部件3'運動，由於轉換部件3'的頂壁面積較大、底壁面積較小，起到增大壓強的作用，將液壓油2/的油壓轉換為較大的壓力，並推動活塞杆4'向下運動，活塞杆4'向曲軸5'施加向下的壓力，曲軸5'將該壓力傳遞給主軸承壁，通過對不同載荷下主軸承壁的疲勞狀態進行分析，以驗證軟體分析結果的準確性，便於對機體100的優化設計。然而，上述疲勞試驗裝置具有如下技術缺陷:第一，由於該試驗裝置通過液壓油進行力的傳遞，因此在實驗過程中必須保證液壓缸密封良好，以保證液壓油傳力精確，而在實際試驗中，完全密封很難保證，液壓油的洩漏影響了疲勞試驗的精確度，並導致實驗裝置安裝操作繁雜；第二，上述試驗裝置包括零部件較多，實驗過程中力的傳遞次數多，每傳遞一次都會有少量的能量損失，因此也導致最終實驗結果的準確度不高。有鑑於此，亟待針對上述技術問題，另闢蹊徑設計一種新的機體疲勞試驗裝置，提高試驗結果的準確度，並簡化試驗裝置的結構。

發明內容
本發明的目的是提供一種柴油機的機體疲勞試驗裝置，該試驗裝置能夠提高試驗的準確度，並且具有結構簡單、緊湊的特點。為實現上述發明目的，本發明提供一種柴油機的機體疲勞試驗裝置，包括:
作動器，用於提供載荷；
曲軸，貼合設於機體的主軸承壁的內部；
傳動杆，連接於所述作動器和所述曲軸之間，用於將所述作動器的載荷傳遞給所述曲軸。
優選地，所述機體上下倒置，所述作動器通過所述傳動杆連接於所述機體上方。
優選地，所述作動器的傳動軸通過第一螺栓組件與所述連杆頂端連接。
優選地，所述傳動杆包括相互連接的上連杆和託座，所述上連杆、所述託座均設有半圓槽，所述曲軸的兩端貼合設有所述主軸承壁的內部，所述曲軸中部插裝於兩個所述半圓槽圍成的通孔中。
優選地，所述上連杆與所述託座通過第四螺栓組件連接。
優選地，還包括支撐裝置，所述機體固定連接於所述支撐裝置上。
優選地，所述支撐裝置包括鋪設於地面的基板，所述基板上固定連接有底座，所述機體固定連接於所述底座上。
優選地，所述基板兩側還設置有兩個立柱，兩個所述立柱之間設有橫梁，所述作動器連接於所述橫梁上。
優選地，所述機體與所述底座通過第二螺栓組件連接。
優選地，所述基板與所述底座通過第三螺栓組件連接。
本發明提供一種柴油機的機體疲勞試驗裝置，包括用於提供載荷的作動器，貼合設於機體的主軸承壁的內部的曲軸，以及連接於所述作動器和所述曲軸之間，用於將所述作動器的載荷傳遞給所述曲軸的傳動杆。
採用這種結構，進行疲勞試驗時，作動器首先通過其傳動軸向傳動杆輸出載荷、推動傳動杆運動，傳動杆將載荷傳遞給曲軸、推動曲軸運動，曲軸再通過其自身運動將載荷傳遞給主軸承內壁，最終獲取主軸承內壁的最大載荷，達到試驗的目的。
上述試驗過程中，由於該疲勞試驗裝置的提供載荷的裝置為作動器，其直接輸出的是載荷，與現有技術中輸出液壓油，再由油壓轉換為壓力的試驗裝置相比，避免了密封等繁瑣的工序，具有較低的試驗成本。此外，上述疲勞試驗裝置通過作動器-傳動杆-曲軸-主軸承內壁的順序簡單地傳遞載荷，與現有技術中通過液壓油源-液壓油-轉換部件-活塞杆-曲軸-主軸承內壁的疲勞試驗裝置相比，其零部件的數量大大減少，也相應減少了力傳遞的中間過程，使得試驗精度得到提高，具有結構簡單、緊湊的優點。


圖1為現有技術中一種機體疲勞試驗裝置的主視圖2為圖1的側向剖視圖3為本發明所提供機體疲勞試驗裝置的一種具體實施方式
的結構示意圖4為圖3的側向剖視圖。
其中，圖1-2中的附圖標記與部件名稱之間的對應關係為:
液壓缸體I';液壓油2';轉換部件3';活塞杆4';曲軸5';固定裝置6'；
機體100 ;主軸承內壁101 ；
圖3-4中的附圖標記與部件名稱之間的對應關係為:
作動器I ;傳動軸11 ;第一螺栓組件12 ;傳動杆2 ;上連杆21 ;託座22 ;第四螺栓組件23 ；曲軸3 ;支撐裝置4 ;基板41 ;第三螺栓組件411 ;底座42 ;第二螺栓組件421 ;立柱43 ;橫梁44 ；機體100 ;主軸承內壁101 ；
具體實施例方式本發明的核心是提供一種柴油機的機體疲勞試驗裝置，該疲勞試驗裝置將作動器作為動力源，通過傳動杆、曲軸向主軸承壁傳遞載荷，大大提高了試驗裝置的精度，並簡化了試驗裝置的結構。為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖3和圖4，圖3為本發明所提供機體疲勞試驗裝置的一種具體實施方式
的結構示意圖；圖4為圖3的側視圖。在一種具體實施方式
中，如圖3和圖4所示，本發明提供一種柴油機的機體疲勞試驗裝置，該試驗裝置主要包括作動器1、傳動杆2和曲軸3。作動器I用於提供載荷；曲軸3貼合設於機體100的主軸承壁的內部；傳動杆2連接於作動器I和曲軸3之間，用於將作動器I的載荷傳遞給曲軸3。進行疲勞試驗時,作動器I首先通過其傳動軸11向傳動杆2輸出載荷、推動傳動杆2運動，傳動杆2將載荷傳遞給曲軸3、推動曲軸3運動，曲軸3再通過其自身運動將載荷傳遞給主軸承內壁101，最終獲取主軸承內壁101的最大載荷，達到試驗的目的。上述試驗過程中，由於該疲勞試驗裝置的提供載荷的裝置為作動器1，其直接輸出的是載荷，與現有技術中輸出液壓油2'，再由油壓轉換為壓力的試驗裝置相比，避免了密封等繁瑣的工序，具有較低的試驗成本。此外，上述疲勞試驗裝置通過作動器1-傳動杆2-曲軸3-主軸承內壁101的順序簡單地傳遞載荷，與現有技術中通過液壓油源-液壓油-轉換部件-活塞杆-曲軸-主軸承內壁101的疲勞試驗裝置相比，其零部件的數量大大減少，也相應減少了力傳遞的中間過程，使得試驗精度得到提高，具有結構簡單、緊湊的優點。還可以進一步設置上述機體疲勞試驗裝置的其他具體結構。在另一種具體實施方式
中，如圖3所示，上述機體100可以上下倒置，作動器I可以通過傳動杆2連接於機體100上方。採用這種結構，由於主軸承內壁101設於倒置後的機體100的上部，將作動器I設於此時機體100的上方，試驗過程中，使作動器I提供向上的拉力，便可實現機體100的疲勞試驗。這種結構能夠減小作動器I到主軸承內壁101的距離，即減少了力傳遞的路程，同等情況下能減小傳動杆2的長度，進一步提高疲勞試驗的精度，並且減小疲勞試驗裝置的生產成本。當然，上述疲勞試驗裝置並不僅限於這種結構，也可以將機體100正常放置，採用現有技術中的固定裝置6，將機體100夾緊，並將作動器I通過輔助裝置固定於機體100上方，試驗時使作動器I施加向下的壓力，通過傳動杆2、曲軸3對載荷進行傳遞，同樣能夠實現疲勞試驗的目的。
作動器I與傳動杆2的連接方式有多種，例如，作動器I的傳動軸11可以通過第一螺栓組件12與連杆頂端連接。這樣，能夠簡單、方便地實現作動器I與傳動杆2的連接，並方便二者的拆裝。當然，作動器I與傳動杆2還可以採用其他連接方式，例如焊接、鉚接
坐坐寸寸ο在另一種具體實施方式
中，上述傳動杆2可以包括相互連接的上連杆21和託座22，上連杆21、託座22均設有半圓槽，曲軸3的兩端貼合設有主軸承壁的內部，曲軸3中部插裝於兩個半圓槽圍成的通孔中。採用這種結構，上連杆21和託座22從曲軸3的外部環抱曲軸3，能夠將傳動杆2的載荷高效地傳遞給曲軸3，進而保證疲勞試驗的準確度。此外，這種分體式的連杆使得疲勞試驗裝置具有拆裝方便的特點。上連杆21和託座22可以通過第四螺栓組件23可靠連接。可以想到，上述連杆並不僅限於上述結構，還可以將連杆下端設置為整體結構，並在其下端部設置通孔，曲軸3中部插裝於該通孔中，這種連杆具有整體性較好的特點，但是會使疲勞試驗裝置的拆裝過程略為複雜。在另一種具體實施方式
中，上述疲勞試驗裝置還可以包括支撐裝置4，機體100固定連接於支撐裝置4上。具體的方案中，該支撐裝置4可以包括鋪設於地面的基板41，基板41上固定連接有底座42，機體100固定連接於底座42上。採用這種結構，鋪設於地面上的基板41可以設置為面積和質量較大，為底座42提供較為平滑的基座，底座42的面積可以設置較小，主要起到支撐機體100的作用。當然，上述支撐裝置4還可以設置為其他結構。進一步地，上述基板41兩側還設置有兩個立柱43，兩個立柱43之間設有橫梁44，作動器I連接於橫梁44上。採用這種結構，將作動器I也連接於基板41上，即機體100與作動器I共用一個支撐裝置4，使得整個疲勞試驗裝置具有較好的整體性，便於機體100受力與作動力施力採用統一的參照，便於作動力初始載荷的設定，進一步提高疲勞試驗裝置的精度。機體100與底座42的連接方式有多種，例如，二者可以通過第二螺栓組件421與連杆頂端連接。這樣，能夠簡單、方便地實現機體100與底座42的連接，並方便二者的拆裝。當然，機體100與底座42還可以採用其他連接方式，例如焊接、鉚接等等。類似地，基板41與底座42的連接方式有多種，例如，二者可以通過第二螺栓組件421與連杆頂端連接。這樣，能夠簡單、方便地實現基板41與底座42的連接，並方便二者的拆裝。當然，基板41與底座42還可以採用其他連接方式，例如焊接、鉚接等等。以上對本發明所提供的柴油機的機體疲勞試驗裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種柴油機的機體疲勞試驗裝置，其特徵在於，包括: 作動器(I)，用於提供載荷； 曲軸(3)，貼合設於機體(100)的主軸承壁的內部； 傳動杆(2)，連接於所述作動器⑴和所述曲軸(3)之間，用於將所述作動器⑴的載荷傳遞給所述曲軸(3)。
2.根據權利要求1所述的柴油機的機體疲勞試驗裝置，其特徵在於，所述機體(100)上下倒置，所述作動器(I)通過所述傳動杆(2)連接於所述機體(100)上方。
3.根據權利要求1所述的柴油機的機體疲勞試驗裝置，其特徵在於，所述作動器(I)的傳動軸(11)通過第一螺栓組件(12)與所述連杆頂端連接。
4.根據權利要求2所述的柴油機的機體疲勞試驗裝置，其特徵在於，所述傳動杆(2)包括相互連接的上連杆(21)和託座(22)，所述上連杆(21)、所述託座(22)均設有半圓槽，所述曲軸(3)的兩端貼合設有所述主軸承壁的內部，所述曲軸(3)中部插裝於兩個所述半圓槽圍成的通孔中。
5.根據權利要求4所述的柴油機的機體疲勞試驗裝置，其特徵在於，所述上連杆(21)與所述託座(22)通過第四螺栓組件(23)連接。
6.根據權利要求1-5任一項所述的柴油機的機體疲勞試驗裝置，其特徵在於，還包括支撐裝置(4)，所述機體(100)固定連接於所述支撐裝置(4)上。
7.根據權利要求6所述的柴油機的機體疲勞試驗裝置，其特徵在於，所述支撐裝置(4)包括鋪設於地面的基板(41)，所述基板(41)上固定連接有底座(42)，所述機體(100)固定連接於所述底座(42)上。
8.根據權利要求7所述的柴油機的機體疲勞試驗裝置，其特徵在於，所述基板(41)兩側還設置有兩個立柱(43)，兩個所述立柱(43)之間設有橫梁(44)，所述作動器(I)連接於所述橫梁(44)上。
9.根據權利要求7所述的柴油機的機體疲勞試驗裝置，其特徵在於，所述機體(100)與所述底座(42)通過第二螺栓組件(421)連接。
10.根據權利要求7所述的柴油機的機體疲勞試驗裝置，其特徵在於，所述基板(41)與所述底座(42)通過第三螺栓組件(411)連接。
全文摘要
本發明公開了一種柴油機的機體疲勞試驗裝置，包括用於提供載荷的作動器，貼合設於機體的主軸承壁的內部的曲軸，以及連接於所述作動器和所述曲軸之間，用於將所述作動器的載荷傳遞給所述曲軸的傳動杆。進行疲勞試驗時，作動器首先通過其傳動軸向傳動杆輸出載荷、推動傳動杆運動，傳動杆將載荷傳遞給曲軸、推動曲軸運動，曲軸再通過其自身運動將載荷傳遞給主軸承內壁，最終獲取主軸承內壁的最大載荷，達到試驗的目的。由於該疲勞試驗裝置的提供載荷的裝置為作動器，其直接輸出的是載荷，避免了密封等繁瑣的工序，具有較低的試驗成本。此外，該裝置通過作動器一傳動杆一曲軸一主軸承內壁的順序傳遞載荷，其零部件的數量減少，結構簡單、緊湊。
文檔編號G01M15/04GK103162965SQ201310095640
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月22日 優先權日2013年3月22日
發明者劉海軍, 魏濤, 陳佔善, 張成強 申請人:濰柴動力股份有限公司