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專利名稱：一種柴油機(jī)的機(jī)體疲勞實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)體是整個柴油發(fā)動機(jī)的骨架，起到支撐和固定所有零部件的作用，其結(jié)構(gòu)和負(fù)荷情況比較復(fù)雜。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，柴油機(jī)逐步趨于向輕量化和高負(fù)荷的方向發(fā)展，因此，機(jī)體的工作可靠性受到越來越多的關(guān)注。研究機(jī)體疲勞特性的目的在于保證柴油機(jī)的正常工作，避免涉及因注重安全而浪費(fèi)材料，或者因節(jié)省材料而損失安全性。保證柴油機(jī)正常工作的重要因素就是保證機(jī)體的主軸承壁的承載能力，因此現(xiàn)有技術(shù)的疲勞試驗(yàn)通常是針對機(jī)體的主軸承壁來進(jìn)行。請參考圖1和圖2，圖1和圖2分別為現(xiàn)有技術(shù)中一種機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置的主視圖和側(cè)視圖；下面具體介紹該裝置的工作原理及其存在的技術(shù)缺陷。如圖1和2所示，該試驗(yàn)裝置包括用于固定機(jī)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(jī)體100上平面的液壓缸體I'，滑設(shè)于液壓缸體I'內(nèi)的轉(zhuǎn)換部件3'、設(shè)置于機(jī)體100的主軸承壁內(nèi)部的曲軸5'，以及設(shè)置于轉(zhuǎn)換部件3'和曲軸5'之間的活塞桿4'。工作過程中，通常先通過CAE (Computer Aided Engineering)等有限元分析軟件進(jìn)行模擬仿真，分析得出機(jī)體100的主軸承壁的最大載荷，再通過上述試驗(yàn)裝置進(jìn)行驗(yàn)證。首先，開啟液壓油源使其向液壓缸內(nèi)部輸送高壓液壓油2'，高壓油向下推動轉(zhuǎn)換部件3'運(yùn)動，由于轉(zhuǎn)換部件3'的頂壁面積較大、底壁面積較小，起到增大壓強(qiáng)的作用，將液壓油2/的油壓轉(zhuǎn)換為較大的壓力，并推動活塞桿4'向下運(yùn)動，活塞桿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(tài)進(jìn)行分析，以驗(yàn)證軟件分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，便于對機(jī)體100的優(yōu)化設(shè)計。然而，上述疲勞試驗(yàn)裝置具有如下技術(shù)缺陷:第一，由于該試驗(yàn)裝置通過液壓油進(jìn)行力的傳遞，因此在實(shí)驗(yàn)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(shí)際試驗(yàn)中，完全密封很難保證，液壓油的泄漏影響了疲勞試驗(yàn)的精確度，并導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)裝置安裝操作繁雜；第二，上述試驗(yàn)裝置包括零部件較多，實(shí)驗(yàn)過程中力的傳遞次數(shù)多，每傳遞一次都會有少量的能量損失，因此也導(dǎo)致最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度不高。有鑒于此，亟待針對上述技術(shù)問題，另辟蹊徑設(shè)計一種新的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，并簡化試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置能夠提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，并且具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊的特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，包括:
作動器，用于提供載荷；
曲軸，貼合設(shè)于機(jī)體的主軸承壁的內(nèi)部；
傳動桿，連接于所述作動器和所述曲軸之間，用于將所述作動器的載荷傳遞給所述曲軸。
優(yōu)選地，所述機(jī)體上下倒置，所述作動器通過所述傳動桿連接于所述機(jī)體上方。
優(yōu)選地，所述作動器的傳動軸通過第一螺栓組件與所述連桿頂端連接。
優(yōu)選地，所述傳動桿包括相互連接的上連桿和托座，所述上連桿、所述托座均設(shè)有半圓槽，所述曲軸的兩端貼合設(shè)有所述主軸承壁的內(nèi)部，所述曲軸中部插裝于兩個所述半圓槽圍成的通孔中。
優(yōu)選地，所述上連桿與所述托座通過第四螺栓組件連接。
優(yōu)選地，還包括支撐裝置，所述機(jī)體固定連接于所述支撐裝置上。
優(yōu)選地，所述支撐裝置包括鋪設(shè)于地面的基板，所述基板上固定連接有底座，所述機(jī)體固定連接于所述底座上。
優(yōu)選地，所述基板兩側(cè)還設(shè)置有兩個立柱，兩個所述立柱之間設(shè)有橫梁，所述作動器連接于所述橫梁上。
優(yōu)選地，所述機(jī)體與所述底座通過第二螺栓組件連接。
優(yōu)選地，所述基板與所述底座通過第三螺栓組件連接。
本發(fā)明提供一種柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，包括用于提供載荷的作動器，貼合設(shè)于機(jī)體的主軸承壁的內(nèi)部的曲軸，以及連接于所述作動器和所述曲軸之間，用于將所述作動器的載荷傳遞給所述曲軸的傳動桿。
采用這種結(jié)構(gòu)，進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時，作動器首先通過其傳動軸向傳動桿輸出載荷、推動傳動桿運(yùn)動，傳動桿將載荷傳遞給曲軸、推動曲軸運(yùn)動，曲軸再通過其自身運(yùn)動將載荷傳遞給主軸承內(nèi)壁，最終獲取主軸承內(nèi)壁的最大載荷，達(dá)到試驗(yàn)的目的。
上述試驗(yàn)過程中，由于該疲勞試驗(yàn)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(xiàn)有技術(shù)中輸出液壓油，再由油壓轉(zhuǎn)換為壓力的試驗(yàn)裝置相比，避免了密封等繁瑣的工序，具有較低的試驗(yàn)成本。此外，上述疲勞試驗(yàn)裝置通過作動器-傳動桿-曲軸-主軸承內(nèi)壁的順序簡單地傳遞載荷，與現(xiàn)有技術(shù)中通過液壓油源-液壓油-轉(zhuǎn)換部件-活塞桿-曲軸-主軸承內(nèi)壁的疲勞試驗(yàn)裝置相比，其零部件的數(shù)量大大減少，也相應(yīng)減少了力傳遞的中間過程，使得試驗(yàn)精度得到提高，具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置的主視圖2為圖1的側(cè)向剖視圖3為本發(fā)明所提供機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置的一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖4為圖3的側(cè)向剖視圖。
其中，圖1-2中的附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為:
液壓缸體I';液壓油2';轉(zhuǎn)換部件3';活塞桿4';曲軸5';固定裝置6'；
機(jī)體100 ;主軸承內(nèi)壁101 ；
圖3-4中的附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為:
作動器I ;傳動軸11 ;第一螺栓組件12 ;傳動桿2 ;上連桿21 ;托座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(jī)體100 ;主軸承內(nèi)壁101 ；
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，該疲勞試驗(yàn)裝置將作動器作為動力源，通過傳動桿、曲軸向主軸承壁傳遞載荷，大大提高了試驗(yàn)裝置的精度，并簡化了試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖3和圖4，圖3為本發(fā)明所提供機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置的一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的側(cè)視圖。在一種具體實(shí)施方式
中，如圖3和圖4所示，本發(fā)明提供一種柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置主要包括作動器1、傳動桿2和曲軸3。作動器I用于提供載荷；曲軸3貼合設(shè)于機(jī)體100的主軸承壁的內(nèi)部；傳動桿2連接于作動器I和曲軸3之間，用于將作動器I的載荷傳遞給曲軸3。進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時,作動器I首先通過其傳動軸11向傳動桿2輸出載荷、推動傳動桿2運(yùn)動，傳動桿2將載荷傳遞給曲軸3、推動曲軸3運(yùn)動，曲軸3再通過其自身運(yùn)動將載荷傳遞給主軸承內(nèi)壁101，最終獲取主軸承內(nèi)壁101的最大載荷，達(dá)到試驗(yàn)的目的。上述試驗(yàn)過程中，由于該疲勞試驗(yàn)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(xiàn)有技術(shù)中輸出液壓油2'，再由油壓轉(zhuǎn)換為壓力的試驗(yàn)裝置相比，避免了密封等繁瑣的工序，具有較低的試驗(yàn)成本。此外，上述疲勞試驗(yàn)裝置通過作動器1-傳動桿2-曲軸3-主軸承內(nèi)壁101的順序簡單地傳遞載荷，與現(xiàn)有技術(shù)中通過液壓油源-液壓油-轉(zhuǎn)換部件-活塞桿-曲軸-主軸承內(nèi)壁101的疲勞試驗(yàn)裝置相比，其零部件的數(shù)量大大減少，也相應(yīng)減少了力傳遞的中間過程，使得試驗(yàn)精度得到提高，具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊的優(yōu)點(diǎn)。還可以進(jìn)一步設(shè)置上述機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置的其他具體結(jié)構(gòu)。在另一種具體實(shí)施方式
中，如圖3所示，上述機(jī)體100可以上下倒置，作動器I可以通過傳動桿2連接于機(jī)體100上方。采用這種結(jié)構(gòu)，由于主軸承內(nèi)壁101設(shè)于倒置后的機(jī)體100的上部，將作動器I設(shè)于此時機(jī)體100的上方，試驗(yàn)過程中，使作動器I提供向上的拉力，便可實(shí)現(xiàn)機(jī)體100的疲勞試驗(yàn)。這種結(jié)構(gòu)能夠減小作動器I到主軸承內(nèi)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桿2的長度，進(jìn)一步提高疲勞試驗(yàn)的精度，并且減小疲勞試驗(yàn)裝置的生產(chǎn)成本。當(dāng)然，上述疲勞試驗(yàn)裝置并不僅限于這種結(jié)構(gòu)，也可以將機(jī)體100正常放置，采用現(xiàn)有技術(shù)中的固定裝置6，將機(jī)體100夾緊，并將作動器I通過輔助裝置固定于機(jī)體100上方，試驗(yàn)時使作動器I施加向下的壓力，通過傳動桿2、曲軸3對載荷進(jìn)行傳遞，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)疲勞試驗(yàn)的目的。
作動器I與傳動桿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與連桿頂端連接。這樣，能夠簡單、方便地實(shí)現(xiàn)作動器I與傳動桿2的連接，并方便二者的拆裝。當(dāng)然，作動器I與傳動桿2還可以采用其他連接方式，例如焊接、鉚接
坐坐寸寸ο在另一種具體實(shí)施方式
中，上述傳動桿2可以包括相互連接的上連桿21和托座22，上連桿21、托座22均設(shè)有半圓槽，曲軸3的兩端貼合設(shè)有主軸承壁的內(nèi)部，曲軸3中部插裝于兩個半圓槽圍成的通孔中。采用這種結(jié)構(gòu)，上連桿21和托座22從曲軸3的外部環(huán)抱曲軸3，能夠?qū)鲃訔U2的載荷高效地傳遞給曲軸3，進(jìn)而保證疲勞試驗(yàn)的準(zhǔn)確度。此外，這種分體式的連桿使得疲勞試驗(yàn)裝置具有拆裝方便的特點(diǎn)。上連桿21和托座22可以通過第四螺栓組件23可靠連接?？梢韵氲剑鲜鲞B桿并不僅限于上述結(jié)構(gòu)，還可以將連桿下端設(shè)置為整體結(jié)構(gòu)，并在其下端部設(shè)置通孔，曲軸3中部插裝于該通孔中，這種連桿具有整體性較好的特點(diǎn)，但是會使疲勞試驗(yàn)裝置的拆裝過程略為復(fù)雜。在另一種具體實(shí)施方式
中，上述疲勞試驗(yàn)裝置還可以包括支撐裝置4，機(jī)體100固定連接于支撐裝置4上。具體的方案中，該支撐裝置4可以包括鋪設(shè)于地面的基板41，基板41上固定連接有底座42，機(jī)體100固定連接于底座42上。采用這種結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)于地面上的基板41可以設(shè)置為面積和質(zhì)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(shè)置較小，主要起到支撐機(jī)體100的作用。當(dāng)然，上述支撐裝置4還可以設(shè)置為其他結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，上述基板41兩側(cè)還設(shè)置有兩個立柱43，兩個立柱43之間設(shè)有橫梁44，作動器I連接于橫梁44上。采用這種結(jié)構(gòu)，將作動器I也連接于基板41上，即機(jī)體100與作動器I共用一個支撐裝置4，使得整個疲勞試驗(yàn)裝置具有較好的整體性，便于機(jī)體100受力與作動力施力采用統(tǒng)一的參照，便于作動力初始載荷的設(shè)定，進(jìn)一步提高疲勞試驗(yàn)裝置的精度。機(jī)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與連桿頂端連接。這樣，能夠簡單、方便地實(shí)現(xiàn)機(jī)體100與底座42的連接，并方便二者的拆裝。當(dāng)然，機(jī)體100與底座42還可以采用其他連接方式，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與連桿頂端連接。這樣，能夠簡單、方便地實(shí)現(xiàn)基板41與底座42的連接，并方便二者的拆裝。當(dāng)然，基板41與底座42還可以采用其他連接方式，例如焊接、鉚接等等。以上對本發(fā)明所提供的柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括: 作動器(I)，用于提供載荷； 曲軸(3)，貼合設(shè)于機(jī)體(100)的主軸承壁的內(nèi)部； 傳動桿(2)，連接于所述作動器⑴和所述曲軸(3)之間，用于將所述作動器⑴的載荷傳遞給所述曲軸(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述機(jī)體(100)上下倒置，所述作動器(I)通過所述傳動桿(2)連接于所述機(jī)體(100)上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述作動器(I)的傳動軸(11)通過第一螺栓組件(12)與所述連桿頂端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述傳動桿(2)包括相互連接的上連桿(21)和托座(22)，所述上連桿(21)、所述托座(22)均設(shè)有半圓槽，所述曲軸(3)的兩端貼合設(shè)有所述主軸承壁的內(nèi)部，所述曲軸(3)中部插裝于兩個所述半圓槽圍成的通孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述上連桿(21)與所述托座(22)通過第四螺栓組件(23)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括支撐裝置(4)，所述機(jī)體(100)固定連接于所述支撐裝置(4)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述支撐裝置(4)包括鋪設(shè)于地面的基板(41)，所述基板(41)上固定連接有底座(42)，所述機(jī)體(100)固定連接于所述底座(42)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述基板(41)兩側(cè)還設(shè)置有兩個立柱(43)，兩個所述立柱(43)之間設(shè)有橫梁(44)，所述作動器(I)連接于所述橫梁(44)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述機(jī)體(100)與所述底座(42)通過第二螺栓組件(421)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，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(fā)明公開了一種柴油機(jī)的機(jī)體疲勞試驗(yàn)裝置，包括用于提供載荷的作動器，貼合設(shè)于機(jī)體的主軸承壁的內(nèi)部的曲軸，以及連接于所述作動器和所述曲軸之間，用于將所述作動器的載荷傳遞給所述曲軸的傳動桿。進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時，作動器首先通過其傳動軸向傳動桿輸出載荷、推動傳動桿運(yùn)動，傳動桿將載荷傳遞給曲軸、推動曲軸運(yùn)動，曲軸再通過其自身運(yùn)動將載荷傳遞給主軸承內(nèi)壁，最終獲取主軸承內(nèi)壁的最大載荷，達(dá)到試驗(yàn)的目的。由于該疲勞試驗(yàn)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(yàn)成本。此外，該裝置通過作動器一傳動桿一曲軸一主軸承內(nèi)壁的順序傳遞載荷，其零部件的數(shù)量減少，結(jié)構(gòu)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(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者劉海軍, 魏濤, 陳占善, 張成強(qiáng) 申請人:濰柴動力股份有限公司