一種用于扭轉(zhuǎn)減振器的疲勞試驗臺及其疲勞測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及發(fā)動機扭轉(zhuǎn)減振器疲勞測試領(lǐng)域，具體的說，是設(shè)及一種用于扭轉(zhuǎn)減 振器的疲勞試驗臺及其疲勞測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅油減振器是目前柴油機上廣泛使用的曲軸扭振減振器。與曲軸系統(tǒng)良好匹配的 硅油減振器可W大幅衰減曲軸自由端的扭轉(zhuǎn)振動，從而保證柴油機的可靠運行。因此，硅油 減振器的可靠性會直接影響整機可靠性。在設(shè)計階段，硅油減振器匹配設(shè)計完成后，需要安 裝在發(fā)動機曲軸上，檢驗減振效果并進行可靠性考核試驗，達到要求后方可進行批量生產(chǎn)。 在批量生產(chǎn)階段，也需要對減振器進行抽査檢驗。大量的實機試驗，勢必會耗費大量的人 力、物力和財力。
[0003] 然而，由于扭振減振器一般具有較高的壽命，因此，一般的機械激勵試驗臺機構(gòu)由 于其使用壽命的限制，很難應(yīng)用于減振器的可靠性試驗。因此，設(shè)計一套具有高使用可靠性 和使用壽命的測試機構(gòu)，實現(xiàn)對硅油減振器的扭轉(zhuǎn)振動激勵具有重要意義。
[0004] 現(xiàn)有的扭轉(zhuǎn)減振器試驗臺一般是由機械的方式形成扭轉(zhuǎn)運動，大都是利用幾何中 屯、和慣性中屯、的不重合而產(chǎn)生交變力矩進行測試，但很難產(chǎn)生于發(fā)動機實機測試相似的 150監(jiān)的高頻振動，且現(xiàn)有試驗臺的耐久性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于扭轉(zhuǎn)減振器的疲勞試 驗臺，該試驗臺既能達到與發(fā)動機試驗相近的高頻扭振，又能實現(xiàn)裝置固有頻率的可調(diào)節(jié)， 使之能適用于多款減振器的疲勞測試，而且通過所設(shè)置的機構(gòu)對扭振運動進行放大，能夠 縮短原本很長的試驗周期，達到快速檢測的效果;本發(fā)明的另一目的是利用上述疲勞試驗 臺提供一種能夠準(zhǔn)確、高效的對不同扭轉(zhuǎn)減振器進行可靠性測試的疲勞測試方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] -種用于扭轉(zhuǎn)減振器的疲勞試驗臺，包括實驗平臺、扭轉(zhuǎn)減振器、扭振軸和帶有控 制器的永磁同步電機，所述控制器連接有信號發(fā)生器，所述實驗平臺上通過螺栓安裝有第 一底座、第二底座和第=底座，所述第一底座上通過螺栓安裝有內(nèi)壁覆蓋有隔熱棉的恒溫 箱，所述扭轉(zhuǎn)減振器安裝在所述恒溫箱內(nèi)，所述恒溫箱的一側(cè)設(shè)置有用于安裝光電傳感器 的安裝孔，所述扭轉(zhuǎn)減振器通過螺栓連接有減振器連接盤，所述減振器連接盤與所述扭振 軸的一端相連接，扭振軸的另一端通過聯(lián)軸器與永磁同步電機的輸出軸相連接，扭振軸穿 過有所述第二底座和第=底座，第二底座和第=底座之間的扭振軸上可拆卸的安裝有慣性 盤組。
[000引所述扭振軸與減振器連接盤之間采用螺母壓緊的圓錐面過盈連接。
[0009]所述恒溫箱的頂部設(shè)置有至少兩個用于固定加熱管的圓孔。所述恒溫箱的背面還 設(shè)置有箱口。
[0010] -種用于扭轉(zhuǎn)減振器的疲勞試驗臺的疲勞測試方法，步驟如下：
[0011] (1)根據(jù)待測的扭轉(zhuǎn)減振器的測試規(guī)范查得扭轉(zhuǎn)減振器的實驗條件，包括轉(zhuǎn)速、扭 振激勵頻率W及測試時間，計算扭轉(zhuǎn)減振器在標(biāo)定情況下每次運行的損傷率化
[0013] 其中，化為在規(guī)范中扭振振幅對應(yīng)的疲勞壽命，m為在規(guī)范頻率下計算的測試循環(huán) 數(shù)；
[0014] (2)安裝扭轉(zhuǎn)減振器，仔細(xì)檢查試驗臺的各連接處，啟動控制器W及信號發(fā)生器；
[0015] (3)通過信號發(fā)生器對試驗臺施加掃頻信號，測量并分析結(jié)果，找出試驗臺的共振 頻率，依據(jù)測得的共振頻率施加扭振信號，使得激勵扭矩與試驗臺的固有頻率相同，記錄下 扭轉(zhuǎn)減振器在共振狀況下的扭振幅值；
[0016] (4)根據(jù)扭振幅值與切應(yīng)力計算公式計算出扭轉(zhuǎn)減振器外殼在該扭振幅值下振動 所受的切應(yīng)力，查找材料手冊S-N曲線得到共振狀況下的壽命N，并使得共振狀況下的當(dāng)量 損傷化與標(biāo)準(zhǔn)工況下當(dāng)量損傷化相等，計算出循環(huán)次數(shù)n，并依據(jù)扭振激勵頻率計算出共振 狀況下的理論工作時間t(小時）；
[0017] (5)設(shè)置好信號發(fā)生器中電壓信號的幅值、波形W及頻率，啟動永磁同步電機，開 始測試，并每小時記錄一次扭轉(zhuǎn)減振器的振幅信號；
[0018] (6)當(dāng)扭轉(zhuǎn)減振器的測試時間達到步驟(4)中的理論工作時間t時，對比t時測得的 振幅信號與步驟(5)中的振幅信號，最終判斷被測扭轉(zhuǎn)減振器是否失效。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來的有益效果是：
[0020] ( - )本發(fā)明中永磁同步電機帶有控制器，控制器連接有信號發(fā)生器，改變了傳統(tǒng) 扭轉(zhuǎn)減振器試驗臺的激勵方式，使其能夠完全由電信號控制，簡單的修改信號發(fā)生器即可 實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動的調(diào)節(jié)，方便使用者操作；由于不再采用機械激勵，試驗臺扭振軸系可達到 200化pm的動平衡，從而保證了機械機構(gòu)的耐久性。
[0021] (二)本發(fā)明的扭振軸上可拆卸的安裝有慣性盤組，慣性盤組可調(diào)，通過換用不同 厚度的慣性盤或是在慣性盤上疊加第二慣性盤的方式可W改變系統(tǒng)的固有頻率，使系統(tǒng)的 固有頻率與疲勞試驗頻率相近，進而在測試時達到共振狀態(tài)，放大電機所輸出的扭振振幅， 達到強化試驗的效果，能夠大大縮短試驗時間，減少能源消耗。
[0022] (=)本發(fā)明在扭轉(zhuǎn)減振器的安裝位置增加了恒溫箱，使被測扭轉(zhuǎn)減振器所處環(huán)境 溫度與發(fā)動機實機測試時工作環(huán)境的溫度相同，保證硅油的粘度不受試驗環(huán)境溫度的影 響。所述恒溫箱側(cè)面設(shè)有用于安裝光電傳感器的安裝孔，用于光電傳感器采集轉(zhuǎn)速信號。此 外恒溫箱的背面還設(shè)置有箱口，使得更換扭轉(zhuǎn)減振器時不必拆卸整個恒溫箱，打開箱口即 可完成，方便快捷。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖2是慣性盤組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖3是圖2中A-A向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[00%]圖4是恒溫箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5是扭振軸與減振器連接盤之間采用螺母壓緊的圓錐面過盈連接示意圖。
[00巧]附圖標(biāo)記：1-實驗平臺2-第一底座3-第二底座4-第S底座5-恒溫箱6-扭轉(zhuǎn) 減振器7-減振器連接盤8-扭振軸9-慣性盤組10-聯(lián)軸器11-永磁同步電機12-控制器 13-信號發(fā)生器50-安裝孔51-箱口 52-螺栓孔
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述：
[0030] 如圖1至圖4所示，一種用于扭轉(zhuǎn)減振器的疲勞試驗臺，包括實驗平臺1、扭轉(zhuǎn)減振 器6、扭振軸8和帶有控制器12的永磁同步電機11，控制器12連接有信號發(fā)生器13,實驗平臺 1上通過螺栓安裝有第一底座2、第二底座3和第=底座4,可根據(jù)實際情況在=個底座上加 設(shè)肋板W增強試驗臺的穩(wěn)定性；
[0031 ]第一底座2上通過螺栓安裝有恒溫箱5，恒溫箱5的底部設(shè)有與第一底座2相對應(yīng)的 螺栓孔52,用W將恒溫箱5固定在實驗平臺1上;待測的扭轉(zhuǎn)減振器6安裝在所述恒溫箱內(nèi)， 恒溫箱5的頂部開有至少兩個用于固定加熱管的圓孔，內(nèi)壁覆蓋有隔熱棉，可通過調(diào)節(jié)加熱 管的功率將恒溫箱內(nèi)溫度控制為扭轉(zhuǎn)減振器6常用工況時的溫度，W減少熱機時間，并完成 各溫度下扭轉(zhuǎn)減振器6減振效果的快速檢測;恒溫箱5的一側(cè)開有用于安裝光電傳感器的安 裝孔50,在實驗裝置整體安裝完畢后，安裝孔50處會露出扭轉(zhuǎn)減振器6圓周上的碼盤，用于