专利名称：一种电磁激励连杆疲劳试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连杆疲劳试验台，具体涉及一种电磁激励进行拉或压加载对发动机连杆疲劳特性进行检测的试验台。
背景技术：
发动机连杆在实际工作过程中主要承受反复作用的拉伸和压缩作用力，易产生高周机械疲劳失效。为防止连杆在正常工作状态下由于疲劳产生失效，而影响其安全性、耐久性和可靠性，必须对连杆进行疲劳试验。现有的连杆疲劳试验台主要有两类，一类是液压伺服疲劳试验系统，另一类是高频共振试验台。申请号为201110255591.3的发明专利“连杆液压疲劳试验系统”公开了一种连杆液压疲劳试验台，由试验台架和控制系统两大部分组成；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。可以实现对连杆的拉压加载为非对称加载，实现任意负荷比，模拟较多工况进行加载。液压伺服疲劳试验系统主要通过液压装置模拟连杆拉压作用力，其利用液压泵将液压油加压到所需压力，试验装置对温度和密封要求相对高、成本较高，其中，温度会影响液压油的粘度，从而影响供油量和执行机构的运动速度，液压油缸的密封将会影响运动的平稳性和运行效率。同时还需要有较为清洁的环境，若油液被污损，会造成液压控制系统发生故障。另外，高频共振式拉压疲劳试验台试验效率和试验精度较高，同时成本低，使用较广泛，但试验共振频率与试验件密切相关，存在试验频率可控性差的特点。
发明内容
本发明针对现有技术中试验台对试验条件要求高、成本高、试验频率可控性差的技术问题，提出一种电磁激励连杆疲劳试验台。电磁控制系统利用“电生磁”原理，且电磁力、试验频率可通过调节电流大小进行控制，只需提供稳定的电流，而无需其它附加部件，即可较为准确地施加拉伸或压缩作用力，可避免现有试验台的缺点。本发明的技术方案:一种电磁激励连杆疲劳试验台，包括固定支撑部件、连杆夹紧部件和冷却部件；所述固定支撑部件由试验铸件平台1、支撑体2和立柱支架16组成；所述连杆夹紧部件由连杆大头固定装置4和连杆小头连接件6组成；所述冷却部件由空气冷却口 9和13、冷却水进口 11、冷却水出口 10和环形冷却槽12组成，其特征在于还包括力传递部件，所述力传递部件由永磁活塞体7、铁芯8和通电线圈14组成。进一步地，为限制永磁活塞体7的径向窜动，固定支撑部件还包括活塞导向体15。优选活塞导向体15、铁芯8与立柱支架16之间均采用螺栓固接；连杆小头连接件6和永磁活塞体7之间，以及连杆大头固定装置4也采用螺栓固接。为准确控制试验过程中施加在连杆上的作用力，在支撑体2和连杆大头固定装置4之间安装有力传感器3。本发明的有益效果是:(I).电磁激励连杆疲劳试验台较液压试验台相比，试验成本大幅度降低，且可省去如液压油泵和高压油管等外协加压输油装置，简化了工作系统的组成部件，从而大大缩小了设备体积，也减小了故障发生概率。(2).电磁激励连杆疲劳试验台较液压试验台相比，由于整个系统中不存在高压液体，因此无需严格的密封，使系统整体具有较好的稳定性，并避免了由高压油泄漏而引起的危害。同时，由于力提供介质的改变，使操作环境更为整洁干净。(3).电磁激励连杆疲劳试验台通过调节电流大小来方便控制电磁力，以模拟连杆工作过程中承受的拉伸或压缩作用力，并可提供变化范围较广试验频率可控的电磁力，因此具有较强的灵活性。(4).电磁激励连杆疲劳试验台不但可以进行连杆脉冲疲劳试验，而且还可以开展轻质构件或材料级试样的脉冲疲劳试验工作。
图1是电磁激励连杆疲劳试验台结构原理图；1-试验铸件平台；2_支撑体；3_力传感器；4_连杆大头固定装置；5-连杆；6-连杆小头连接件；7_永磁活塞体；8-铁芯；9、13-空气冷却口 ； 10-冷却水出口 ； 11-冷却水进口 ；12_环形冷却槽；14-通电线圈；15_活塞导向体；16-立柱支架图2是电磁激励连杆疲劳试验台工作流程具体实施例方式结合附图1说明电磁激励连杆疲劳试验台的结构原理。试验台包含四大部分:(一)、固定支撑部件:包括试验铸件平台1，支撑体2和立柱支架16 ; (二)、连杆夹紧部件:包括连杆大头固定装置4和连杆小头连接件6 ;(三)、冷却部件:包括空气冷却口 9和13、冷却水进口 11、冷却水出口 10和环形冷却槽12 ;(四)、力传递部件:包括永磁活塞体7、铁芯8和通电线圈14 ；为限制永磁活塞体7的径向窜动，安装有活塞导向体15。活塞导向体15、铁芯8与立柱支架16之间均采用螺栓固接；连杆小头连接件6和永磁活塞体7之间，以及连杆大头固定装置4也采用螺栓固接。为准确控制试验过程中施加在连杆上的作用力，在支撑体2和连杆大头固定装置4之间安装有力传感器3。结合附图2说明电磁激励连杆疲劳试验台的工作过程。在试验过程中，根据试验要求的作用力对通电线圈加载相应电流，使得铁芯产生电磁力，从而吸引或排斥永磁活塞体及与其固接的连杆小头连接件，对连杆小头端加载拉或压的作用力，活塞导向体确保了永磁活塞体及与其固接的连杆小头连接件的轴向移动。连杆大头端由固定装置夹紧。安装在支撑体和连杆大头固定装置之间的力传感器，用以监测试验过程中连杆所受拉或压的作用力，并作为系统反馈信号，调节和控制电磁力的大小，以满足试验的要求。试验运转过程中，利用干燥空气对线圈冷却，利用冷却液体对铁芯进行冷却，带走电磁激励装置产生的热量，从而保证系统稳定可靠地运行。
权利要求
1.一种电磁激励连杆疲劳试验台，包括固定支撑部件、连杆夹紧部件和冷却部件；所述固定支撑部件由试验铸件平台(I)、支撑体(2)和立柱支架(16)组成；所述连杆夹紧部件由连杆大头固定装置(4)和连杆小头连接件(6)组成；所述冷却部件由空气冷却口(9)和(13)、冷却水进口(11)、冷却水出口(10)和环形冷却槽(12)组成，其特征在于还包括力传递部件，所述力传递部件由永磁活塞体(7)、铁芯(8)和通电线圈(14)组成。
2.根据权利要求1所述的电磁激励连杆疲劳试验台，其特征在于所述固定支撑部件还包括活塞导向体(15)。
3.根据权利要求1所述的电磁激励连杆疲劳试验台，其特征在于活塞导向体(15)、铁芯(8)与立柱支架(16)之间均采用螺栓固接；连杆小头连接件(6)和永磁活塞体(7)之间，以及连杆大头固定装置(4)也采用螺栓固接。
4.根据权利要求1所述的电磁激励连杆疲劳试验台，其特征在于在支撑体(2)和连杆大头固定装置(4)之间安装有力传感器(3)。
5.一种电磁激励连杆疲劳试验方法，其特征在于所述方法包括下列步骤:根据试验要求的作用力对通电线圈加载相应电流，铁芯产生的电磁力吸引或排斥永磁活塞体及与其固接的连杆小头连接件，对连杆小头端加载拉或压的作用力，连杆大头端由固定装置夹紧，力传感器监测试验过程中连杆所受的作用力，并作为系统反馈信号，调节和控制电磁力的大小。
6.根据权利要求5所述的电磁激励连杆疲劳试验方法，其特征在于试验运转过程中，利用干燥空气对线圈冷却，利用冷却液体对铁芯进行冷却，带走电磁激励装置产生的热量。
全文摘要
本发明涉及一种电磁激励连杆疲劳试验台，包括固定支撑部件、连杆夹紧部件、冷却部件和力传递部件，电磁激励连杆疲劳试验台利用“电生磁”原理，只需提供稳定的电流，而无需其它附加部件，即可较为准确地施加拉伸或压缩作用力，且电磁力、试验频率可通过调节电流大小进行控制。试验成本大幅度降低，简化了工作系统的组成部件，缩小了设备体积，降低了故障发生概率；无需严格的密封，使系统整体具有较好的稳定性，并避免了由高压油泄漏而引起的危害。由于力提供介质的改变，使操作环境更为整洁干净，同时，可提供变化范围较广试验频率可控的电磁力，该设备具有较强的灵活性。
文档编号G01N3/38GK103196667SQ20131010980
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者张儒华, 景国玺, 李鹏, 王秀乔, 任路 申请人:中国北方发动机研究所(天津)