一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具的制作方法

本发明属于发动机制造，尤其是涉及一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具。

背景技术：

1、曲轴部件作为发动机动力输出的主要零件，工作中承受弯、扭、振动等复杂作用力的周期性作用，其结构强度及疲劳可靠性至关重要。特别是曲轴主轴颈与连杆轴颈圆角处应力水平较高，主要是由于曲轴受到缸内爆发压力作用下产生弯曲变形，局部应力周期性变化造成圆角处会出现疲劳开裂故障。

2、为了检验曲轴结构的弯曲疲劳强度通常会采用部件级弯曲疲劳试验的方法，其分为整轴弯曲疲劳试验和曲轴单拐弯曲疲劳试验；曲轴单拐弯曲疲劳试验加载方法通常有水平放置双支撑弯曲疲劳加载与非对称弯曲疲劳试验两种。缺点是曲轴支撑稳定性差，弯曲变形限制性强，曲轴受力失真度高，疲劳试验不利于高频试验机考核，工作效率低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，以期解决上述部分技术问题中的至少之一。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明第一方面提供了一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，其特征在于，包括：

4、底座，所述底座上设有夹紧组件一，所述夹紧组件一用于夹紧曲轴单拐试验样件一端的主轴；

5、上连接件，所述上连接件上设有夹紧组件二，所述夹紧组件二用于夹紧曲轴单拐试验样件另一端的主轴，所述上连接件上固设有与曲轴单拐试验样件主轴相对应的连接球；

6、顶块，所述顶块上开有与连接球相匹配的半球型凹槽，所述连接球的上端安装于半球型凹槽的内侧。

7、进一步的，所述夹紧组件二包括压紧盘二、压紧环二，所述压紧盘二上开有倒锥形孔，所述压紧环二外侧壁为锥形面，所述压紧环二外侧锥形面与压紧盘二上的倒锥形孔相匹配，所述压紧环二安装于倒锥形孔的内侧，所述压紧盘二上开有螺纹孔二，所述上连接件上开有通孔二，所述通孔二内设有压紧螺栓二，所述压紧螺栓贯穿通孔二与压紧盘二螺纹连接；

8、所述压紧环二的上端和下端均开有开口二，所述开口二的数量为多个，多个所述开口沿压紧二的轴线呈轴向均匀设置。

9、进一步的，所述压紧环二的型号有多种，不同型号的压紧环二内径不同，使用不同直径主轴的曲轴单拐试验样件。

10、进一步的，所述压紧环二上端面与曲轴单拐试验样件之间设有防护垫二，所述防护垫二未聚四氟乙烯材质的结构件。

11、进一步的，所述夹紧组件一包括压紧盘一、压紧环一，所述压紧盘一上开有锥形孔，所述压紧环一外侧壁为锥形面，所述压紧环一外侧锥形面与压紧盘一上的锥形孔相匹配，所述压紧环一安装于锥形孔的内侧，所述压紧盘一上开有螺纹孔一，所述底座上开有通孔一，所述通孔一内设有压紧螺栓一，所述压紧螺栓贯穿通孔一与压紧盘一螺纹连接；

12、所述压紧环一的上端和下端均开有开口一，所述开口一的数量为多个，多个所述开口沿压紧一的轴线呈轴向均匀设置。

13、进一步的，所述压紧环一的型号有多种，不同型号的压紧环一内径不同，使用不同直径主轴的曲轴单拐试验样件。

14、进一步的，所述压紧环一下端面与曲轴单拐试验样件之间设有防护垫一，所述防护垫一未聚四氟乙烯材质的结构件。

15、本发明第二方面提供了一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验设备，其特征在于，包括：

16、试验夹具，所述试验夹具为第一方面所述的曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具；

17、测试组件，所述测试组件为高频拉压试验机或液压伺服试验机，所述测试组件的输出端与顶块固定连接。

18、本发明第三方面提供了一种应用第二方面所述的曲轴单拐立式弯曲疲劳试验设备的方法，其特征在于：通过测试组件施加试验载荷，所述试验载荷为曲轴单拐试验样件轴向上的拉伸力或下压力；

19、试验载荷用于模拟发动机工作时缸内周期变化的压力对曲轴产生的弯曲作用力。

20、相对于现有技术，本发明所述的一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具具有以下有益效果：

21、(1)本发明所述的一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，连接球可以满足曲轴单拐试验样件的最大幅度弯曲变形，有利于载荷施加与设备保护。

22、(2)本发明所述的一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，压紧环二的上端和下端均开有开口二，开口二的数量为多个，多个开口沿压紧二的轴线呈轴向均匀设置。压紧环二的开口二可以有利于保证瓦孔与主轴颈的充分贴合，在预紧力的作用下刚性连接，防止滑移，连接可靠、承载稳定。

技术特征：

1.一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述压紧环二(2)的型号有多种，不同型号的压紧环二(2)内径不同，使用不同直径主轴的曲轴单拐试验样件(8)。

4.根据权利要求2所述的一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述压紧环二(2)上端面与曲轴单拐试验样件(8)之间设有防护垫二(4)，所述防护垫二(4)未聚四氟乙烯材质的结构件。

5.根据权利要求1所述的一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述夹紧组件一包括压紧盘一(5)、压紧环一(12)，所述压紧盘一(5)上开有锥形孔，所述压紧环一(12)外侧壁为锥形面，所述压紧环一(12)外侧锥形面与压紧盘一(5)上的锥形孔相匹配，所述压紧环一(12)安装于锥形孔的内侧，所述压紧盘一(5)上开有螺纹孔一，所述底座(6)上开有通孔一，所述通孔一内设有压紧螺栓一(7)，所述压紧螺栓一(7)贯穿通孔一与压紧盘一(5)螺纹连接；

6.根据权利要求5所述的一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述压紧环一(12)的型号有多种，不同型号的压紧环一(12)内径不同，使用不同直径主轴的曲轴单拐试验样件(8)。

7.根据权利要求5所述的一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，其特征在于：所述压紧环一(12)下端面与曲轴单拐试验样件(8)之间设有防护垫一，所述防护垫一未聚四氟乙烯材质的结构件。

8.一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验设备，其特征在于，包括：

9.一种应用权利要求8所述的曲轴单拐立式弯曲疲劳试验设备的方法，其特征在于：通过测试组件施加试验载荷，所述试验载荷为曲轴单拐试验样件(8)轴向上的拉伸力或下压力；

技术总结
本发明提供了一种曲轴单拐立式弯曲疲劳试验夹具，包括：底座，所述底座上设有夹紧组件一，所述夹紧组件一用于夹紧曲轴单拐试验样件一端的主轴；上连接件，所述上连接件上设有夹紧组件二，所述夹紧组件二用于夹紧曲轴单拐试验样件另一端的主轴，所述上连接件上固设有与曲轴单拐试验样件主轴相对应的连接球；顶块，所述顶块上开有与连接球相匹配的半球型凹槽，所述连接球的上端安装于半球型凹槽的内侧。本发明有益效果：连接球可以满足曲轴单拐试验样件的最大幅度弯曲变形，有利于载荷施加与设备保护。

技术研发人员：狄建兵,王延荣,张丽强,侯晔星,江超,闫玮,王昊,王秀山
受保护的技术使用者：中国北方发动机研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5