一种用于扭转减振器的疲劳试验台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于扭转减振器的疲劳试验台，包括实验平台、扭转减振器、扭振轴和带有控制器的永磁同步电机，实验平台上通过螺栓安装有第一底座、第二底座和第三底座，第一底座上安装有恒温箱，扭转减振器安装在恒温箱内，扭转减振器连接有减振器连接盘，减振器连接盘与扭振轴的一端相连接，扭振轴的另一端通过联轴器与永磁同步电机的输出轴相连接，扭振轴穿过第二底座和第三底座，第二底座和第三底座之间的扭振轴上可拆卸的安装有惯性盘组。该试验台既能达到与发动机试验相近的高频扭振，又能实现装置固有频率的可调节，缩短原本很长的试验周期，达到快速检测的效果。
【专利说明】
-种用于扭转减振器的疲劳试验台
技术领域
[0001] 本实用新型设及发动机扭转减振器疲劳测试领域，具体的说，是设及一种用于扭 转减振器的疲劳试验台。
【背景技术】
[0002] 硅油减振器是目前柴油机上广泛使用的曲轴扭振减振器。与曲轴系统良好匹配的 硅油减振器可W大幅衰减曲轴自由端的扭转振动，从而保证柴油机的可靠运行。因此，硅油 减振器的可靠性会直接影响整机可靠性。在设计阶段，硅油减振器匹配设计完成后，需要安 装在发动机曲轴上，检验减振效果并进行可靠性考核试验，达到要求后方可进行批量生产。 在批量生产阶段，也需要对减振器进行抽査检验。大量的实机试验，势必会耗费大量的人 力、物力和财力。
[0003] 然而，由于扭振减振器一般具有较高的寿命，因此，一般的机械激励试验台机构由 于其使用寿命的限制，很难应用于减振器的可靠性试验。因此，设计一套具有高使用可靠性 和使用寿命的测试机构，实现对硅油减振器的扭转振动激励具有重要意义。
[0004] 现有的扭转减振器试验台一般是由机械的方式形成扭转运动，大都是利用几何中 屯、和惯性中屯、的不重合而产生交变力矩进行测试，但很难产生于发动机实机测试相似的 150监的高频振动，且现有试验台的耐久性较差。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于扭转减振器的疲 劳试验台，该试验台既能达到与发动机试验相近的高频扭振，又能实现装置固有频率的可 调节，使之能适用于多款减振器的疲劳测试，而且通过所设置的机构对扭振运动进行放大， 能够缩短原本很长的试验周期，达到快速检测的效果;本实用新型的另一目的是利用上述 疲劳试验台提供一种能够准确、高效的对不同扭转减振器进行可靠性测试的疲劳测试方 法。
[0006] 本实用新型的目的是通过W下技术方案实现的：
[0007] -种用于扭转减振器的疲劳试验台，包括实验平台、扭转减振器、扭振轴和带有控 制器的永磁同步电机，所述控制器连接有信号发生器，所述实验平台上通过螺栓安装有第 一底座、第二底座和第Ξ底座，所述第一底座上通过螺栓安装有内壁覆盖有隔热棉的恒溫 箱，所述扭转减振器安装在所述恒溫箱内，所述恒溫箱的一侧设置有用于安装光电传感器 的安装孔，所述扭转减振器通过螺栓连接有减振器连接盘，所述减振器连接盘与所述扭振 轴的一端相连接，扭振轴的另一端通过联轴器与永磁同步电机的输出轴相连接，扭振轴穿 过有所述第二底座和第Ξ底座，第二底座和第Ξ底座之间的扭振轴上可拆卸的安装有惯性 盘组。
[000引所述扭振轴与减振器连接盘之间采用螺母压紧的圆锥面过盈连接。
[0009]所述恒溫箱的顶部设置有至少两个用于固定加热管的圆孔。所述恒溫箱的背面还 设置有箱口。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：
[0011] ( - )本实用新型中永磁同步电机带有控制器，控制器连接有信号发生器，改变了 传统扭转减振器试验台的激励方式，使其能够完全由电信号控制，简单的修改信号发生器 即可实现旋转运动的调节，方便使用者操作；由于不再采用机械激励，试验台扭振轴系可达 到200化pm的动平衡，从而保证了机械机构的耐久性。
[0012] (二)本实用新型的扭振轴上可拆卸的安装有惯性盘组，惯性盘组可调，通过换用 不同厚度的惯性盘或是在惯性盘上叠加第二惯性盘的方式可W改变系统的固有频率，使系 统的固有频率与疲劳试验频率相近，进而在测试时达到共振状态，放大电机所输出的扭振 振幅，达到强化试验的效果，能够大大缩短试验时间，减少能源消耗。
[0013] (Ξ)本实用新型在扭转减振器的安装位置增加了恒溫箱，使被测扭转减振器所处 环境溫度与发动机实机测试时工作环境的溫度相同，保证硅油的粘度不受试验环境溫度的 影响。所述恒溫箱侧面设有用于安装光电传感器的安装孔，用于光电传感器采集转速信号。 此外恒溫箱的背面还设置有箱口，使得更换扭转减振器时不必拆卸整个恒溫箱，打开箱口 即可完成，方便快捷。
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0015] 图2是惯性盘组的结构示意图。
[0016] 图3是图2中A-A向的剖视结构示意图。
[0017] 图4是恒溫箱的结构示意图。
[0018] 图5是扭振轴与减振器连接盘之间采用螺母压紧的圆锥面过盈连接示意图。
[0019] 附图标记：1-实验平台2-第一底座3-第二底座4-第Ξ底座5-恒溫箱6-扭转 减振器7-减振器连接盘8-扭振轴9-惯性盘组10-联轴器11-永磁同步电机12-控制器 13-信号发生器50-安装孔51-箱口 52-螺栓孔
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本实用新型作进一步的描述：
[0021] 如图1至图4所示，一种用于扭转减振器的疲劳试验台，包括实验平台1、扭转减振 器6、扭振轴8和带有控制器12的永磁同步电机11，控制器12连接有信号发生器13,实验平台 1上通过螺栓安装有第一底座2、第二底座3和第Ξ底座4,可根据实际情况在Ξ个底座上加 设肋板W增强试验台的稳定性；
[0022] 第一底座2上通过螺栓安装有恒溫箱5，恒溫箱5的底部设有与第一底座2相对应的 螺栓孔52,用W将恒溫箱5固定在实验平台1上;待测的扭转减振器6安装在所述恒溫箱内， 恒溫箱5的顶部开有至少两个用于固定加热管的圆孔，内壁覆盖有隔热棉，可通过调节加热 管的功率将恒溫箱内溫度控制为扭转减振器6常用工况时的溫度，W减少热机时间，并完成 各溫度下扭转减振器6减振效果的快速检测;恒溫箱5的一侧开有用于安装光电传感器的安 装孔50,在实验装置整体安装完毕后，安装孔50处会露出扭转减振器6圆周上的码盘，用于 光电传感器采集转速信号;恒溫箱5的背部设置有箱口 51，更换扭转减振器即寸，不必拆卸整 个恒溫箱5，打开箱口 51即可完成。
[0023] 扭转减振器6通过螺栓连接有减振器连接盘7,减振器连接盘7通过与扭振轴8的一 端相连接，扭振轴8的另一端通过联轴器10与永磁同步电机11的输出轴相连接，如图5所示， 扭振轴8与减振器连接盘7之间采用螺母压紧的圆锥面过盈连接，方便拆卸，圆锥面在加工 时进行热处理，提高强度;扭振轴穿过有所述第二底座3和第Ξ底座4，本实施例中第二底座 3和第Ξ底座4之间的扭振轴8上设置有连接小盘，连接小盘通过螺栓活动连接有惯性盘组 9,可通过在惯性盘组9中更换不同厚度的惯性盘或是在惯性盘上叠加其他惯性盘W改变系 统的固有频率。
[0024] 通过上述疲劳试验台对扭转减振器进行疲劳测试的方法，具体步骤如下：
[0025] (1)根据待测的扭转减振器的测试规范查得待测扭转减振器的可靠性实验条件， 本实施例中的扭转减振器为硅油减振器，查得其实机测试时转速3000rpm，扭振激励频率 150Hz、扭振幅值Ai = 0.2°和测试时间lOOOh。W此计算硅油减振器在标定情况下每次运行 的损伤率化
[0026] 町=吊·，
[0027] 其中，化为标定情况下0.2°扭振幅值对应的寿命，根据S-N曲线可查得为109次，m 为实际工况下各应力水平下的循环数150 X 1000 X 3600 = 5.4 X 108次；
[0028] (2)安装硅油减振器，仔细检查试验台的各连接处是否存在松动，连接好各个部 件，启动控制器W及信号发生器；
[0029] (3)通过信号发生器对对试验台施加扫频信号，测量并分析结果，确定试验台的共 振频率。依据测得的共振频率施加扭振信号，使得激励扭矩与试验台的固有频率相同，记录 下硅油减振器在共振状况下的扭振幅值A2 = 0.75%
[0030] (4)根据扭振幅值与切应力计算公式，通过计算机软件计算硅油减振器外壳在该 幅值下振动所受的切应力，查找材料手册S-N曲线得到共振状况下的寿命为化=108次，并使 共振状况下的当量损伤化与标准工况下当量损伤化相等，计算出循环次数n2 = 5.4X107次， 并依据扭振激励频率计算出共振状况下的理论工作时间为t = 100(小时）。
[0031] (5)设置好信号发生器中电压信号的幅值、波形W及频率，启动永磁同步电机，开 始测试，每一小时记录一次硅油减振器的振幅信号，如果硅油减振器未失效，每次测得的振 幅信号几乎不变；
[0032] (6)对硅油减振器进行t = 100小时的疲劳测试后，对比此时的振幅信号与步骤巧） 中的振幅信号是否存在显著差异，从而判断本实施例中被测的硅油减振器是否失效。
[0033] 此外，对于上述扭转减振器疲劳试验台，基于共振法阻尼测试的原理，可W测得扭 转减振器的阻尼值。其基本原理是基于共振试验时，系统的临界频率和试验台的共振振幅 均与扭转减振器的阻尼之间存在一一对应的函数关系，具体实现方式为:首先通过计算机 计算试验台共振频率、振幅和阻尼之间的对应关系，根据计算结果绘制出他们之间的关系 曲线即试验台的阻尼特性曲线;然后，在试验台上，通过施加扫频信号，激发系统共振，测量 此时的频率及振幅，从而在阻尼特性曲线上找到对应的阻尼值。
[0034] 本实用新型并不限于上文描述的实施方式。W上对【具体实施方式】的描述旨在描述 和说明本实用新型的技术方案，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的。在 不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本实用 新型的启示下还可做出很多形式的具体变换，运些均属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于扭转减振器的疲劳试验台，包括实验平台、扭转减振器、扭振轴和带有控制 器的永磁同步电机，其特征在于，所述控制器连接有信号发生器，所述实验平台上通过螺栓 安装有第一底座、第二底座和第三底座，所述第一底座上通过螺栓安装有内壁覆盖有隔热 棉的恒温箱，所述扭转减振器安装在所述恒温箱内，所述恒温箱的一侧设置有用于安装光 电传感器的安装孔，所述扭转减振器通过螺栓连接有减振器连接盘，所述减振器连接盘与 所述扭振轴的一端相连接，扭振轴的另一端通过联轴器与永磁同步电机的输出轴相连接， 扭振轴穿过有所述第二底座和第三底座，第二底座和第三底座之间的扭振轴上可拆卸的安 装有惯性盘组。2. 根据权利要求1所述的一种用于扭转减振器的疲劳试验台，其特征在于，所述扭振轴 与减振器连接盘之间采用螺母压紧的圆锥面过盈连接。3. 根据权利要求1所述的一种用于扭转减振器的疲劳试验台，其特征在于，所述恒温箱 的顶部设置有至少两个用于固定加热管的圆孔。4. 根据权利要求1或3所述的一种用于扭转减振器的疲劳试验台，其特征在于，所述恒 温箱的背面还设置有箱门。
【文档编号】G01M13/00GK205483519SQ201620045204
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月18日
【发明人】毕凤荣, 姚昱儒, 马腾, 刘建飞, 杨晓, 齐彬
【申请人】天津大学