本发明涉及一种连杆力学性能测试装置，属于结构件力学性能检测技术领域，具体涉及一种大功率柴油机连杆轴向疲劳性能测试装置及其使用方法。
背景技术：
连杆是发动机内部的核心零件，其作用是连接活塞和曲轴，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，向外输出动力。连杆主要承受来自气缸的爆燃压力，以及连杆自身和活塞运动时的惯性力，其主要失效形式为疲劳断裂，疲劳性能测试是连杆研发和应用中不可或缺的项目。对于大型柴油机连杆疲劳测试，由于试件重量、尺寸、试验载荷都较大，试件安装时需要借助天车等吊装工具，对测试装置的装配设计和刚度水平要求较高。另外，大型柴油机连杆疲劳测试需要模拟服役时润滑状态，要求在连杆大端和小端施加一定压力的润滑油，需要在测试装置上进行润滑油循环设计。目前行业中已有的连杆疲劳测试装置，多是针对小型连杆使用，装置结构较为简单，夹具刚度和耐疲劳性能不能满足大型连杆疲劳测试时的大载荷、长周期需求；其大端和小端夹具一般为一体化设计，夹具尺寸小，重量轻，通过人力托举装配，只适合小型连杆的安装；并且销孔尺寸固定，不能适用于不同孔径的连杆测试；一般也没有考虑对试件进行润滑，缺少润滑油的打压装置和循环油路设计。因此，现有的连杆疲劳测试装置不能满足大型柴油机连杆疲劳测试的需求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种大功率柴油机连杆轴向疲劳性能测试装置及其使用方法，以解决现有技术中的现有连杆疲劳测试装置结构简单、强度刚度不足、耐疲劳性能差、轴径不可调节和缺乏润滑设计的问题，该大功率柴油机连杆轴向疲劳性能测试装置具有刚度高、耐疲劳、方便拆装和孔径可调的特点，可适用于不同孔径的大型柴油机连杆疲劳性能测试，另外，提供一种大型柴油机连杆疲劳测试配套用润滑油循环装置，具有润滑油循环流动、润滑油压力可调节的特点，可以模拟连杆服役时的润滑状态。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种大功率柴油机连杆轴向疲劳性能测试装置，用于对待测连杆进行轴向疲劳性能测试，包括润滑装置、与疲劳试验机台面连接的大端夹具及与疲劳试验机作动筒连接的小端夹具，所述待测连杆的一端设置有小端孔，所述待测连杆的另一端设置有大端孔，所述大端夹具通过回油管与所述润滑装置相连，所述小端夹具通过进油管与所述润滑装置相连；所述大端夹具包括底盘，模拟曲轴销和大端夹具机构，所述大端夹具机构包括两个对称设置用于固定模拟曲轴销的大端夹具组件，每一个所述大端夹具组件均包括大端基座、大端上轴瓦、大端下轴瓦和大端盖板，所述底盘、所述大端基座和所述大端盖板从下而上依次设置，所述大端基座靠近所述大端盖板的一端设置有弧形凹槽Ⅰ，所述大端盖板为弧形盖板，所述大端基座和所述大端盖板相配合设置，所述大端上轴瓦安装在所述大端基座设有弧形凹槽Ⅰ的一端，所述大端下轴瓦安装在所述大端盖板凹面上；
所述底盘通过连接螺栓Ⅰ与所述疲劳试验机台面相连，所述底盘侧面开设有通孔，所述通孔处连接有回油接头，所述回油接头通过回油管与所述润滑装置上设置的回油口相连；每一个所述大端基座均通过定位销Ⅰ安装在所述底盘的上方，每一个所述大端夹具组件上均设置有依次贯穿所述大端盖板、所述大端基座和所述底盘并将所述大端盖板、所述大端基座和所述底盘固定相连的固定螺栓Ⅰ；
所述小端夹具包括顶盘，模拟活塞销和小端夹具机构，所述小端夹具机构包括两个对称设置用于固定模拟活塞销的小端夹具组件，每一个所述小端夹具组件均包括小端基座、小端上轴瓦、小端下轴瓦和小端盖板，所述顶盘、所述小端基座和所述小端盖板从上而下依次设置，所述小端基座靠近所述小端盖板的一端设置有弧形凹槽Ⅱ，所述小端盖板为弧形盖板，所述小端基座和所述小端盖板相配合设置，所述小端上轴瓦安装在所述小端基座设有弧形凹槽Ⅱ的一端，所述小端下轴瓦安装在所述小端盖板凹面上；
所述顶盘通过连接螺栓Ⅱ与所述疲劳试验机作动筒连接，每一个所述小端基座和所述顶盘间均设置有定位销Ⅱ，每一个所述小端基座和所述顶盘间均设置有用于将对应的所述小端基座固定在所述顶盘上的连接螺栓Ⅲ，所述进油接头安装在所述模拟活塞销端部，所述进油接头通过进油管与所述润滑装置上设置的出油口相连；每一个所述小端夹具组件上均设置有依次贯穿所述顶盘、所述小端基座和所述小端盖板并将所述顶盘、所述小端基座和所述小端盖板固定相连的固定螺栓Ⅱ；
所述润滑装置包括油箱、出油口、回油口、齿轮泵、电源开关、溢流阀、压力表和压力表开关，所述出油口、所述回油口、所述齿轮泵、所述电源开关、所述溢流阀、所述压力表和所述压力表开关均设置在所述油箱上。
进一步的，所述底盘上设置有若干个沉头螺栓孔Ⅰ，所述连接螺栓Ⅰ穿过所述沉头螺栓孔Ⅰ将所述底盘固定在所述疲劳试验机台面上。
进一步的，所述顶盘上设置有若干个螺纹孔，所述连接螺栓Ⅱ穿过所述螺纹孔将所述顶盘固定在所述疲劳试验机作动筒上。
进一步的，所述顶盘和所述疲劳试验机作动筒间设置有用于将所述顶盘安装在所述疲劳试验机作动筒上的装配螺栓。
进一步的，所述底盘的上表面设置有用于收集润滑油的收集沟槽，所述收集沟槽可将润滑油汇集后从所述回油接头导出；所述收集沟槽包括环形沟槽和若干个条形沟槽，所述环形沟槽与所述通孔相连通，所述条形沟槽包括沟槽Ⅰ和若干个垂直于所述沟槽Ⅰ设置且与所述沟槽Ⅰ相连通的沟槽Ⅱ，所述沟槽Ⅰ的两端和所述环形沟槽相连通，所述沟槽Ⅱ远离所述沟槽Ⅰ的一端与所述环形沟槽相连通。
一种大功率柴油机连杆轴向疲劳性能测试装置的使用方法，包括以下步骤：
a.将底盘1通过连接螺栓Ⅰ安装在疲劳试验机平台上，每一个所述大端基座均通过定位销Ⅰ安装在所述底盘的上方，将两个大端夹具组件中的两个所述大端下轴瓦分别对应的安装在两个大端基座设有弧形凹槽Ⅰ的一端；
b.将小端基座通过定位销Ⅱ进行定位，然后通过连接螺栓Ⅲ将两个小端基座固定安装在顶盘上，然后使用装配螺栓将顶盘连接在疲劳试验机作动筒上，调节装配螺栓，使顶盘和疲劳试验机作动筒之间预留足够的间隙；将两个小端夹具组件中的两个所述小端上轴瓦分别对应的安装在两个小端基座设有弧形凹槽Ⅱ的一端；
c.将模拟曲轴销和模拟活塞销分别安装到被测连杆的大端孔和小端孔内，使用天车和吊装带将被测连杆放置于两个大端基座中间，推动被测连杆小端孔，使模拟活塞销与小端基座对中，降下试验机作动筒，使两个小端基座落到模拟活塞销上；
d.将两个大端夹具组件中的两个大端上轴瓦分别对应的安装在两个大端盖板的凹面上，将两个大端盖板放置在模拟曲轴销上，使用固定螺栓Ⅰ将其中一组大端夹具组件中的大端盖板、大端基座和底盘连接固定，然后再通过对应的固定螺栓Ⅰ将另外一组大端夹具组件中的大端盖板、大端基座和底盘连接固定；
e.将两个小端夹具组件中的两个小端下轴瓦分别对应的安装在两个小端盖板的凹面上，使用固定螺栓Ⅱ将其中一组小端夹具组件中的小端盖板、小端基座和顶盘连接固定；然后再通过对应的固定螺栓Ⅱ将另外一组大端夹具组件中的小端盖板、小端基座和顶盘连接固定；
f.将小端夹具的装配螺栓拆卸掉，降下试验机作动筒，使其压紧顶盘，通过连接螺栓Ⅱ将顶盘固定安装在疲劳试验机作动筒上；
g.将小端夹具的进油接头安装在模拟活塞销上，将润滑装置的进油管连接在进油接头上，将大端夹具的回油接头安装在底盘上，使用回油管连接到润滑油装置的油箱的回油口，打开电源开关，通过压力表观察油压，调节溢流阀，使油压达到合适范围，即可实现润滑功能。
本发明的有益效果主要表现在以下几个方面：
1、适用性强：使用本发明所述测试装置，可以对不同尺寸、不同孔径的大型柴油机连杆进行疲劳性能测试；
2、易装配：本发明的大端夹具和小端夹具采用分体式设计，采用定位销进行定位，易于安装操作；
3、润滑效果好：本发明设计了可调节输出压力的润滑装置，在模拟活塞销上设计了润滑油路，在底盘上设计了用于收集润滑油的收集槽，使润滑油能够充分的对待测连杆的大端孔和小端孔进行润滑，使测试能更真实的模拟连杆的使用状态；
本发明所述的一种大功率柴油机连杆轴向疲劳性能测试装置及使用方法具有适用性好、易于装配和润滑效果好等优点，适用于不同孔径的大型柴油机连杆疲劳测试。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的大端夹具的爆炸示意图；
图3是本发明的小端夹具的爆炸示意图；
图4是本发明的润滑装置的连接关系示意图；
图5是本发明的待测连杆的结构示意图；
图中标记：1、底盘，101、环形沟槽，102、条形沟槽，103、回油接头，104、连接螺栓Ⅰ，105、定位销Ⅰ，2、大端基座，201、大端下轴瓦，3、大端盖板，301、大端上轴瓦，4、固定螺栓Ⅰ，5、模拟曲轴销，6、顶盘，601、装配螺栓，602、定位销Ⅱ，603、连接螺栓Ⅱ，604、固定螺栓Ⅱ，605、连接螺栓Ⅲ，7、小端基座，701、小端上轴瓦，8、小端盖板，801、小端下轴瓦，9、模拟活塞销，901、进油接头，11、油箱，111、齿轮泵，112、电源开关，113、溢流阀，114、压力表，115、压力表开关，116、回油管，117、进油管，12、待测连杆，121、大端孔，122、小端孔。
具体实施方式
结合附图对本发明实施例加以详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如附图所示，一种大功率柴油机连杆轴向疲劳性能测试装置，用于对待测连杆12进行轴向疲劳性能测试，包括润滑装置、与疲劳试验机台面连接的大端夹具及与疲劳试验机作动筒连接的小端夹具，本发明的大端夹具和小端夹具采用分体式设计，采用定位销Ⅰ105和定位销Ⅱ602进行定位，易于安装操作；所述待测连杆12的一端设置有小端孔122，所述待测连杆12的另一端设置有大端孔121，所述大端夹具通过回油管116与所述润滑装置相连，所述小端夹具通过进油管117与所述润滑装置相连；所述大端夹具包括底盘1，模拟曲轴销5和大端夹具机构，所述大端夹具机构包括两个对称设置用于固定模拟曲轴销5的大端夹具组件，每一个所述大端夹具组件均包括大端基座2、大端上轴瓦301、大端下轴瓦201和大端盖板3，所述底盘1、所述大端基座2和所述大端盖板3从下而上依次设置，所述大端基座2靠近所述大端盖板3的一端设置有弧形凹槽Ⅰ，所述大端盖板3为弧形盖板，所述大端基座2和所述大端盖板3相配合设置，所述大端上轴瓦301安装在所述大端基座2设有弧形凹槽Ⅰ的一端，所述大端下轴瓦201安装在所述大端盖板3凹面上；同一个大端夹具组件中的大端上轴瓦301和大端下轴瓦201相互配合设置；
所述底盘1通过连接螺栓Ⅰ104与所述疲劳试验机台面相连，所述底盘1侧面开设有通孔，所述通孔处连接有回油接头103，所述回油接头103通过回油管116与所述润滑装置上设置的回油口相连；每一个所述大端基座2均通过定位销Ⅰ105安装在所述底盘1的上方，每一个所述大端夹具组件上均设置有依次贯穿所述大端盖板3、所述大端基座2和所述底盘1并将所述大端盖板3、所述大端基座2和所述底盘1固定相连的固定螺栓Ⅰ4；
所述小端夹具包括顶盘6，模拟活塞销9 和小端夹具机构，所述小端夹具机构包括两个对称设置用于固定模拟活塞销9的小端夹具组件，每一个所述小端夹具组件均包括小端基座7、小端上轴瓦701、小端下轴瓦801和小端盖板8，所述顶盘6、所述小端基座7和所述小端盖板8从上而下依次设置，所述小端基座7靠近所述小端盖板8的一端设置有弧形凹槽Ⅱ，所述小端盖板8为弧形盖板，所述小端基座7和所述小端盖板8相配合设置，所述小端上轴瓦701安装在所述小端基座7设有弧形凹槽Ⅱ的一端，所述小端下轴瓦801安装在所述小端盖板8凹面上；同一个小端夹具组件中的小端上轴瓦701和小端下轴瓦801相互配合设置；
所述顶盘6通过连接螺栓Ⅱ603与所述疲劳试验机作动筒连接，每一个所述小端基座7和所述顶盘6间均设置有定位销Ⅱ602，每一个所述小端基座7和所述顶盘6间均设置有用于将对应的所述小端基座7固定在所述顶盘6上的连接螺栓Ⅲ，所述进油接头901安装在所述模拟活塞销9端部，所述进油接头901通过进油管117与所述润滑装置上设置的出油口相连；每一个所述小端夹具组件上均设置有依次贯穿所述顶盘6、所述小端基座7和所述小端盖板8并将所述顶盘6、所述小端基座7和所述小端盖板8固定相连的固定螺栓Ⅱ604；
两个大端下轴瓦201、两个大端上轴瓦301的内径大小及两个小端上轴瓦701、两个小端下轴瓦801的内径可根据待测连杆的不同孔径进行调换，使用本发明所述测试装置，可以对不同尺寸、不同孔径的大型柴油机连杆进行疲劳性能测试；
所述润滑装置包括油箱11、出油口、回油口、齿轮泵111、电源开关112、溢流阀113、压力表114和压力表开关115，所述出油口、所述回油口、所述齿轮泵111、所述电源开关112、所述溢流阀113、所述压力表114和所述压力表开关115均设置在所述油箱11上，所述溢流阀113和所述压力表114依次安装在所述进油管117远离所述出油口的一端；
本发明提供一种大型柴油机连杆疲劳测试配套用润滑油循环装置，具有润滑油循环流动、润滑油压力可调节的特点，具有较好的润滑效果，在模拟活塞销9上设计了润滑油路，在底盘1上设计了用于收集润滑油的收集槽，使润滑油能够充分的对待测连杆12的大端孔121和小端孔122进行润滑，使测试能更真实的模拟连杆的使用状态；
进一步的，所述底盘1上设置有若干个沉头螺栓孔Ⅰ，所述连接螺栓Ⅰ104穿过所述沉头螺栓孔Ⅰ将所述底盘1固定在所述疲劳试验机台面上。
进一步的，所述顶盘6上设置有若干个螺纹孔，螺纹孔与疲劳试验机作动筒上的沉头螺栓孔Ⅱ相对应，连接螺栓Ⅱ603穿过所述螺纹孔和沉头螺栓孔Ⅱ，将所述顶盘6固定在所述疲劳试验机作动筒上。
进一步的，所述顶盘6和所述疲劳试验机作动筒间设置有用于将所述顶盘6安装在所述疲劳试验机作动筒上的装配螺栓601。
进一步的，所述底盘1的上表面设置有用于收集润滑油的收集沟槽，所述收集沟槽可将润滑油汇集后从所述回油接头103导出；所述收集沟槽包括环形沟槽101和若干个条形沟槽102，所述环形沟槽101与所述通孔相连通，所述条形沟槽102包括沟槽Ⅰ和若干个垂直于所述沟槽Ⅰ设置且与所述沟槽Ⅰ相连通的沟槽Ⅱ，所述沟槽Ⅰ的两端和所述环形沟槽101相连通，所述沟槽Ⅱ远离所述沟槽Ⅰ的一端与所述环形沟槽101相连通。
一种大功率柴油机连杆轴向疲劳性能测试装置的使用方法，包括以下步骤：
a.将底盘1通过连接螺栓Ⅰ104安装在疲劳试验机平台上，每一个所述大端基座2均通过定位销Ⅰ105安装在所述底盘1的上方，将两个大端夹具组件中的两个所述大端下轴瓦201分别对应的安装在两个大端基座2设有弧形凹槽Ⅰ的一端；
b.将小端基座7通过定位销Ⅱ602进行定位，然后通过连接螺栓Ⅲ将两个小端基座7固定安装在顶盘6上，然后使用装配螺栓601将顶盘6连接在疲劳试验机作动筒上，调节装配螺栓601，使顶盘6和疲劳试验机作动筒之间预留足够的间隙；将两个小端夹具组件中的两个所述小端上轴瓦701分别对应的安装在两个小端基座7设有弧形凹槽Ⅱ的一端；
c.将模拟曲轴销5和模拟活塞销9分别安装到被测连杆的大端孔121和小端孔122内，使用天车和吊装带将被测连杆放置于两个大端基座2中间，推动被测连杆小端孔122，使模拟活塞销9与小端基座7对中，降下试验机作动筒，使两个小端基座7落到模拟活塞销9上；
d.将两个大端夹具组件中的两个大端上轴瓦301分别对应的安装在两个大端盖板3的凹面上，将两个大端盖板3放置在模拟曲轴销5上，使用固定螺栓Ⅰ4将其中一组大端夹具组件中的大端盖板3、大端基座2和底盘1连接固定，然后再通过对应的固定螺栓Ⅰ4将另外一组大端夹具组件中的大端盖板3、大端基座2和底盘1连接固定；
e.将两个小端夹具组件中的两个小端下轴瓦801分别对应的安装在两个小端盖板8的凹面上，使用固定螺栓Ⅱ604 将其中一组小端夹具组件中的小端盖板8、小端基座7和顶盘6连接固定；然后再通过对应的固定螺栓Ⅱ604将另外一组大端夹具组件中的小端盖板8、小端基座7和顶盘6连接固定；
f.将小端夹具的装配螺栓601拆卸掉，降下试验机作动筒，使其压紧顶盘，通过连接螺栓Ⅱ603将顶盘6固定安装在疲劳试验机作动筒上；
g.将小端夹具的进油接头901安装在模拟活塞销9上，将润滑装置的进油管117连接在进油接头901上，将大端夹具的回油接头103安装在底盘1上，使用回油管116连接到润滑油装置的油箱11的回油口，打开电源开关112，通过压力表114观察油压，调节溢流阀113，使油压达到合适范围，即可实现润滑功能。
本发明所述的一种大功率柴油机连杆轴向疲劳性能测试装置及使用方法具有适用性好、易于装配和润滑效果好等优点，适用于不同孔径的大型柴油机连杆疲劳测试。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。还需要说明的是，在本文中，诸如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。