CN105510011A - 一种用于汽车排气系统金属波纹管的三自由度热疲劳试验装置 - Google Patents

一种用于汽车排气系统金属波纹管的三自由度热疲劳试验装置 Download PDF

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牛加飞
谭佳伟
王浩任
张增帅
郑顺航
盛任
李斌
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明公开了一种用于汽车排气系统金属波纹管的三自由度热疲劳试验装置，属于汽车零部件性能检测领域。该装置由驱动电机、传动机构和夹紧机构三部分组成。该装置在实现金属波纹管某一方向运动的同时，还可以实现两个或三个方向的组合运动。整体结构连接：波纹管的两端用V型块固定在振动机构上。调整紧固螺栓可以改变V块的间距，实现对不同尺寸波纹管的热疲劳试验。三个方向的驱动电机固定在试验台下面，其中横向与纵向驱动电机通过联轴器与曲柄轮连接，驱动滑槽连杆与光杆沿支架运动，实现波纹管振动端的横向和轴向运动，竖直方向驱动电机通过一个曲柄摇杆机构推动夹紧机构沿竖向光杆上下运动，实现波纹管振动端的竖向运动。

Description

一种用于汽车排气系统金属波纹管的三自由度热疲劳试验装置
技术领域
本发明涉及一种应用于汽车波纹管热疲劳试验的装置，更具体地说，它涉及一种可实现汽车金属波纹管三个方向独立及组合运动的热疲劳试验装置。
背景技术
金属波纹管连接汽车排气系统的冷热两端，可以有效减小排气系统受到来自发动机、车身和地面等引起或传递的振动与冲击，降低发动机与排气系统相对位移引发的排气系统乃至整车的振动，在汽车排气系统减振、降噪中起到重要作用。汽车是一个恶劣的、多变环境和载荷下运动的物体，汽车排气系统更是处在一个高温、高湿、强振动、有腐蚀、受强气流冲击的极端恶劣的环境中，金属波纹管在此使用时，其使用寿命也显得尤为重要。
汽车行驶过程中，波纹管受到路面状况、发动机振动、汽车加减速等的影响，其振动方向存在横向、纵向、竖向三个方向的独立及组合运动。现有的波纹管热疲劳试验装置多采用凸轮或偏心轮机构实现，只能实现两个方向的组合运动，不能真实反映汽车运行过程中波纹管的运动情况。此外，若改变波纹管运动幅值需要对凸轮或偏心轮机构进行重新设计，增加了设计成本和试验周期。因此，为了模拟波纹管的实车运动情况，需要设计一种能够实现波纹管三个方向独立及组合运动的热疲劳试验装置。在2010年欧阳继有在专利CN201819787中设计了一种模拟运输振动试验台，申请号201020530602.5；在2011年贺冰在专利CN202177496U设计了一种模拟运输振动台，申请号201120344862.8。但都不适用于波纹管热疲劳试验。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种幅值、频率可调，能够实现汽车金属波纹管三自由度热疲劳测试的试验装置，真实模拟波纹管实车振动情况。
为解决上述技术问题，本发明采用如下结构方案予以实现：该装置主要包含三个部分：驱动电机、传动机构和夹紧机构。该装置在实现金属波纹管某一方向运动的同时，还可以实现两个或三个方向的组合运动。整体结构连接：波纹管（15）的一端放在V块（13）上，用V型块（14）夹紧固定，另一端固定在V块（21）上。V块（13）固定在工作台（12）上，V块（21）固定在工作台（20）上，调整紧固螺栓可以改变V块（13）与V块（21）的间距，实现对不同长度的波纹管进行热疲劳试验。横向驱动电机(2)通过联轴器与曲柄轮（27）连接，驱动滑槽连杆（25）与光杆（8）（23）沿支架（4）（9）运动，实现波纹管运动端的横向运动，纵向驱动电机（3）通过曲柄轮驱动滑槽连杆（10）沿光杆（11）（24）运动，实现波纹管的轴向运动，竖向驱动电机（32）通过一个曲柄摇杆机构推动工作台（20）沿竖向光杆（16）（19）（22）运动，实现波纹管运动端的竖向运动。
本发明的有益效果是：
设计的汽车波纹管三自由度热疲劳试验装置，能够实现波纹管横向、纵向、竖向三个方向独立及组合运动，真实模拟波纹管实车振动情况。本试验装置可以通过调节夹紧机构的位置，对各种尺寸的波纹管进行热疲劳试验。本装置驱动部分由三个驱动电机实现，通过控制驱动电机的转速，实现对波纹管三个方向振动频率的改变。通过调节曲柄轮上圆柱销与曲柄轮中心距离，还可以改变波纹管三个方向的振动幅值。
附图说明
图1是本发明的实验装置正二测视图。
图2是本发明的实验装置三视图。
具体实施方式
本发明的装置中主要包括三个部分：驱动电机、传动机构和夹紧机构。该装置在实现金属波纹管某一方向运动的同时，还可以实现两个或三个方向的组合运动。
下面结合附图对本发明作详细的描述：
参阅图1，本发明的振动机构主要包括驱动部分、传动机构和夹紧机构。整体结构连接：波纹管（15）的一端放在V块（13）上，用V型块（14）夹紧固定，另一端固定在V块（21）上。V块（13）固定在工作台（12）上，V块（21）固定在工作台（20）上，调整紧固螺栓可以改变V块（13）与V块（21）的间距，实现对不同长度的波纹管进行热疲劳试验。横向驱动电机(2)通过联轴器与曲柄轮（27）连接，驱动滑槽连杆（25）与光杆（8）（23）沿支架（4）（9）运动，实现波纹管运动端的横向运动，纵向驱动电机（3）通过曲柄轮驱动滑槽连杆（10）沿光杆（11）（24）运动，实现波纹管的轴向运动，电机（32）通过一个曲柄摇杆机构推动工作台（20）沿竖向光杆（16）（19）（22）运动，实现波纹管运动端的竖向运动。
所述夹紧机构是采用V型块夹具，安装波纹管时能够自动进行中心定位，使波纹管安装更加稳定可靠。
所述驱动部分由三个驱动电机来实现，通过控制驱动电机的转速，实现对波纹管运动端振动频率的改变。
所述曲柄轮结构通过联轴器与电机相连，曲柄轮（6）（27）上加工有T型槽，圆柱销（8）（26）是用法兰螺母固定在曲柄轮的T型槽上的，通过调节曲柄圆柱销（8）（26）与曲柄轮（6）（27）的中心距，实现对波纹管运动端横向和纵向运动幅值的改变。
参阅图2，装置中驱动电机（32）通过曲柄连杆机构控制波纹管竖直方向的运动，调节圆柱销（29）与曲柄轮（30）的中心距，实现对波纹管竖直方向运动幅值的改变。
本装置通过控制横向驱动电机（2）、纵向驱动电机（3）和竖向驱动电机（32）的工作与否，实现波纹管的横向、纵向和竖向振动的独立控制。当三个驱动电机相互配合工作时，可以实现任意两个或三个方向的组合振动。

Claims (5)

1.一种用于汽车排气系统金属波纹管的三自由度热疲劳试验装置；
该装置主要包含三个部分：驱动电机、传动机构和夹紧机构；
其特征在于：该装置能够在实现金属波纹管横向、纵向或竖直方向运动的同时，还可以实现两个或三个方向的组合运动。
2.按照权利要求1所述的三自由度热疲劳试验装置其特征在于：调整紧固螺栓可以改变V型块（13）与V型块（21）的间距，实现对不同长度的波纹管进行热疲劳试验。
3.按照权利要求1所述的三自由度热疲劳试验装置其特征在于：夹紧机构采用V型块可以适应不同直径的波纹管的热疲劳试验。
4.按照权利要求1所述的三自由度热疲劳试验装置其特征在于：驱动部分由三个驱动电机实现，通过控制驱动电机的转速，实现对波纹管三个方向振动频率的改变。
5.按照权利要求1所述的三自由度热疲劳试验装置其特征在于：通过调节曲柄轮（6）（27）（31）上圆柱销与曲柄轮中心距离，实现波纹管三个方向振动幅值的改变。
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