CN106768931B - 波纹管多轴热态疲劳试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种波纹管多轴热态疲劳试验机，属于机械领域。采用曲柄—连杆机构原理实现的，以电动机为原动机部分、皮带为传动部分、连杆部件为执行部分组成了整体机器。此机械结构主要解决六个自由度关键点。安装波纹管部分由两组支架组成，每组支架各有两个V型槽，可以实现两个波纹管同时实验，提高效率。将波纹管的一端固定在相对台架静止的固定端V型槽内，另一端安装在运动端的V型槽内固定，然后再用两组带有V型槽的支架夹紧固定。运动端的支架连接机器的连杆部分，通过连杆运动方式实现六个自由度的运动。优点在于：构思新颖、结构简单，使用方便。成本相对较低，同时做到了热量的循环使用达到节约试验成本的效果。实用性强。

Description

波纹管多轴热态疲劳试验机
技术领域
本发明涉及机械领域，特别涉及汽车排气系统中波纹管热态疲劳试验领域，尤指一种波纹管多轴热态疲劳试验机，用于验证波纹管部件的疲劳寿命。
背景技术
常规的轿车排气系统是由排气歧管、波纹管、三元催化转换器和消声器四大部分组成。其中，波纹管连接发动机排气管与排气总成，用于隔离由发动机以及由载荷、路况变化引起的噪声及振动。
为保证产品质量、满足顾客要求及设计参数验证，波纹管疲劳寿命的验证显得尤为重要。目前，国外同水平试验机造价昂贵且无法做到热量循环。因此，一台能够模拟路况中振动载荷以及温度实时情况的试验机是目前在波纹管开发以及生产过程中验的不和或缺要素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种波纹管多轴热态疲劳试验机，解决了现有技术存在的上述问题。本发明是一种六自由度及温度均可调节的实验设备。整体的机械机构主要采用的是曲柄—连杆机构原理实现的，以电动机为原动机部分、皮带为传动部分、连杆部件为执行部分组成了整体机器。此机械结构主要解决六个自由度关键点。安装波纹管部分由两组支架组成，每组支架各有两个V型槽，可以实现两个波纹管同时实验，提高效率。将波纹管的一端固定在相对台架静止的固定端V型槽内，另一端安装在运动端的V型槽内固定，然后再用两组带有V型槽的支架夹紧固定。运动端的支架连接机器的连杆部分，通过连杆运动方式实现六个自由度的运动。波纹管两端通过密封管路连接供热装置，供热装置由电阻产生热量，由风机传送。温度、气压、运动频率都可以通过电气控制部分进行控制，并且通过相应的传感器进行监测。根据波纹管内气压的变化作为波纹管损坏的依据，根据时控检测数据能知道波纹管运动多少次损坏，即得出波纹管的试验寿命。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
波纹管多轴热态疲劳试验机，连杆2轴向为X方向，垂直于台面18方向为Z方向，垂直于连杆2且平行台面18方向为Y方向，电机4的输出轮通过皮带带动安装在介轮安装板5上的介轮3，介轮3与皮带轮Ⅰ1连接，皮带轮Ⅰ1通过轴承座Ⅰ8、轴承端盖Ⅳ9带动轴Ⅰ10转动；轴Ⅰ10与曲柄11连接，曲柄11与调节块12连接，曲柄轴13连接在调节块12内；连杆2通过导柱Ⅰ22调节支架19、活动支架21以及球座23与V型槽Ⅰ24连接；调节曲柄11与曲柄轴13之间的偏心距将位移通过与曲柄轴13相连的十字接头14传递至连杆2，实现X、Z方向位移，十字接头14通过轴Ⅱ16与连杆2连接；轴Ⅱ16两端镶嵌轴承并通过轴承端盖Ⅰ15将其固定；调整调节支架19的位置改变Z向位移大小；另一方面皮带轮Ⅰ1转动，通过皮带轮Ⅱ6、皮带轮Ⅲ7带动轴Ⅲ30转动，轴Ⅲ30通过轴承座Ⅱ26、轴承端盖Ⅱ27与曲柄28连接，曲柄28与调节曲轴29连接，调节曲轴29与曲臂25通过轴承连接并由轴承端盖Ⅲ31将轴承固定，实现曲臂25在Y方向的位移；曲臂25与十字接头Ⅱ34连接，十字接头Ⅱ34通过轴Ⅲ35、轴承架36、轴套37与V型槽Ⅰ24连接；导柱架20固定在台面18上，台面由支架17支撑；导柱Ⅱ32一端连接在导柱架20上，另一端与V型槽Ⅱ33连接。
本发明的有益效果在于：构思新颖、结构简单，使用方便。从最初的设计就考虑要做热循环使用，以减少能源的浪费。填补了国内六自由度热态疲劳试验机的空白。且成本相对较低，同时做到了热量的循环使用达到节约试验成本的效果。实用性强。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为本发明的侧视结构示意图；
图4为图2的A-A剖视结构示意图；
图5为图1的B-B剖视结构示意图；
图6为图1的C-C剖视结构示意图；
图7为图2的T-T剖视结构示意图。
图8为图1的M-M剖视结构示意图。
图中：1、皮带轮Ⅰ；2、连杆；3、介轮；4、电机；5、皮带轮安装板；6、皮带轮Ⅱ；7、皮带轮Ⅲ；8、轴承座Ⅰ；9、轴承端盖Ⅳ；10、轴Ⅰ；11、曲柄；12、调节块；13、曲柄轴；14、十字接头Ⅰ；15、轴承端盖Ⅰ；16、轴Ⅱ；17、支架；18、台面；19、调解支架；20、导柱架；21、活动支架；22、导柱Ⅰ；23、球座；24、V型槽Ⅰ；25、曲臂；26、轴承座Ⅱ；27、轴承端盖Ⅱ；28、曲柄；29调节曲轴；30、轴Ⅲ；31轴承端盖Ⅲ；32、导柱Ⅱ；33、V型槽Ⅱ；34、十字接头Ⅱ；35、轴Ⅲ；36、轴承架；37、轴套。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。
参见图1，本发明的波纹管多轴热态疲劳试验机，连杆2轴向为X方向，垂直于台面18方向为Z方向，垂直于连杆2且平行台面18方向为Y方向，电机4的输出轮通过皮带带动安装在介轮安装板5上的介轮3，介轮3与皮带轮Ⅰ1连接，皮带轮Ⅰ1通过轴承座Ⅰ8、轴承端盖Ⅳ9带动轴Ⅰ10转动；轴Ⅰ10与曲柄11连接，曲柄11与调节块12连接，曲柄轴13连接在调节块12内；连杆2通过导柱Ⅰ22调节支架19、活动支架21以及球座23与V型槽Ⅰ24连接；调节曲柄11与曲柄轴13之间的偏心距将位移通过与曲柄轴13相连的十字接头14传递至连杆2，实现X、Z方向位移，十字接头14通过轴Ⅱ16与连杆2连接；轴Ⅱ16两端镶嵌轴承并通过轴承端盖Ⅰ15将其固定；调整调节支架19的位置改变Z向位移大小；另一方面皮带轮Ⅰ1转动，通过皮带轮Ⅱ6、皮带轮Ⅲ7带动轴Ⅲ30转动，轴Ⅲ30通过轴承座Ⅱ26、轴承端盖Ⅱ27与曲柄28连接，曲柄28与调节曲轴29连接，调节曲轴29与曲臂25通过轴承连接并由轴承端盖Ⅲ31将轴承固定，实现曲臂25在Y方向的位移；曲臂25与十字接头Ⅱ34连接，十字接头Ⅱ34通过轴Ⅲ35、轴承架36、轴套37与V型槽Ⅰ24连接；导柱架20固定在台面18上，台面由支架17支撑；导柱Ⅱ32一端连接在导柱架20上，另一端与V型槽Ⅱ33连接。
安装波纹管部分由两组支架组成，每组支架各有两个V型槽。将波纹管的一端固定在相对台架静止的固定端V型槽内，另一端安装在运动端的V型槽内固定，然后再用两组带有V型槽的支架夹紧固定。运动端的支架连接机器的连杆部分，通过连杆运动方式实现六个自由度的运动。波纹管两端通过密封管路连接供热装置，供热装置由电阻产生热量，由风机传送。温度、气压、运动频率都可以通过电气控制部分进行控制，并且通过相应的传感器进行监测。根据波纹管内气压的变化作为波纹管损坏的依据，根据时控检测数据能知道波纹管运动多少次损坏，即得出波纹管的试验寿命。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种波纹管多轴热态疲劳试验机，连杆（2）轴向为X方向，垂直于台面（18）方向为Z方向，垂直于连杆（2）且平行台面（18）方向为Y方向，其特征在于：电机（4）的输出轮通过皮带带动安装在介轮安装板（5）上的介轮（3），介轮（3）与皮带轮Ⅰ（1）连接，皮带轮Ⅰ（1）通过轴承座Ⅰ（8）、轴承端盖Ⅳ（9）带动轴Ⅰ（10）转动；轴Ⅰ（10）与曲柄（11）连接，曲柄（11）与调节块（12）连接，曲柄轴（13）连接在调节块（12）内；连杆（2）通过导柱Ⅰ（22）、调节支架（19）、活动支架（21）以及球座（23）与V型槽Ⅰ（24）连接；调节曲柄（11）与曲柄轴（13）之间的偏心距将位移通过与曲柄轴（13）相连的十字接头（14）传递至连杆（2），实现X、Z方向位移；十字接头（14）通过轴Ⅱ（16）与连杆（2）连接；轴Ⅱ（16）两端镶嵌轴承并通过轴承端盖Ⅰ（15）将其固定；调整调节支架（19）的位置改变Z向位移大小；另一方面皮带轮Ⅰ（1）转动，通过皮带轮Ⅱ（6）、皮带轮Ⅲ（7）带动轴Ⅲ（30）转动，轴Ⅲ（30）通过轴承座Ⅱ（26）、轴承端盖Ⅱ（27）与曲柄（28）连接，曲柄（28）与调节曲轴（29）连接，调节曲轴（29）与曲臂（25）通过轴承连接并由轴承端盖Ⅲ（31）将轴承固定，实现曲臂（25）在Y方向的位移；曲臂（25）与十字接头Ⅱ（34）连接，十字接头Ⅱ（34）通过轴Ⅲ（35）、轴承架（36）、轴套（37）与V型槽Ⅰ（24）连接；导柱架（20）固定在台面（18）上，台面由支架（17）支撑；导柱Ⅱ（32）一端连接在导柱架（20）上，另一端与V型槽Ⅱ（33）连接；将波纹管用两组带有V型槽的支架夹紧固定，波纹管两端通过密封管路连接供热装置，供热装置由电阻产生热量，由风机传送；温度、气压、运动频率都通过电气控制部分进行控制，并且通过相应的传感器进行监测；根据波纹管内气压的变化作为波纹管损坏的依据，根据时控检测数据获取波纹管运动多少次损坏，即得出波纹管的试验寿命。
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