CN109708984A - 一种高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台及其工作方法，属于试件技术领域。包括试件高频感应加热系统，试件冷却系统以及冷却水回收装置，可调的曲柄连杆试验台，监测与控制系统，可旋转的十字型杆，降温装置。在试件热疲劳模拟试验研究时可以同时试验四个试件，通过驱动电机带动曲柄连杆机构，从而使试件做上下往复运动；通过安装在平台上方的旋转电机和十字型杆，带动冷却装置、热疲劳试验台和红外线测温仪进行180°的往复运动，对试件进行冷却和加热，同时实现了对热冷却以及检测装置的循环利用。本发明简单、适用、工作效率高、可以节约试验费用，缩短相关零件研发周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台及其工作方法，应用于试件受热强度考核的试验平台，属于试件技术领域。
背景技术
近年来，为了应对日益严格的排放法规的要求，柴油发动机不断强化，升功率越来越高，试件等缸内受热零部件的热负荷越来越高，因此零部件疲劳破坏导致的可靠性问题越来越严重，试件作为柴油机燃烧室的重要组成部件，其头部直接与高温燃气接触，使得试件顶面温度较高，降低了试件材料的机械性能，减小了试件的热疲劳寿命。同时试件是发动机关键零部件之一，其使用的可靠性在很大程度上限制着发动机的进一步强化。因此，在发动机设计和制造过程中用疲劳试验的方法来确定试件的极限强度是一个重要环节。但目前台架上进行试件热疲劳试验的试验周期较长、耗资较大。随着发动机技术的发展，制造一种试验周期短、小规模、低成本的试验设备以较高效率获得新产品的试验数据成为了目前的一种迫切需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供了一种高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台及其工作方法，操作轻便、实用、工作效率高、试验精度高。
本发明采用的技术方案是：一种高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台，包括机架、试件高频感应加热系统，试件冷却系统以及冷却水回收装置，可调的曲柄连杆试验台，监测与控制系统，可旋转的十字型杆装置，降温装置；机架上端为工作区，工作区底部连接冷却箱体39，冷却箱体39底部连接水箱41；
所述的可旋转的十字型杆装置包括小型旋转电机I15、旋转电机II20、十字型杆12、十字型杆23；交流电动机带动十字型杆做180°的往复旋转运动，旋转电机I15、旋转电机II20对称固定在机架顶部两端，旋转电机I15、旋转电机II20下端的输出轴分别连接十字型杆12、十字型杆23的顶端；
所述的试件高频感应加热系统包括高频感应装置I11、高频感应装置II24，高频感应装置I11固定在十字型杆12下端的左侧且与机架外壁面上的控制器连接，高频感应装置II24固定在十字型杆23下端的右侧且与机架外壁面上的控制器连接；
所述的试件冷却系统以及冷却水回收装置包括水冷装置I16、水冷装置II19、冷却水出水管I1、冷却水出水管II35、水泵I43、水泵II37、带孔隔板33、风扇34、通风口2、冷却水回流口40；水冷装置I16固定于十字型杆12下端的右侧，水冷装置II19固定于十字型杆23下端的左侧；冷却水出水管I1给水冷装置I16供水，冷却水出水管II35给水冷装置II19供水；多余的冷却水通过工作区底部的带孔隔板33回流至冷却箱体39中，冷却箱体39的一侧安装有风扇34，冷却箱体39中的冷却水通过其底部的回流口40流回水箱41，水泵I43、水泵II37分别安装在水箱41底部的两侧，且分别与冷却水出水管I1、冷却水出水管II35连接；
所述的可调曲柄连杆试验台包括驱动电机30、曲轴31、连杆28、圆柱销50、挡板45、滑块I 8、滑块II5、滑块Ⅲ6、滑块Ⅳ27，以及螺栓I4、螺栓II32；曲轴31包括依次连接的第一曲柄、第二曲柄、第三曲柄，第一曲柄与第三曲柄运动方向相同，第二曲柄与第一曲柄的运动方向相反，连杆28包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆，驱动电机30安装于机架外侧且其输出轴与第一曲柄的一端连接，第一连杆下端与第一曲柄连接，上端与试件Ⅳ25连接，第一连杆、第三连杆的下端分别对称连接在第二曲柄中间的两侧，上端分别与试件Ⅲ18、试件II17连接，第四连杆下端与第三曲柄连接，上端与试件I10连接，第一曲柄的前端、第三曲柄的末端分别固定在机架的两侧；滑块I 8、滑块II5、滑块Ⅲ6、滑块Ⅳ27分别套在第四连杆、第三连杆、第二连杆、第一连杆上端，工作区中间位置设有挡板45，曲轴31的旋转运动带动滑块I 8、滑块II5、滑块Ⅲ6、滑块Ⅳ27沿着挡板45上下滑动；
所述的监测与控制系统包括与控制器连接的红外测温仪螺栓I13、红外测温仪II22、红外测温仪Ⅲ9、红外测温仪Ⅳ7、红外测温仪Ⅴ29、红外测温仪Ⅵ26、裂纹检测装置I14、裂纹检测装置II21，红外测温仪I13、红外测温仪II22分别安装于十字型杆12和十字型杆23上，且位于高频感应装置I11、高频感应装置II24一侧，可以检测到加热试件的顶部温度，其余的四个红外测温仪Ⅲ9、红外测温仪Ⅳ7、红外测温仪Ⅴ29、红外测温仪Ⅵ26分别位于滑块8、滑块5、滑块6、滑块27上，用于检测试件I10、试件II17、试件Ⅲ18、试件Ⅳ25的底部温度；裂纹检测装置I14、裂纹检测装置II21分别固定于十字型杆12和十字型杆23的下端中部，可以检测到加热的试件的顶部裂纹位置的地方；
所述的降温装置包括烟罩48、排烟管46、抽风机47，机架背部设有烟罩48，烟罩48连接排烟管46，排烟管46的头部接一个抽风机47，抽风机47与控制器连接。
优选地，所述监测与控制系统的裂纹检测装置I14、裂纹检测装置II21为摄像头，用于实时监测试件在加热和冷却工位时试件的顶面图像，若检测到试件纹裂萌生，控制器则会终止试验。
优选地，第一曲柄、第二曲柄、第三曲柄的连接处设有若干个螺栓孔51，通过调整穿过螺栓孔51的螺栓4与螺纹孔51之间的位置来对曲柄进行调节。
优选地，所述水冷装置I16和水冷装置II19均是由一个圆形固定盘52和位于圆形固定盘52上的喷嘴I53、喷嘴II54和喷嘴Ⅲ55组成。
优选地，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆均由两节连杆组成，并且通过圆柱销50铰接在一起。
优选地，所述监测与控制系统还包括与控制器连接的温度传感器I42、温度传感器II38、流量传感器I44、流量传感器II36，温度传感器I42、温度传感器II38分别安装在水箱41底部的两侧，流量传感器I44安装在水泵I43与冷却水出水管I1连接的管道上，流量传感器II36安装在水泵II37与冷却水出水管II35连接的管道上。
一种所述的高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台的工作方法，包括如下步骤：
步骤一：实验开始前，检查高频感应装置I11、高频感应装置II24是否能正常工作，并检查其安全性，检查驱动电机30较好的带动曲轴31的转动，并将驱动电机30安装好在机架3上，其左侧与曲轴31连接，曲轴的左端也安装于机架上，通过过曲轴上的螺栓以及螺纹孔调节好曲轴，试件与连杆连接，连杆间通过圆柱销连接在一起，连杆另一端与曲轴相连。并且试件I10与试件II17是关于十字型杆I12的中间竖轴对称，试件Ⅲ18与试件Ⅳ25关于十字型杆II23的中间竖轴对称；从左到右，连杆上分别套着滑块I 8、滑块II5、滑块Ⅲ6、滑块Ⅳ27，红外测温仪Ⅲ9、红外测温仪Ⅳ7、红外测温仪Ⅴ29、红外测温仪Ⅵ26分别位于滑块I8、滑块II5、滑块Ⅲ6、滑块Ⅳ27用于检测试件底部温度；
步骤二：将高频感应装置I11调到试件I10正上方，高频感应装置II24调到试件Ⅳ25正上方，水冷装置I16调到试件II17的正上方，水冷装置II19调到试件Ⅲ18正上方，红外线测温仪I13对准试件I10顶部，红外线测温仪II22对准试件Ⅳ25顶部，裂纹检测装置I14对准试件I10顶部，裂纹检测装置II21对准试件Ⅳ25顶部；
步骤三：循环开始时，驱动电机30开始工作时，通过连杆带动试件I10和试件Ⅳ25向上移动，试件I10到达高频感应装置I11所在位置时，试件Ⅳ25到达高频感应装置II24所在位置时，控制器控制驱动电机30停止运转，高频感应装置开始工作，对试件进行加热，当红外线测温仪I13以及红外线测温仪Ⅳ27所测温度达到设定值，红外线测温仪22以及红外测温仪Ⅵ26所测温度达到设定值时，控制器发出指令，驱动电机30开始工作，带动试件I10和试件Ⅳ25向下移动；此时旋转电机15带动十字型杆I12顺时针旋转180°，当冷却装置I16到达试件I10的顶端时，旋转电机15停止运动，旋转电机15带动十字型杆I12逆时针旋转180°，当冷却装置II19到达试件试件Ⅳ25顶端时停止运动，此时驱动电机30也停止运动；冷却装置I16和冷却装置II19开始对试件I10和试件Ⅳ25进行冷却；红外线测温仪I13以及红外线测温仪Ⅳ27所测温度达到设定值时，控制器发出指令，驱动电机30开始工作，带动试件I10和试件Ⅳ25向上移动；此时旋转电机15带动十字型杆I12逆时针旋转180°，旋转电机15带动十字型杆I12顺时针旋转180°，如此往复。监测与控制系统的裂纹检测装置I14、裂纹检测装置II21用于实时监测试件在冷却工位时试件的顶面图像，若检测到试件纹裂萌生，控制器则会终止试验。
步骤四：冷却试件产生的高温水蒸气，可以通过背部设置的烟罩48、排烟管46、抽风机47对其进行抽走；如果计划回收高温水蒸气，可通过关闭抽风机47，开启大型风扇49，水蒸气将液化滴落于带孔隔板33上，在冷却腔39内，风扇34对其进行二次冷却，最后通过回流口40回流入水箱41。
本发明的有益效果是：此实验平台操作轻便、实用、工作效率高，在试件热疲劳模拟试验研究时可以同时试验四个试件；通过驱动电机带动曲柄连杆机构，从而使试件做上下往复运动；通过安装在平台上方的旋转电机和十字型杆，带动冷却装置、热疲劳试验台和红外线测温仪进行180°的往复运动，对试件进行冷却和加热，同时实现了对解热冷却以及检测装置的循环利用；曲轴又可以通过螺栓和螺栓孔的位置来调节其运动范围，以适用于多种试件，使用范围广；高温的冷却液既可以通过抽风机抽走，又可以经冷却回流入水箱，即对冷却水也可进行循环利用。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图；
图2是图1加上烟罩的左视图；
图3是曲轴结构示意图；
图4为图3中两曲柄连接处的放大图；
图5是冷却装置的上的冷却喷嘴布置结构图。
图中各标号为：冷却水出水管I-1、通风口-2、试验台支架-3、螺栓I-4、滑块II-5、滑块Ⅲ-6、红外测温仪Ⅳ-7、滑块I-8、红外测温仪Ⅲ-9、试件I-10、高频感应装置I-11、十字型杆I-12、红外测温仪I-13、裂纹检测装置I-14、小型旋转电机I-15、水冷装置I-16、试件II-17、试件Ⅲ-18、水冷装置II-19、旋转电机II-20、裂纹检测装置II-21、红外测温仪II-22、十字型杆II-23、高频感应装置II-24、试件Ⅳ-25、红外测温仪Ⅵ-26、滑块Ⅳ-27、连杆-28、红外测温仪Ⅴ-29、电动装置-30、曲轴-31、螺栓II-32、带孔隔板-33、风扇-34、冷却水出水管II-35、流量传感器II-36、水泵II-37、温度传感器II-38、冷却箱体-39、冷却水回流口-40、水箱-41、温度传感器I-42、水泵I-43、流量传感器I-44、挡板-45、排烟管-46、抽风机-47、烟罩-48、大型风扇-49、圆柱销-50、螺栓孔-51、圆形固定盘-52、喷嘴I-53、喷嘴II-54、喷嘴Ⅲ-55。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步的说明。
实施例1：如图1-5所示，一种高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台，包括机架、试件高频感应加热系统，试件冷却系统以及冷却水回收装置，可调的曲柄连杆试验台，监测与控制系统，可旋转的十字型杆装置，降温装置；机架上端为工作区，工作区底部连接冷却箱体39，冷却箱体39底部连接水箱41；
所述的可旋转的十字型杆装置包括小型旋转电机I15、旋转电机II20、十字型杆12、十字型杆23；交流电动机带动十字型杆做180°的往复旋转运动，旋转电机I15、旋转电机II20对称固定在机架顶部两端，旋转电机I15、旋转电机II20下端的输出轴分别连接十字型杆12、十字型杆23的顶端；
所述的试件高频感应加热系统包括高频感应装置I11、高频感应装置II24，高频感应装置I11固定在十字型杆12下端的左侧且与机架外壁面上的控制器连接，高频感应装置II24固定在十字型杆23下端的右侧且与机架外壁面上的控制器连接；
所述的试件冷却系统以及冷却水回收装置包括水冷装置I16、水冷装置II19、冷却水出水管I1、冷却水出水管II35、水泵I43、水泵II37、带孔隔板33、风扇34、通风口2、冷却水回流口40；水冷装置I16固定于十字型杆12下端的右侧，水冷装置II19固定于十字型杆23下端的左侧；冷却水出水管I1给水冷装置I16供水，冷却水出水管II35给水冷装置II19供水；多余的冷却水通过工作区底部的带孔隔板33回流至冷却箱体39中，冷却箱体39的一侧安装有风扇34，冷却箱体39中的冷却水通过其底部的回流口40流回水箱41，水泵I43、水泵II37分别安装在水箱41底部的两侧，且分别与冷却水出水管I1、冷却水出水管II35连接；
所述的可调曲柄连杆试验台包括驱动电机30、曲轴31、连杆28、圆柱销50、挡板45、滑块I 8、滑块II5、滑块Ⅲ6、滑块Ⅳ27，以及螺栓I4、螺栓II32；曲轴31包括依次连接的第一曲柄、第二曲柄、第三曲柄，第一曲柄与第三曲柄运动方向相同，第二曲柄与第一曲柄的运动方向相反，连杆28包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆，驱动电机30安装于机架外侧且其输出轴与第一曲柄的一端连接，第一连杆下端与第一曲柄连接，上端与试件Ⅳ25连接，第一连杆、第三连杆的下端分别对称连接在第二曲柄中间的两侧，上端分别与试件Ⅲ18、试件II17连接，第四连杆下端与第三曲柄连接，上端与试件I10连接，第一曲柄的前端、第三曲柄的末端分别固定在机架的两侧；滑块I 8、滑块II5、滑块Ⅲ6、滑块Ⅳ27分别套在第四连杆、第三连杆、第二连杆、第一连杆上端，工作区中间位置设有挡板45，曲轴31的旋转运动带动滑块I 8、滑块II5、滑块Ⅲ6、滑块Ⅳ27沿着挡板45上下滑动，保证试件的竖直运动；
所述的监测与控制系统包括与控制器连接的红外测温仪螺栓I13、红外测温仪II22、红外测温仪Ⅲ9、红外测温仪Ⅳ7、红外测温仪Ⅴ29、红外测温仪Ⅵ26、裂纹检测装置I14、裂纹检测装置II21，红外测温仪I13、红外测温仪II22分别安装于十字型杆12和十字型杆23上，且位于高频感应装置I11、高频感应装置II24一侧，可以检测到加热试件的顶部温度，其余的四个红外测温仪Ⅲ9、红外测温仪Ⅳ7、红外测温仪Ⅴ29、红外测温仪Ⅵ26分别位于滑块8、滑块5、滑块6、滑块27上，用于检测试件I10、试件II17、试件Ⅲ18、试件Ⅳ25的底部温度；裂纹检测装置I14、裂纹检测装置II21分别固定于十字型杆12和十字型杆23的下端中部，可以检测到加热的试件的顶部裂纹位置的地方；
所述的降温装置包括烟罩48、排烟管46、抽风机47，机架背部设有烟罩48，烟罩48连接排烟管46，排烟管46的头部接一个抽风机47，抽风机47与控制器连接。
进一步地，所述监测与控制系统的裂纹检测装置I14、裂纹检测装置II21为摄像头，用于实时监测试件在加热和冷却工位时试件的顶面图像，若检测到试件纹裂萌生，控制器则会终止试验。
进一步地，第一曲柄、第二曲柄、第三曲柄的连接处设有若干个螺栓孔51，通过调整穿过螺栓孔51的螺栓4与螺纹孔51之间的位置来对曲柄进行调节，以适用于不同的试件。
进一步地，所述水冷装置I16和水冷装置II19均是由一个圆形固定盘52和位于圆形固定盘52上的喷嘴I53、喷嘴II54和喷嘴Ⅲ55组成。
进一步地，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆均由两节连杆组成，连杆间通过圆柱销50铰接在一起。
进一步地，所述监测与控制系统还包括与控制器连接的温度传感器I42、温度传感器II38、流量传感器I44、流量传感器II36，温度传感器I42、温度传感器II38分别安装在水箱41底部的两侧，流量传感器I44安装在水泵I43与冷却水出水管I1连接的管道上，流量传感器II36安装在水泵II37与冷却水出水管II35连接的管道上，流量传感器II36和温度传感器II38，用于在水泵II37工作时实时监测冷却水的流量和温度，流量传感器I44和温度传感器I42，用于在水泵I43工作时实时监测冷却水的流量和温度。
一种所述高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台的工作方法，包括如下步骤：
步骤一：实验开始前，检查高频感应装置I11、高频感应装置II24是否能正常工作，并检查其安全性，检查驱动电机30较好的带动曲轴31的转动，并将驱动电机30安装好在机架3上，其左侧与曲轴31连接，曲轴的左端也安装于机架上，通过过曲轴上的螺栓以及螺纹孔调节好曲轴，试件与连杆连接，两段连杆间通过圆柱销连接在一起，连杆另一端与曲轴相连。并且试件I10与试件II17是关于十字型杆I12的中间竖轴对称，试件Ⅲ18与试件Ⅳ25关于十字型杆II23的中间竖轴对称；从左到右，连杆上分别套着滑块I8、滑块II5、滑块Ⅲ6、滑块Ⅳ27，红外测温仪Ⅲ9、红外测温仪Ⅳ7、红外测温仪Ⅴ29、红外测温仪Ⅵ26分别位于滑块I8、滑块II5、滑块Ⅲ6、滑块Ⅳ27用于检测试件底部温度；
步骤二：将高频感应装置I11调到试件I10正上方，高频感应装置II2调到试件Ⅳ25正上方，水冷装置I16调到试件II17的正上方，水冷装置II19调到试件Ⅲ18正上方，红外线测温仪I13对准试件I10顶部，红外线测温仪II22对准试件Ⅳ25顶部，裂纹检测装置I14对准试件I10顶部，裂纹检测装置II21对准试件Ⅳ25顶部；
步骤三：循环开始时，驱动电机30开始工作时，通过连杆带动试件I10和试件Ⅳ25向上移动，试件I10到达高频感应装置I11所在位置时，试件Ⅳ25到达高频感应装置II24所在位置时，控制器控制驱动电机30停止运转，高频感应装置开始工作，对试件进行加热，当红外线测温仪I13以及红外线测温仪Ⅳ27所测温度达到设定值，红外线测温仪22以及红外测温仪Ⅵ26所测温度达到设定值时，控制器发出指令，驱动电机30开始工作，带动试件I10和试件Ⅳ25向下移动；此时旋转电机15带动十字型杆I12顺时针旋转180°，当冷却装置I16到达试件I10的顶端时，旋转电机15停止运动，旋转电机15带动十字型杆I12逆时针旋转180°，当冷却装置II19到达试件试件Ⅳ25顶端时停止运动，此时驱动电机30也停止运动；冷却装置I16和冷却装置II19开始对试件I10和试件Ⅳ25进行冷却；红外线测温仪I13以及红外线测温仪Ⅳ27所测温度达到设定值时，控制器发出指令，驱动电机30开始工作，带动试件I10和试件Ⅳ25向上移动；此时旋转电机15带动十字型杆I12逆时针旋转180°，旋转电机15带动十字型杆I12顺时针旋转180°，如此往复。监测与控制系统的裂纹检测装置I14、裂纹检测装置II21用于实时监测试件在冷却工位时试件的顶面图像，若检测到试件纹裂萌生，控制器则会终止试验。
步骤四：冷却试件产生的高温水蒸气，可以通过背部设置的烟罩48、排烟管46、抽风机47对其进行抽走；如果计划回收高温水蒸气，可通过关闭抽风机47，开启大型风扇49，水蒸气将液化滴落于带孔隔板33上，在冷却腔39内，风扇34对其进行二次冷却，最后通过回流口40回流入水箱41。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台，其特征在于：包括机架、试件高频感应加热系统，试件冷却系统以及冷却水回收装置，可调的曲柄连杆试验台，监测与控制系统，可旋转的十字型杆装置，降温装置；机架上端为工作区，工作区底部连接冷却箱体(39)，冷却箱体(39)底部连接水箱(41)；
所述的可旋转的十字型杆装置包括小型旋转电机I(15)、旋转电机II(20)、十字型杆(12)、十字型杆(23)；交流电动机带动十字型杆做180°的往复旋转运动，旋转电机I(15)、旋转电机II(20)对称固定在机架顶部两端，旋转电机I(15)、旋转电机II(20)下端的输出轴分别连接十字型杆(12)、十字型杆(23)的顶端；
所述的试件高频感应加热系统包括高频感应装置I(11)、高频感应装置II(24)，高频感应装置I(11)固定在十字型杆(12)下端的左侧且与机架外壁面上的控制器连接，高频感应装置II(24)固定在十字型杆(23)下端的右侧且与机架外壁面上的控制器连接；
所述的试件冷却系统以及冷却水回收装置包括水冷装置I(16)、水冷装置II(19)、冷却水出水管I(1)、冷却水出水管II(35)、水泵I(43)、水泵II(37)、带孔隔板(33)、风扇(34)、通风口(2)、冷却水回流口(40)；水冷装置I(16)固定于十字型杆(12)下端的右侧，水冷装置II(19)固定于十字型杆(23)下端的左侧；冷却水出水管I(1)给水冷装置I(16)供水，冷却水出水管II(35)给水冷装置II(19)供水；多余的冷却水通过工作区底部的带孔隔板(33)回流至冷却箱体(39)中，冷却箱体(39)的一侧安装有风扇(34)，冷却箱体(39)中的冷却水通过其底部的回流口(40)流回水箱(41)；水泵I(43)、水泵II(37)分别安装在水箱(41)底部的两侧，且分别与冷却水出水管I(1)、冷却水出水管II(35)连接；
所述的可调曲柄连杆试验台包括驱动电机(30)、曲轴(31)、连杆(28)、圆柱销(50)、挡板(45)、滑块I(8)、滑块II(5)、滑块Ⅲ(6)、滑块Ⅳ(27)，以及螺栓I(4)、螺栓II(32)；曲轴(31)包括依次连接的第一曲柄、第二曲柄、第三曲柄，第一曲柄与第三曲柄运动方向相同，第二曲柄与第一曲柄的运动方向相反，连杆(28)包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆，驱动电机(30)安装于机架外侧且其输出轴与第一曲柄的一端连接，第一连杆下端与第一曲柄连接，上端与试件Ⅳ(25)连接，第一连杆、第三连杆的下端分别对称连接在第二曲柄中间的两侧，上端分别与试件Ⅲ(18)、试件II(17)连接，第四连杆下端与第三曲柄连接，上端与试件I(10)连接，第一曲柄的前端、第三曲柄的末端分别固定在机架的两侧；滑块I(8)、滑块II(5)、滑块Ⅲ(6)、滑块Ⅳ(27)分别固定在第四连杆、第三连杆、第二连杆、第一连杆上端，工作区中间位置设有挡板(45)，曲轴(31)的旋转运动带动滑块I(8)、滑块II(5)、滑块Ⅲ(6)、滑块Ⅳ(27)沿着挡板(45)上下滑动；
所述的监测与控制系统包括与控制器连接的红外测温仪螺栓I(13)、红外测温仪II(22)、红外测温仪Ⅲ(9)、红外测温仪Ⅳ(7)、红外测温仪Ⅴ(29)、红外测温仪Ⅵ(26)、裂纹检测装置I(14)、裂纹检测装置II(21)，红外测温仪I(13)、红外测温仪II(22)分别安装于十字型杆(12)和十字型杆(23)上，且位于高频感应装置I(11)、高频感应装置II(24)一侧，可以检测到加热试件的顶部温度，其余的四个红外测温仪Ⅲ(9)、红外测温仪Ⅳ(7)、红外测温仪Ⅴ(29)、红外测温仪Ⅵ(26)分别位于滑块(8)、滑块(5)、滑块(6)、滑块(27)上，用于检测试件I(10)、试件II(17)、试件Ⅲ(18)、试件Ⅳ(25)的底部温度；裂纹检测装置I(14)、裂纹检测装置II(21)分别固定于十字型杆(12)和十字型杆(23)的下端中部，可以检测到加热的试件的顶部裂纹位置的地方；
所述的降温装置包括烟罩(48)、排烟管(46)、抽风机(47)，机架背部设有烟罩(48)，烟罩(48)连接排烟管(46)，排烟管(46)的头部接一个抽风机(47)，抽风机(47)与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台，其特征在于：所述监测与控制系统的裂纹检测装置I(14)、裂纹检测装置II(21)为摄像头，用于实时监测试件在加热和冷却工位时试件的顶面图像，若检测到试件纹裂萌生，控制器则会终止试验。
3.根据权利要求1所述的高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台，其特征在于：第一曲柄、第二曲柄、第三曲柄的连接处设有若干个螺栓孔(51)，通过调整穿过螺栓孔(51)的螺栓(4)与螺纹孔(51)之间的位置来对曲柄进行调节。
4.根据权利要求1所述的高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台，其特征在于：所述水冷装置I(16)和水冷装置II(19)均是由一个圆形固定盘(52)和位于圆形固定盘(52)上的喷嘴I(53)、喷嘴II(54)和喷嘴Ⅲ(55)组成。
5.根据权利要求1所述的高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台，其特征在于：所述第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆均由两节连杆组成，并且通过圆柱销(50)铰接在一起。
6.根据权利要求1所述的高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台，其特征在于：所述监测与控制系统还包括与控制器连接的温度传感器I(42)、温度传感器II(38)、流量传感器I(44)、流量传感器II(36)，温度传感器I(42)、温度传感器II(38)分别安装在水箱(41)底部的两侧，流量传感器I(44)安装在水泵I(43)与冷却水出水管I(1)连接的管道上，流量传感器II(36)安装在水泵II(37)与冷却水出水管II(35)连接的管道上。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的高频加热试件的可变曲柄热疲劳试验台的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：实验开始前，检查高频感应装置I(11)、高频感应装置II(24)是否能正常工作，并检查其安全性，检查驱动电机(30)较好的带动曲轴(31)的转动，并将驱动电机(30)安装好在机架(3)上，其左侧与曲轴(31)连接，曲轴的左端也安装于机架上，通过过曲轴上的螺栓以及螺纹孔调节好曲轴，试件与连杆连接，两段连杆间通过圆柱销连接在一起，连杆另一端与曲轴相连，并且试件I(10)与试件II(17)是关于十字型杆I(12)的中间竖轴对称，试件Ⅲ(18)与试件Ⅳ(25)关于十字型杆II(23)的中间竖轴对称；从左到右，连杆上分别套着滑块I(8)、滑块II(5)、滑块Ⅲ(6)、滑块Ⅳ(27)，红外测温仪Ⅲ(9)、红外测温仪Ⅳ(7)、红外测温仪Ⅴ(29)、红外测温仪Ⅵ(26)分别位于滑块I(8)、滑块II(5)、滑块Ⅲ(6)、滑块Ⅳ(27)用于检测试件底部温度；
步骤二：将高频感应装置I(11)调到试件I(10)正上方，高频感应装置II(24)调到试件Ⅳ(25)正上方，水冷装置I(16)调到试件II(17)的正上方，水冷装置II(19)调到试件Ⅲ(18)正上方，红外线测温仪I(13)对准试件I(10)顶部，红外线测温仪II(22)对准试件Ⅳ(25)顶部，裂纹检测装置I(14)对准试件I(10)顶部，裂纹检测装置II(21)对准试件Ⅳ(25)顶部；
步骤三：循环开始时，驱动电机(30)开始工作时，通过连杆带动试件I(10)和试件Ⅳ(25)向上移动，试件I(10)到达高频感应装置I(11)所在位置时，试件Ⅳ(25)到达高频感应装置II(24)所在位置时，控制器控制驱动电机(30)停止运转，高频感应装置开始工作，对试件进行加热，当红外线测温仪I(13)以及红外线测温仪Ⅳ(7)所测温度达到设定值，红外线测温仪(22)以及红外测温仪Ⅵ(26)所测温度达到设定值时，控制器发出指令，驱动电机(30)开始工作，带动试件I(10)和试件Ⅳ(25)向下移动；此时旋转电机(15)带动十字型杆I(12)顺时针旋转180°，当冷却装置I(16)到达试件I(10)的顶端时，旋转电机(15)停止运动，旋转电机(15)带动十字型杆I(12)逆时针旋转180°，当冷却装置II(19)到达试件试件Ⅳ(25)顶端时停止运动，此时驱动电机(30)也停止运动；冷却装置I(16)和冷却装置II(19)开始对试件I(10)和试件Ⅳ(25)进行冷却；红外线测温仪I(13)以及红外线测温仪Ⅳ(27)所测温度达到设定值时，控制器发出指令，驱动电机(30)开始工作，带动试件I(10)和试件Ⅳ(25)向上移动；此时旋转电机(15)带动十字型杆I(12)逆时针旋转180°，旋转电机(15)带动十字型杆I(12)顺时针旋转180°，如此往复，监测与控制系统的裂纹检测装置I(14)、裂纹检测装置II(21)用于实时监测试件在冷却工位时试件的顶面图像，若检测到试件纹裂萌生，控制器则会终止试验；
步骤四：冷却试件产生的高温水蒸气，可以通过背部设置的烟罩(48)、排烟管(46)、抽风机(47)对其进行抽走；如果计划回收高温水蒸气，可通过关闭抽风机(47)，开启大型风扇(49)，水蒸气将液化滴落于带孔隔板(33)上，在冷却腔(39)内，风扇(34)对其进行二次冷却，最后通过回流口(40)回流入水箱(41)。
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