CN110701984A - 一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，包括主驱动导轨、辅助驱动导轨、承载定位座、滑块、升降驱动机构、轴瓦、硬度计、硬质合金挡块、压力传感器、千分表，主驱动导轨通过转台机构与承载机架连接，辅助驱动导轨与主驱动导轨滑动连接，承载定位座对称分布在主驱动导轨两侧，辅助驱动导轨上设至少一个滑块，滑块上端面通过升降驱动机构分别轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表连接。其使用方法包括设备组装，常规检测及破坏性检测等三个步骤。本发明集成化、模块化及智能化程度高，可达到高效全面实现对凸轮轴结构性能进行检测的目的，且检测作业中，运行自动化程度高、数据检测精度高且检测数据获取及辨识便捷方便。

Description

一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统及使用方法

技术领域

本发明涉及一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统及使用方法，属凸轮轴检测技术领域。

背景技术

目前在对凸轮轴进行检测作业时，主要是通过硬度计、千分表等设备进行检测作业，虽然可以一定程度满足对凸轮轴结构强度、硬度及同轴度检测作业的需要，但在检测作业时，一方面需要工作人员进行大量的操作工作，因此检测作业效率低，工作劳动强度大，并极易因工作人员因素导致检测结果存在较大的偏差，严重影响了检测作业的精度和检测效率，另一方面在检测作业时，当前所使用的检测设备均是相互独立的仪器设备，因此导致当前凸轮轴检测作业设备存在设备集成化、运行自动化程度低，从而导致检测设备存储、使用灵活性和便捷性差，同时在检测作业中，在利用不同设备进行凸轮轴检测时，需要频繁对凸轮轴进行夹装定位，从而严重影响了检测作业的效率和精度，并进一步导致检测作业时工作人员劳动强度大且检测精度低下，给当前凸轮轴设备检测作业造成了极大的不利影响，并极易因无法全面对凸轮轴性能进行检测，而导致当前凸轮轴产品的加工质量和使用性能稳定性均相对较差，难以满足凸轮轴实际生产、性能检测及实际使用的需要。

因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的凸轮轴加工降温润滑机构及使用方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统及使用方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，包括承载机架、转台机构、主驱动导轨、辅助驱动导轨、承载定位座、承载块、滑块、升降驱动机构、轴瓦、硬度计、硬质合金挡块、压力传感器、千分表及控制系统，承载机架为横断面呈矩形的框架结构，其轴线与水平面垂直分布，转台机构与承载机架上端面连接并同轴分布，主驱动导轨下端面通过转台机构与承载机架上端面连接，且主驱动导轨与承载机架上端面轴线平行分布，转台机构轴线与主驱动导轨中点相交，辅助驱动导轨通过承载块与主驱动导轨滑动连接，辅助驱动导轨轴线与主驱动导轨轴线垂直分布并与承载机架上端面平行分布，且辅助驱动导轨两端以主驱动导轨轴线对称分布，承载定位座共两个，对称分布在主驱动导轨两侧，且两承载定位座间同轴分布，其轴线与主驱动导轨平行分布并位于主驱动导轨正上方，辅助驱动导轨上设至少一个滑块并与滑块滑动连接，滑块上端面通过升降驱动机构分别与至少一个轴瓦、一个硬度计、至少一个硬质合金挡块及至少一个千分表连接，升降驱动机构上端面和下端面分别与滑块及轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表间铰接，且轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表轴线与承载定位座轴线垂直并相交，与滑块上端面呈0°—90°夹角，轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表与升降驱动机构接触面处设至少一个压力传感器，控制系统嵌于承载机架内并分别与转台机构、主驱动导轨、辅助驱动导轨、升降驱动机构、承载定位座、硬度计、压力传感器及千分表电气连接。

进一步的，所述的承载机架包括龙骨、作业台、升降驱动机构，其中所述龙骨为横断面呈矩形且轴线与水平面垂直分布的框架结构，所述作业台嵌于龙骨内并与龙骨同轴分布，且所述作业台侧表面通过至少两条滑轨与龙骨内侧壁滑动连接，下端面通过至少一个升降驱动机构与龙骨底部连接，且所述作业台下端面与龙骨下端面间间距为龙骨高度的0.3倍—1.5倍，所述作业台上端面与转台机构连接并同轴分布，并通过转台机构与主驱动导轨相互连接。

进一步的，所述的升降驱动机构为至少两级电动伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆、齿轮齿条机构及蜗轮蜗杆机构中的任意一种，其中与滑块连接的升降驱动机构下端面与滑块上端面相互铰接，并与滑块上端面呈0°—90°夹角。

进一步的，所述的辅助驱动导轨下端面设至少两个辅助行走轮，所述辅助行走轮以主驱动导轨对称分布并与承载机架上端面相抵，且辅助行走轮对应的承载机架上端面设导向滑槽，所述辅助行走轮嵌于导向滑槽内并与导向滑槽滑动连接，且相邻两个辅助行走轮之间间距为辅助驱动导轨长度的1/4—1/3。

进一步的，所述的轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表均通过三维转台与升降驱动机构铰接，且所述轴瓦、硬度计、硬质合金挡块上均设至少一个倾角传感器，且所述三维转台及倾角传感器均与控制系统电气连接。

进一步的，所述的轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表中，当同一滑块上设置的轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表为两个及两个以上时，则各轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表环绕承载定位座轴线均布；所述辅助驱动导轨为两条及两条以上时，各辅助驱动导轨相互平行分布并沿主驱动导轨轴线方向分布，且所述辅助驱动导轨侧表面设至少两个长度不小于5毫米的弹性垫块。

进一步的，所述的承载定位座包括基座、传动轴、旋转驱动机构、电动卡盘、压力传感器、位移传感器、转速传感器、扭矩传感器，所述基座下端与主驱动导轨间滑动连接，上端面通过轴套与一条传动轴连接，所述传动轴与主驱动导轨平行分布，其前端面与电动卡盘连接，后端面与旋转驱动机构连接，且所述传动轴分别与旋转驱动机构、电动卡盘同轴分布，所述旋转驱动机构与基座外表面相互连接，所述压力传感器位于传动轴与电动卡盘接触面处且至少一个，所述位移传感器至少一个，嵌于基座下端面并与主驱动导轨间滑动连接，所述转速传感器、扭矩传感器均一个，并分别位于传动轴与旋转驱动机构连接位置处，且所述旋转驱动机构、电动卡盘、压力传感器、位移传感器、转速传感器、扭矩传感器均与控制系统电气连接。

进一步的，所述的承载机架上另设监控摄像头，所述监控摄像头通过滑块与辅助驱动导轨滑动连接，所述监控摄像头与滑块间通过机械臂相互连接，且监控摄像头光轴位于承载定位座轴线上方，与承载定位座轴线相交，夹角为15°—90°，且监控摄像头与承载定位座轴线交点位于轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表轴线与承载定位座轴线交点处。

进一步的，所述的控制系统为基于工业计算机、物联网控制器中任意一种为基础的电路系统，且控制系统另设至少一个串口通讯端口及至少一个无线数据通讯端口。

一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统的使用方法，包括以下步骤：

S1，设备组装，首先使滑块分为位于辅助驱动导轨两侧位置，然后将待检测凸轮轴工件两端分别与两个承载定位座连接并通过承载定位座的电动卡盘进行调节定位，使待检测凸轮与承载定位座同轴分布，并通过压力传感器检测使承载定位座对待检测凸轮轴定位压力保持一致，最后将控制系统与外部电源及检测平台连接，即可完成本发明装配；

S2，常规检测，完成S1步骤后，驱动主驱动导轨运行，通过主驱动导轨调整辅助驱动导轨的工作位置，然后驱动辅助驱动导轨运行，使滑块位于将待检测凸轮轴正下方，即可进行硬度检测和同轴度检测两项常规检测，其中：

硬度检测：首先驱动硬度计连接的升降驱动机构上升运行，使硬度计轴线与待检测凸轮轴轴线垂直分布，并在升降驱动机构驱动作用力下实现硬度计对待检测凸轮轴进行增压，并对增压过程中硬度计读数进行采集并反馈值控制系统即可达到对待检测凸轮轴表面硬度检测作业的目的，其中在进行硬度检测时，沿待检测凸轮轴轴线方向分别进行至少三个检测点进行检测作业，且相邻两个检测点间间距为待检测凸轮轴长度的1/10—1/3，完成硬度检测后驱动升降驱动机构运行，使硬度计与待检测凸轮轴分离；

同轴度检：首先驱动千分表连接的升降驱动机构上升运行，使千分表轴线与待检测凸轮轴轴线垂直分布，并在升降驱动机构驱动作用力下实现千分表与待检测凸轮轴表面相抵，然后通过承载定位座的旋转驱动机构驱动待检测凸轮轴进行旋转，对千分表在待检测凸轮轴旋转时的读数进行采集并反馈至控制系统即可达到对待检测凸轮轴同轴度检测的目的，并在完成同轴度检测后使千分表与待检测凸轮轴表面分离；

S3，破坏性检测，完成S2步骤后即可进行破坏性检测，其中破坏性检测包括外力冲击对同轴度影响检测、外力冲击对凸轮轴表面结构破损影响检测及凸轮轴极限扭矩检测，其中：

外力冲击对同轴度影响检测：首先驱动轴瓦和千分表连接的升降驱动机构运行，使轴瓦和千分表与待检测凸轮轴外表面相抵，并通过压力传感器检测并调节轴瓦和千分表与待检测凸轮轴间压力保持一致，然后通过承载定位座的旋转驱动机构驱动待检测凸轮轴进行旋转并在转速稳定后，首先驱动轴瓦连接的升降驱动机构继续向上运行，对待检测凸轮轴施加径向挤压作用力，使待检测凸轮轴在径向挤压作用力下发生弯曲变形，并在挤压作业时通过压力传感器对轴瓦施加在待检测凸轮轴上的挤压作用力进行连续检测；在轴瓦对凸轮轴施加径向作用力的同时，一方面由千分表对待检测凸轮持续进行同轴度检测，另一方面驱动千分表连接的升降驱动机构运行，通过压力传感器检测并使千分表与待检测凸轮轴表面压力与初始状态保持恒定，并将轴度检测结果、瓦与待检测凸轮轴之间压力值及凸轮轴旋转转速值一同发送至控制系统中，即可实现在不同作用力影响下对凸轮轴同轴度影响检测的目的，并在完成检测后，将轴瓦与千分表与待检测凸轮轴分离，同时停止待检测凸轮轴旋转并静置1—10分钟；

外力冲击对凸轮轴表面结构破损影响：首先驱动由承载定位座的旋转驱动机构驱动待检测凸轮轴进行旋转并在转速稳定后，驱动硬质合金挡块连接的升降驱动机构运行，使硬质合金挡块与处于旋转状态下的待检测凸轮轴表面接触碰撞，然后同时对当前待检测凸轮轴转速、接触碰撞时硬质合金挡块与升降驱动机构间压力传感器检测压力值及两个承载定位座上扭矩传感器的扭矩值同时反馈至控制系统中，即可完成一次冲击破损实验，冲击破损实验次数不少于3次，且相邻两次实验位置间间距为待检测凸轮轴长度的1/10—1/3，其中接触碰撞时间为1—10s；

凸轮轴极限扭矩检测：驱动与待检测凸轮轴两端连接承载定位座的旋转驱动机构同时反向运行，同时通过扭矩传感器对待检测凸轮轴承受的扭矩进行同步检测，并直至扭矩传感器检测值达到待检测凸轮轴检测数据要求及待检测凸轮轴断裂中任意一种情况发生时，停止旋转驱动机构运行，从而达到对待检测凸轮轴扭矩检测的目的。

本发明结构强度稳定性及通用性好，集成化、模块化及智能化程度高，通过一次装配可有效实现对凸轮轴结构强度、极限扭矩、抗冲击损伤能力、同轴度及同轴度在外力作用下变化情况，从而达到高效全面实现对凸轮轴结构性能进行检测的目的，且检测作业中，运行自动化程度高、数据检测精度高且检测数据获取及辨识便捷方便，从而在达到提高检测精度的同时，进一步降低了检测作业的劳动强度、实验成本的目的。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为辅助驱动导轨局部结构示意图；

图3为本发明实施方法流程图。

具体实施方式

如图1和2所示一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，包括承载机架1、转台机构2、主驱动导轨3、辅助驱动导轨4、承载定位座5、承载块6、滑块7、升降驱动机构8、轴瓦9、硬度计10、硬质合金挡块11、压力传感器12、千分表13及控制系统14，承载机架1为横断面呈矩形的框架结构，其轴线与水平面垂直分布，转台机构2与承载机架1上端面连接并同轴分布，主驱动导轨3下端面通过转台机构2与承载机架1上端面连接，且主驱动导轨3与承载机架1上端面轴线平行分布，转台机构2轴线与主驱动导轨3中点相交，辅助驱动导轨通4过承载块6与主驱动导轨3滑动连接，辅助驱动导轨4轴线与主驱动导轨3轴线垂直分布并与承载机架1上端面平行分布，且辅助驱动导轨4两端以主驱动导轨3轴线对称分布，承载定位座5共两个，对称分布在主驱动导轨3两侧，且两承载定位座5间同轴分布，其轴线与主驱动导轨3平行分布并位于主驱动导轨3正上方，辅助驱动导轨4上设至少一个滑块7并与滑块7滑动连接，滑块7上端面通过升降驱动机构8分别与至少一个轴瓦9、一个硬度计10、至少一个硬质合金挡块11及至少一个千分表13连接，升降驱动机构8上端面和下端面分别与滑块7及轴瓦9、硬度计10、硬质合金挡块11及千分表13间铰接，且轴瓦9、硬度计10、硬质合金挡块11及千分表13轴线与承载定位座5轴线垂直并相交，与滑块7上端面呈0°—90°夹角，轴瓦9、硬度计10、硬质合金挡块11及千分表13与升降驱动机构8接触面处设至少一个压力传感器12，控制系统14嵌于承载机架1内并分别与转台机构2、主驱动导轨3、辅助驱动导轨4、升降驱动机构8、承载定位座5、硬度计10、压力传感器12及千分表13电气连接。

其中，所述的承载机架1包括龙骨101、作业台102、升降驱动机构8，其中所述龙骨101为横断面呈矩形且轴线与水平面垂直分布的框架结构，所述作业台102嵌于龙骨101内并与龙骨101同轴分布，且所述作业台102侧表面通过至少两条滑轨16与龙骨101内侧壁滑动连接，下端面通过至少一个升降驱动机构8与龙骨101底部连接，且所述作业台102下端面与龙骨101下端面间间距为龙骨101高度的0.3倍—1.5倍，所述作业台102上端面与转台机构2连接并同轴分布，并通过转台机构2与主驱动导轨3相互连接。

进一步优化的，所述的升降驱动机构8为至少两级电动伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆、齿轮齿条机构及蜗轮蜗杆机构中的任意一种，其中与滑块7连接的升降驱动机构8下端面与滑块7上端面相互铰接，并与滑块7上端面呈0°—90°夹角。

本实施例中，所述的辅助驱动导轨4下端面设至少两个辅助行走轮17，所述辅助行走轮17以主驱动导轨3对称分布并与承载机架1上端面相抵，且辅助行走轮17对应的承载机架1上端面设导向滑槽18，所述辅助行走轮17嵌于导向滑槽18内并与导向滑槽18滑动连接，且相邻两个辅助行走轮17之间间距为辅助驱动导轨4长度的1/4—1/3。

进一步优化的，所述的轴瓦9、硬度计10、硬质合金挡块11及千分表13均通过三维转台19与升降驱动机构8铰接，且所述轴瓦9、硬度计10、硬质合金挡块11上均设至少一个倾角传感器20，且所述三维转台19及倾角传感器20均与控制系统14电气连接。

同时，所述的轴瓦9、硬度计10、硬质合金挡块11及千分表13中，当同一滑块7上设置的轴瓦9、硬度计10、硬质合金挡块11及千分表13为两个及两个以上时，则各轴瓦9、硬度计10、硬质合金挡块11及千分表13环绕承载定位座5轴线均布；所述辅助驱动导轨4为两条及两条以上时，各辅助驱动导轨4相互平行分布并沿主驱动导轨3轴线方向分布，且所述辅助驱动导轨4侧表面设至少两个长度不小于5毫米的弹性垫块21。

重点说明的，所述的承载定位座5包括基座51、传动轴52、旋转驱动机构53、电动卡盘54、压力传感器12、位移传感器55、转速传感器56、扭矩传感器57，所述基座51下端与主驱动导轨3间滑动连接，上端面通过轴套59与一条传动轴52连接，所述传动轴52与主驱动导轨3平行分布，其前端面与电动卡盘54连接，后端面与旋转驱动机构53连接，且所述传动轴52分别与旋转驱动机构53、电动卡盘54同轴分布，所述旋转驱动机构53与基座51外表面相互连接，所述压力传感器12位于传动轴52与电动卡盘54接触面处且至少一个，所述位移传感器55至少一个，嵌于基座51下端面并与主驱动导轨3间滑动连接，所述转速传感器56、扭矩传感器57均一个，并分别位于传动轴52与旋转驱动机构53连接位置处，且所述旋转驱动机构53、电动卡盘54、压力传感器12、位移传感器55、转速传感器56、扭矩传感器57均与控制系统14电气连接。

需要说明的，所述的承载机架1上另设监控摄像头15，所述监控摄像头15通过滑块7与辅助驱动导轨4滑动连接，所述监控摄像头15与滑块7间通过机械臂22相互连接，且监控摄像头15光轴位于承载定位座5轴线上方，与承载定位座5轴线相交，夹角为15°—90°，且监控摄像头15与承载定位座5轴线交点位于轴瓦9、硬度计10、硬质合金挡块11及千分表13轴线与承载定位座5轴线交点处。

本实施例中，所述的控制系统14为基于工业计算机、物联网控制器中任意一种为基础的电路系统，且控制系统另设至少一个串口通讯端口及至少一个无线数据通讯端口。

如图3所示，一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统的使用方法，包括以下步骤：

S1，设备组装，首先使滑块分为位于辅助驱动导轨两侧位置，然后将待检测凸轮轴工件两端分别与两个承载定位座连接并通过承载定位座的电动卡盘进行调节定位，使待检测凸轮与承载定位座同轴分布，并通过压力传感器检测使承载定位座对待检测凸轮轴定位压力保持一致，最后将控制系统与外部电源及检测平台连接，即可完成本发明装配；

S2，常规检测，完成S1步骤后，驱动主驱动导轨运行，通过主驱动导轨调整辅助驱动导轨的工作位置，然后驱动辅助驱动导轨运行，使滑块位于将待检测凸轮轴正下方，即可进行硬度检测和同轴度检测两项常规检测，其中：

硬度检测：首先驱动硬度计连接的升降驱动机构上升运行，使硬度计轴线与待检测凸轮轴轴线垂直分布，并在升降驱动机构驱动作用力下实现硬度计对待检测凸轮轴进行增压，并对增压过程中硬度计读数进行采集并反馈值控制系统即可达到对待检测凸轮轴表面硬度检测作业的目的，其中在进行硬度检测时，沿待检测凸轮轴轴线方向分别进行至少三个检测点进行检测作业，且相邻两个检测点间间距为待检测凸轮轴长度的1/10—1/3，完成硬度检测后驱动升降驱动机构运行，使硬度计与待检测凸轮轴分离；

同轴度检：首先驱动千分表连接的升降驱动机构上升运行，使千分表轴线与待检测凸轮轴轴线垂直分布，并在升降驱动机构驱动作用力下实现千分表与待检测凸轮轴表面相抵，然后通过承载定位座的旋转驱动机构驱动待检测凸轮轴进行旋转，对千分表在待检测凸轮轴旋转时的读数进行采集并反馈至控制系统即可达到对待检测凸轮轴同轴度检测的目的，并在完成同轴度检测后使千分表与待检测凸轮轴表面分离；

S3，破坏性检测，完成S2步骤后即可进行破坏性检测，其中破坏性检测包括外力冲击对同轴度影响检测、外力冲击对凸轮轴表面结构破损影响检测及凸轮轴极限扭矩检测，其中：

外力冲击对同轴度影响检测：首先驱动轴瓦和千分表连接的升降驱动机构运行，使轴瓦和千分表与待检测凸轮轴外表面相抵，并通过压力传感器检测并调节轴瓦和千分表与待检测凸轮轴间压力保持一致，然后通过承载定位座的旋转驱动机构驱动待检测凸轮轴进行旋转并在转速稳定后，首先驱动轴瓦连接的升降驱动机构继续向上运行，对待检测凸轮轴施加径向挤压作用力，使待检测凸轮轴在径向挤压作用力下发生弯曲变形，并在挤压作业时通过压力传感器对轴瓦施加在待检测凸轮轴上的挤压作用力进行连续检测；在轴瓦对凸轮轴施加径向作用力的同时，一方面由千分表对待检测凸轮持续进行同轴度检测，另一方面驱动千分表连接的升降驱动机构运行，通过压力传感器检测并使千分表与待检测凸轮轴表面压力与初始状态保持恒定，并将轴度检测结果、瓦与待检测凸轮轴之间压力值及凸轮轴旋转转速值一同发送至控制系统中，即可实现在不同作用力影响下对凸轮轴同轴度影响检测的目的，并在完成检测后，将轴瓦与千分表与待检测凸轮轴分离，同时停止待检测凸轮轴旋转并静置1—10分钟；

其中，在进行检测作业中，当轴瓦为一个时，则轴瓦位于待检测凸轮轴重点位置，千分表与轴瓦间间距为待检测凸轮轴有效长度的1/3—2/3,；当轴瓦为两个及两个以上时，则千分表位于相邻两个轴瓦之间位置；

外力冲击对凸轮轴表面结构破损影响：首先驱动由承载定位座的旋转驱动机构驱动待检测凸轮轴进行旋转并在转速稳定后，驱动硬质合金挡块连接的升降驱动机构运行，使硬质合金挡块与处于旋转状态下的待检测凸轮轴表面接触碰撞，然后同时对当前待检测凸轮轴转速、接触碰撞时硬质合金挡块与升降驱动机构间压力传感器检测压力值及两个承载定位座上扭矩传感器的扭矩值同时反馈至控制系统中，即可完成一次冲击破损实验，冲击破损实验次数不少于3次，且相邻两次实验位置间间距为待检测凸轮轴长度的1/10—1/3，其中接触碰撞时间为1—10s；

凸轮轴极限扭矩检测：驱动与待检测凸轮轴两端连接承载定位座的旋转驱动机构同时反向运行，同时通过扭矩传感器对待检测凸轮轴承受的扭矩进行同步检测，并直至扭矩传感器检测值达到待检测凸轮轴检测数据要求及待检测凸轮轴断裂中任意一种情况发生时，停止旋转驱动机构运行，从而达到对待检测凸轮轴扭矩检测的目的。

本发明在进行检测作业中，根据检测需要，每次进行全新检测作业时，均首先通过主驱动导轨调整辅助驱动导轨在主驱动导轨上分布位置，然后再调整各辅助驱动导轨上滑块的工作位置，从而实现沿凸轮轴轴线方向对凸轮轴任意位置进行检测作业的目的。

本发明结构强度稳定性及通用性好，集成化、模块化及智能化程度高，通过一次装配可有效实现对凸轮轴结构强度、极限扭矩、抗冲击损伤能力、同轴度及同轴度在外力作用下变化情况，从而达到高效全面实现对凸轮轴结构性能进行检测的目的，且检测作业中，运行自动化程度高、数据检测精度高且检测数据获取及辨识便捷方便，从而在达到提高检测精度的同时，进一步降低了检测作业的劳动强度、实验成本的目的。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，其特征在于：所述破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统包括承载机架、转台机构、主驱动导轨、辅助驱动导轨、承载定位座、承载块、滑块、升降驱动机构、轴瓦、硬度计、硬质合金挡块、压力传感器、千分表及控制系统，所述承载机架为横断面呈矩形的框架结构，其轴线与水平面垂直分布，所述转台机构与承载机架上端面连接并同轴分布，所述主驱动导轨下端面通过转台机构与承载机架上端面连接，且主驱动导轨与承载机架上端面轴线平行分布，转台机构轴线与主驱动导轨中点相交，所述辅助驱动导轨通过承载块与主驱动导轨滑动连接，所述辅助驱动导轨轴线与主驱动导轨轴线垂直分布并与承载机架上端面平行分布，且辅助驱动导轨两端以主驱动导轨轴线对称分布，所述承载定位座共两个，对称分布在主驱动导轨两侧，且两承载定位座间同轴分布，其轴线与主驱动导轨平行分布并位于主驱动导轨正上方，所述辅助驱动导轨上设至少一个滑块并与滑块滑动连接，所述滑块上端面通过升降驱动机构分别与至少一个轴瓦、一个硬度计、至少一个硬质合金挡块及至少一个千分表连接，所述升降驱动机构上端面和下端面分别与滑块及轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表间铰接，且轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表轴线与承载定位座轴线垂直并相交，与滑块上端面呈0°—90°夹角，所述轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表与升降驱动机构接触面处设至少一个压力传感器，所述控制系统嵌于承载机架内并分别与转台机构、主驱动导轨、辅助驱动导轨、升降驱动机构、承载定位座、硬度计、压力传感器及千分表电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，其特征在于：所述的承载机架包括龙骨、作业台、升降驱动机构，其中所述龙骨为横断面呈矩形且轴线与水平面垂直分布的框架结构，所述作业台嵌于龙骨内并与龙骨同轴分布，且所述作业台侧表面通过至少两条滑轨与龙骨内侧壁滑动连接，下端面通过至少一个升降驱动机构与龙骨底部连接，且所述作业台下端面与龙骨下端面间间距为龙骨高度的0.3倍—1.5倍，所述作业台上端面与转台机构连接并同轴分布，并通过转台机构与主驱动导轨相互连接。

3.根据权利要求2所述的一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，其特征在于：所述的升降驱动机构为至少两级电动伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆、齿轮齿条机构及蜗轮蜗杆机构中的任意一种，其中与滑块连接的升降驱动机构下端面与滑块上端面相互铰接，并与滑块上端面呈0°—90°夹角。

4.根据权利要求1所述的一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，其特征在于：所述的辅助驱动导轨下端面设至少两个辅助行走轮，所述辅助行走轮以主驱动导轨对称分布并与承载机架上端面相抵，且辅助行走轮对应的承载机架上端面设导向滑槽，所述辅助行走轮嵌于导向滑槽内并与导向滑槽滑动连接，且相邻两个辅助行走轮之间间距为辅助驱动导轨长度的1/4—1/3。

5.根据权利要求1所述的一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，其特征在于：所述的轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表均通过三维转台与升降驱动机构铰接，且所述轴瓦、硬度计、硬质合金挡块上均设至少一个倾角传感器，且所述三维转台及倾角传感器均与控制系统电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，其特征在于：所述的轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表中，当同一滑块上设置的轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表为两个及两个以上时，则各轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表环绕承载定位座轴线均布；所述辅助驱动导轨为两条及两条以上时，各辅助驱动导轨相互平行分布并沿主驱动导轨轴线方向分布，且所述辅助驱动导轨侧表面设至少两个长度不小于5毫米的弹性垫块。

7.根据权利要求1所述的一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，其特征在于：所述的承载定位座包括基座、传动轴、旋转驱动机构、电动卡盘、压力传感器、位移传感器、转速传感器、扭矩传感器，所述基座下端与主驱动导轨间滑动连接，上端面通过轴套与一条传动轴连接，所述传动轴与主驱动导轨平行分布，其前端面与电动卡盘连接，后端面与旋转驱动机构连接，且所述传动轴分别与旋转驱动机构、电动卡盘同轴分布，所述旋转驱动机构与基座外表面相互连接，所述压力传感器位于传动轴与电动卡盘接触面处且至少一个，所述位移传感器至少一个，嵌于基座下端面并与主驱动导轨间滑动连接，所述转速传感器、扭矩传感器均一个，并分别位于传动轴与旋转驱动机构连接位置处，且所述旋转驱动机构、电动卡盘、压力传感器、位移传感器、转速传感器、扭矩传感器均与控制系统电气连接。

8.根据权利要求1所述的一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，其特征在于：所述的承载机架上另设监控摄像头，所述监控摄像头通过滑块与辅助驱动导轨滑动连接，所述监控摄像头与滑块间通过机械臂相互连接，且监控摄像头光轴位于承载定位座轴线上方，与承载定位座轴线相交，夹角为15°—90°，且监控摄像头与承载定位座轴线交点位于轴瓦、硬度计、硬质合金挡块及千分表轴线与承载定位座轴线交点处。

9.根据权利要求1所述的一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统，其特征在于：所述的控制系统为基于工业计算机、物联网控制器中任意一种为基础的电路系统，且控制系统另设至少一个串口通讯端口及至少一个无线数据通讯端口。

10.一种破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统的使用方法，其特征在于，所述的破坏性凸轮轴结构强度综合检测系统的使用方法包括以下步骤：

S1，设备组装，首先使滑块分为位于辅助驱动导轨两侧位置，然后将待检测凸轮轴工件两端分别与两个承载定位座连接并通过承载定位座的电动卡盘进行调节定位，使待检测凸轮与承载定位座同轴分布，并通过压力传感器检测使承载定位座对待检测凸轮轴定位压力保持一致，最后将控制系统与外部电源及检测平台连接，即可完成本发明装配；

S2，常规检测，完成S1步骤后，驱动主驱动导轨运行，通过主驱动导轨调整辅助驱动导轨的工作位置，然后驱动辅助驱动导轨运行，使滑块位于将待检测凸轮轴正下方，即可进行硬度检测和同轴度检测两项常规检测，其中：

硬度检测：首先驱动硬度计连接的升降驱动机构上升运行，使硬度计轴线与待检测凸轮轴轴线垂直分布，并在升降驱动机构驱动作用力下实现硬度计对待检测凸轮轴进行增压，并对增压过程中硬度计读数进行采集并反馈值控制系统即可达到对待检测凸轮轴表面硬度检测作业的目的，其中在进行硬度检测时，沿待检测凸轮轴轴线方向分别进行至少三个检测点进行检测作业，且相邻两个检测点间间距为待检测凸轮轴长度的1/10—1/3，完成硬度检测后驱动升降驱动机构运行，使硬度计与待检测凸轮轴分离；

同轴度检：首先驱动千分表连接的升降驱动机构上升运行，使千分表轴线与待检测凸轮轴轴线垂直分布，并在升降驱动机构驱动作用力下实现千分表与待检测凸轮轴表面相抵，然后通过承载定位座的旋转驱动机构驱动待检测凸轮轴进行旋转，对千分表在待检测凸轮轴旋转时的读数进行采集并反馈至控制系统即可达到对待检测凸轮轴同轴度检测的目的，并在完成同轴度检测后使千分表与待检测凸轮轴表面分离；

S3，破坏性检测，完成S2步骤后即可进行破坏性检测，其中破坏性检测包括外力冲击对同轴度影响检测、外力冲击对凸轮轴表面结构破损影响检测及凸轮轴极限扭矩检测，其中：

外力冲击对同轴度影响检测：首先驱动轴瓦和千分表连接的升降驱动机构运行，使轴瓦和千分表与待检测凸轮轴外表面相抵，并通过压力传感器检测并调节轴瓦和千分表与待检测凸轮轴间压力保持一致，然后通过承载定位座的旋转驱动机构驱动待检测凸轮轴进行旋转并在转速稳定后，首先驱动轴瓦连接的升降驱动机构继续向上运行，对待检测凸轮轴施加径向挤压作用力，使待检测凸轮轴在径向挤压作用力下发生弯曲变形，并在挤压作业时通过压力传感器对轴瓦施加在待检测凸轮轴上的挤压作用力进行连续检测；在轴瓦对凸轮轴施加径向作用力的同时，一方面由千分表对待检测凸轮持续进行同轴度检测，另一方面驱动千分表连接的升降驱动机构运行，通过压力传感器检测并使千分表与待检测凸轮轴表面压力与初始状态保持恒定，并将轴度检测结果、瓦与待检测凸轮轴之间压力值及凸轮轴旋转转速值一同发送至控制系统中，即可实现在不同作用力影响下对凸轮轴同轴度影响检测的目的，并在完成检测后，将轴瓦与千分表与待检测凸轮轴分离，同时停止待检测凸轮轴旋转并静置1—10分钟；

外力冲击对凸轮轴表面结构破损影响：首先驱动由承载定位座的旋转驱动机构驱动待检测凸轮轴进行旋转并在转速稳定后，驱动硬质合金挡块连接的升降驱动机构运行，使硬质合金挡块与处于旋转状态下的待检测凸轮轴表面接触碰撞，然后同时对当前待检测凸轮轴转速、接触碰撞时硬质合金挡块与升降驱动机构间压力传感器检测压力值及两个承载定位座上扭矩传感器的扭矩值同时反馈至控制系统中，即可完成一次冲击破损实验，冲击破损实验次数不少于3次，且相邻两次实验位置间间距为待检测凸轮轴长度的1/10—1/3，其中接触碰撞时间为1—10s；

凸轮轴极限扭矩检测：驱动与待检测凸轮轴两端连接承载定位座的旋转驱动机构同时反向运行，同时通过扭矩传感器对待检测凸轮轴承受的扭矩进行同步检测，并直至扭矩传感器检测值达到待检测凸轮轴检测数据要求及待检测凸轮轴断裂中任意一种情况发生时，停止旋转驱动机构运行，从而达到对待检测凸轮轴扭矩检测的目的。

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