CN113959721A - 高温零件振动水冷底座及其设计制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车发动机试验技术领域，公开了一种高温零件振动水冷底座，包括底座本体，底座本体内布置有内部水道，底座本体的两个相对的端面上个设有一个冷却水接孔，冷却水接孔均与内部水道连通，冷却水接孔外部连有冷却水管，底座本体上设有测温传感器。本发明还公开了一种高温零件振动水冷底座的设计制作方法。本发明高温零件振动水冷底座及其设计方法，设计验算完整、加工工艺简单、实施快捷，可以高质量适应各种高温零部件表面情况，且可以保证常规加速度(<200℃)对高温零部件(700℃)振动的准确识别。

Description

高温零件振动水冷底座及其设计制作方法

技术领域

本发明涉及汽车发动机试验技术领域，具体涉及一种高温零件振动水冷底座及其设计制作方法。

背景技术

发动机高温零部件(如：排气歧管、排气蝶阀、EGR排气管、增压器等)工作振动识别与判断，是其工作可靠性十分重要的条件因素，通常这些零部件工作环境振动条件都有设计限值指标，设计开发都需要验证判断。适用这些高温零部件振动验证的现有耐高温振动加速计，通常低于200℃，采用一些特殊材料的耐高温振动加速计可以适用于400～500℃，另外通过一些防护可使得耐高温振动加速计耐久700℃的工作环境。它们通过耐受高温的材料或防护结构，实现高温零部件环境振动识别。

但是，现有耐受高温零部件振动识别的结构存在以下不足：

1、耐受温度条件低：排气歧管最高温度可以达到650℃，常规200℃以内的高温加速度计无法在高温部件上直接使用；

2、结构尺寸与重量较大：更高耐受温度的加速度计，其结构尺寸大、重量高，容易影响EGR排气管、EGR阀等轻质高温零件的振动特性，造成振动特性识别偏差；

3、成本高：达到轻质高温的加速度计，或采用特殊材料制作，其成本高昂。

中国专利(公开日：2013年01月23日、公开号：CN202693116U)公开了一种发动机零件振动测量系统，包括发动机、冷却塔、水池、水泵、连接水管、加速度传感器安装座、加速度传感器；通过加装一个带冷却通道的底座实现阻隔高温向加速度传感器的传递，达到以普通加速度传感器就能测量发动机高温零件振动的目的。将安装座进行分层设计，并且在下底座设有沉孔，上底座与下底座、下底座与被测零件均通过螺栓连接，使得安装更加灵活，安装座安装方向能够进行任意调整，提高了安装座的重复使用率，使得设备加工方便且价格低廉。但是本装置在耐高温方面没有提供解决方案。

中国专利(公开日：2008年08月27日、公开号：CN101249550)公开了一种水冷底座，它包括上平面和下平面以及钢水注入孔，底座上面的中间部分呈内凹状。在上平面与下平面之间的水冷底座内部设有冷却上室和冷却下室，冷却上室和冷却下室分别由一层以上冷却管构成，冷却管两端向外露出管口，通过管口流入和流出冷却水。本发明的水冷底座安装在钢锭模和钢锭盘之间，具有如下优点与使用功效：1.利用冷却上室，取代常规钢锭模中部或下部易烧损的高温区部位，解决钢锭模局部熔损的失效问题，节约钢锭模成本；2.利用冷却下室，取代现有钢锭盘注入孔周围易烧损的高温区部位，使钢锭盘免接触高温钢液，实现无熔损工作状态，延长钢锭盘的使用寿命；3.解决易漏钢跑火的问题，保证了工序质量。本专利虽然也是水冷，但其无法解决振动识别的问题。

中国专利(公开日：2019年01月11日、公开号：CN109186908A)公开了一种涡轮导叶的高温振动试验的冷却装夹装置，包括装夹组件和安装于试验机上的水冷底座，所述装夹组件包括第一夹具和第二夹具，所述第二夹具的一端与所述第一夹具可拆卸连接，另一端与所述水冷底座可拆卸连接，所述第一夹具具有钩型槽，所述钩型槽与所述涡轮导叶的上缘板相配以在轴向(X)和径向(Z)上定位所述上缘板；所述第二夹具具有方形槽，所述方形槽与所述涡轮导叶的上缘板相配以在周向(Y)上定位所述上缘板。本发明的冷却装夹装置实现了高温下陶瓷基复合材料导叶的加持作用，并起到了隔热、散热作用使振动试验台可以在较低温度下正常工作。但使用其不能解决发动机高温零部件(如：排气歧管、排气蝶阀、EGR排气管、增压器等)的工作振动识别与判断。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种高温零件振动水冷底座及其设计制作方法，设计验算完整、加工工艺简单、实施快捷，可以高质量适应各种高温零部件表面情况，且可以保证常规加速度(<200℃)对高温零部件(700℃)振动的准确识别。

为实现上述目的，本发明所设计的高温零件振动水冷底座，包括底座本体，所述底座本体内布置有内部水道，所述内部水道纵横分布打孔加工，所述底座本体的两个相对的端面上个设有一个冷却水接孔，所述冷却水接孔均与所述内部水道连通，所述冷却水接孔外部连有冷却水管，所述底座本体上设有测温传感器。

优选地，所述底座本体用于加工所述内部水道的加工端面上设有内凹的第一螺纹结构，所述第一螺纹结构上安装有堵头。

优选地，所述底座本体的联接面为圆弧联接面，适应圆弧表面的高温零件焊接安装。

优选地，所述底座本体的联接面为平面联接面，所述平面联接面上设有凸出的第二螺纹结构，适应平面表面的高温零件通过螺纹安装。

优选地，所述底座本体通过所述圆弧联接面焊接安装在高温零件上。

优选地，所述底座本体通过所述第二螺纹结构与高温零件螺纹固定。

一种所述高温零件振动水冷底座的设计方法，由于需要保证结构冷却达到降温要求(通常排气歧管壁面温度约550℃以上，按160℃温度环境要求，需要降温400℃以上)，另一方面需要保证结构固有频率高于高温部件固有频率一倍以上(通常考虑2000Hz)，从而保证结构满足零件高温工作环境条件、及避免结构引入的非零件振动特性，由于结构固有频率与材料、尺寸、质量相关，同时降温冷却效果与冷却介质、介质供给压力、结构材料及尺寸相关，为此结构很难实现直接设计即可满足要求，设计工作存在预定材料、尺寸、结构等条件，通过相关理论验算、再调整、再验算的过程进行调试确认。即便如此，由于验算误差，还是需要最终的结构验证试验，才可以最终确定底座结构，本设计结构应用对象为EGR排气管、排气蝶阀、排气歧管、增压器(涡轮侧)等零件，这些零件质量差异大、结构固有频率宽，为此对测量辅助的结构有质量轻、固有频率高的设计要求，通常发动机激励产生的零部件频谱分析范围在0～1000Hz，为此本结构固有频率尽量高(不低于2000Hz)，同时还需要尽量降低结构质量，为此需要进行设计验算分析，按结构固定频率2000～3000Hz为目标，结构质量、固有频率、结构刚度存在相互制约的关系，结构刚度大其固有频率高，而结构刚度大往往不利于冷却，为此又会通过提高结构尺寸(即质量提升)改善冷却，但随之结构固有频率下降，这又需要更大的刚度，所述高温零件振动水冷底座的结构质量、固有频率和结构刚度满足如下关系：

1/f＝T＝2π×sqrt(m/k)

式中，f为固有频率(Hz)，T为周期(s)，m为结构质量(kg)，k为结构刚度(N/m)，所述高温零件振动水冷底座的固有频率不低于2000Hz。

优选地，通过散热功率分析，获得水供给压力条件下等效截面尺寸等，预算结构冷却设计，对所述高温零件振动水冷底座的各项参数进行验算，验算公式如下：

W＝γ×Δt×A/h

V＝SQRT(2D’×(P1-P2)/(ρ×λ×L))

Q＝W/C/ΔT

D＝2×SQRT(Q/V×10^3/π)

式中，W为底座散热功率(kW)，γ为换热系数(w/(m.K))，Δt为结构降温(℃)，A为结构底面积(m^2)，h为结构厚度(m)，V为水流速，D’为结构预置等效水力直径(m)，P1为结构供给压力(kPa)，P2为结构出水压力(kPa)，ρ为介质密度(kg/m^3)，λ为结构流阻系数，L为结构水力长度(m)，Q为水流量(L/min)，C为比热容(kJ/(kg.K))，ΔT为进出水温差(℃)，D为结构等效水力直径(m)。

优选地，先设定结构降温Δt，评估结底座散热功率W和水流速V，再根据底座散热功率W评估水流量Q的需求，结合水流量Q与水流速V获得结构等效水力直径D的结果，如结构等效水力直径D过大而不能满足结构尺寸要求，调整结构降温Δt，直至满足要求。

优选地，制作方法包括如下步骤：

A)所述底座本体为立方体结构，纵横均布加工端孔，其尺寸按结构等效水力直径D确定，加工端孔制作第一螺纹结构；

B)所述底座本体对角布置所述冷却水接孔，所述冷却水接孔加工螺纹基于结构等效水力直径D，方便水流均匀冷却所述底座本体并与冷却水管联接；

C)制作堵头与所述底座本体的第一螺纹结构的螺纹配合，进行加工后的封堵；

D)所述底座本体的联接面可以加工为圆弧联接面，与圆弧面高温零件焊接固定，或加工为平面联接面，所述平面联接面上设有凸出的第二螺纹结构，与平面高温零件螺纹固定；

E)制作冷却水管，外径与所述冷却水接孔配合；

F)所述底座本体的端面焊接布置测温传感器，监测底座温度，防止异常高温损坏加速度计。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、设计验算完整、加工工艺简单、实施快捷，可以高质量适应各种高温零部件表面情况；

2、同时本技术方案可以保证常规加速度(<200℃)对高温零部件(700℃)的振动准确识别；

3、一方面可以适应复杂零件表面的可靠配合，另一方面轻质高刚度结构及有效降温效果，保证常规高温加速度计在许用温度范围内对发动机高温零部件良好识别应用；

4、具备重量小、刚度大、适用广的特点。

附图说明

图1为本发明高温零件振动水冷底座为圆弧联接面时各视角的结构示意图；

图2为本发明高温零件振动水冷底座为平面联接面时各视角的结构示意图；

图3为本发明连接冷却水管的结构示意图；

图4为本发明安装加速度计后安装在高温零件上的结构示意图；

图5为本发明结构刚度与固有频率验算结果示意图；

图6为本发明结构等效水力直径验算结果示意图；

图7为本发明排气蝶阀振动识别结果；

图8为本发明增压器振动识别结果；

图9为本发明EGR排气管振动识别结果；

图10为本发明冷却效果示意图。

图中各部件标号如下：

底座本体1、内部水道2、冷却水接孔3、冷却水管4、测温传感器5、第一螺纹结构6、堵头7、平面联接面8、第二螺纹结构9、高温零件10、圆弧联接面11、加速度计12。

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详细说明，结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1及图3所示，一种高温零件振动水冷底座，包括底座本体1，底座本体1内布置有内部水道2，底座本体1的两个相对的端面上个设有一个冷却水接孔3，冷却水接孔3均与内部水道2连通，冷却水接孔3外部连有冷却水管4，底座本体1上设有测温传感器5。

底座本体1用于加工内部水道2的加工端面上设有内凹的第一螺纹结构6，第一螺纹结构6上安装有堵头7。

本实施例中，如图1所示，底座本体1的联接面为圆弧联接面11，底座本体1通过圆弧联接面11焊接安装在高温零件10上。

本实施例使用时，通过圆弧联接面11将底座本体1焊接安装高温零件10上，将两根冷却水管4分别连在两个冷却水接孔3上，通过水冷，结合测温传感器5，有效控制工作安全温度，可以高质量适应各种高温零部件表面情况。

实施例2

一种高温零件振动水冷底座，包括底座本体1，底座本体1内布置有内部水道2，底座本体1的两个相对的端面上个设有一个冷却水接孔3，冷却水接孔3均与内部水道2连通，冷却水接孔3外部连有冷却水管4，底座本体1上设有测温传感器5。

底座本体1用于加工内部水道2的加工端面上设有内凹的第一螺纹结构6，第一螺纹结构6上安装有堵头7。

本实施例中，底座本体1的联接面为平面联接面8，底座本体1通过平面联接面8焊接安装在高温零件10上。

本实施例使用时，通过平面联接面8将底座本体1焊接安装高温零件10上，将两根冷却水管4分别连在两个冷却水接孔3上，通过水冷，结合测温传感器5，有效控制工作安全温度，可以高质量适应各种高温零部件表面情况。

实施例3

如图2及图3所示，一种高温零件振动水冷底座，包括底座本体1，底座本体1内布置有内部水道2，底座本体1的两个相对的端面上个设有一个冷却水接孔3，冷却水接孔3均与内部水道2连通，冷却水接孔3外部连有冷却水管4，底座本体1上设有测温传感器5。

底座本体1用于加工内部水道2的加工端面上设有内凹的第一螺纹结构6，第一螺纹结构6上安装有堵头7。

本实施例中，如图2所示，底座本体1的联接面为平面联接面8，平面联接面8上设有凸出的第二螺纹结构9，底座本体1通过第二螺纹结构9与高温零件10螺纹固定。

本实施例使用时，如图4所示，通过第二螺纹结构9将底座本体1螺纹固定在高温零件10上，将两根冷却水管4分别连在两个冷却水接孔3上，通过水冷，结合测温传感器5，有效控制工作安全温度，可以高质量适应各种高温零部件表面情况。

上述实施例在结构设计上，一方面需要保证结构冷却达到降温要求(通常排气歧管壁面温度约550℃以上，按160℃温度环境要求，需要降温400℃以上)，另一方面需要保证结构固有频率高于高温部件固有频率一倍以上(通常考虑2000Hz)，从而保证结构满足零件高温工作环境条件、及避免结构引入的非零件振动特性。

由于结构固有频率与材料、尺寸、质量相关，同时降温冷却效果与冷却介质、介质供给压力、结构材料及尺寸相关，为此结构很难实现直接设计即可满足要求，设计工作存在预定材料、尺寸、结构等条件，通过相关理论验算、再调整、再验算的过程进行调试确认。即便如此，由于验算误差，还是需要最终的结构验证试验，才可以最终确定底座结构。

具体而言，在结构刚度设计方面，其应用对象为EGR排气管、排气蝶阀、排气歧管、增压器(涡轮侧)等零件，这些零件质量差异大、结构固有频率宽，为此对测量辅助的结构有质量轻、固有频率高的设计要求。通常发动机激励产生的零部件频谱分析范围在0～1000Hz，为此本结构固有频率尽量高(不低于2000Hz)，同时还需要尽量降低结构质量，为此需要进行设计验算分析。

高温零件振动水冷底座的结构质量、固有频率和结构刚度满足如下关系：

1/f＝T＝2π×sqrt(m/k)

式中，f为固有频率(Hz)，T为周期(s)，m为结构质量(kg)，k为结构刚度(N/m)，高温零件振动水冷底座的固有频率不低于2000Hz。

按结构固定频率2000～3000Hz为目标，推荐结构材料与结构见表1，结构刚度与固有频率验算结果如图5所示，表1振动水冷底座结构材料与尺寸

可见，结构质量、固有频率、结构刚度存在相互制约的关系，结构刚度大其固有频率高，而结构刚度大往往不利于冷却，为此又会通过提高结构尺寸(即质量提升)改善冷却，但随之结构固有频率下降，这又需要更大的刚度。

在结构冷却设计方面，在上述结构尺寸与材料条件下，通过散热功率分析，获得水供给压力条件下等效截面尺寸，预算结构冷却设计，对高温零件振动水冷底座的各项参数进行验算，验算公式如下：

W＝γ×Δt×A/h

V＝SQRT(2D’×(P1-P2)/(ρ×λ×L))

Q＝W/C/ΔT

D＝2×SQRT(Q/V×10^3/π)

式中，W为底座散热功率(kW)，γ为换热系数(w/(m.K))，Δt为结构降温(℃)，A为结构底面积(m^2)，h为结构厚度(m)，V为水流速，D’为结构预置等效水力直径(m)，P1为结构供给压力(kPa)，P2为结构出水压力(kPa)，ρ为介质密度(kg/m^3)，λ为结构流阻系数，L为结构水力长度(m)，Q为水流量(L/min)，C为比热容(kJ/(kg.K))，ΔT为进出水温差(℃)，D为结构等效水力直径(m)。

具体而言，先设定结构降温Δt，评估结底座散热功率W和水流速V，再根据底座散热功率W评估水流量Q的需求，结合水流量Q与水流速V获得结构等效水力直径D的结果，如结构等效水力直径D过大而不能满足结构尺寸要求，调整结构降温Δt，直至满足要求。结合表1结构方案，验算不同方案结构降温水平下结构等效水力直径结果见图6。可见，在200kPa供水压力条件下，由不锈钢材料具备较低的导热系数，可以在较小的冷却水条件下适应更高温的工作环境。

其中，图6中，方案1降温50℃、方案2降温120℃、方案3降温80℃、方案4降温500℃。

结合结构及上述设计方案，制作方法包括如下步骤：

A)底座本体1为立方体结构，纵横均布加工端孔φb，其尺寸按结构等效水力直径D确定，加工端孔制作第一螺纹结构6，分析结构刚度验算，结构方案见表二；

表二结构刚度验算方案

B)底座本体1对角布置冷却水接孔3，冷却水接孔3加工螺纹Ma基于结构等效水力直径D，方便水流均匀冷却底座本体1并与冷却水管4联接，结合表二进行水冷验算见表三；

表三结构水冷验算

C)制作堵头7与底座本体1的第一螺纹结构6的螺纹配合，进行加工后的封堵；

D)底座本体1的联接面可以加工为圆弧联接面11，与圆弧面高温零件10焊接固定，或加工为平面联接面8，平面联接面8上设有凸出的第二螺纹结构9，与平面高温零件10螺纹固定，螺纹尺寸Md(推荐M5)；

E)制作冷却水管4，外径与冷却水接孔3配合，冷却水管内径φc(据表三水冷验算结果确定)；

F)底座本体的端面焊接布置测温传感器5，监测底座温度，防止异常高温损坏加速度计12。

冷底座安装示意参见图4，底座本体1固定安装在高温零件10上，底座上安装加速度计12；通过底座水冷控制传感器工作安全温度。

上述步骤完成并检验良好后可以投产使用。

本技术方案，设计验算完整、加工工艺简单、实施快捷，可以高质量适应各种高温零部件表面情况。同时本技术方案可以保证常规加速度(<200℃)对高温零部件(700℃)的振动准确识别。

上述实施例使用时，可以针对重型柴油机排气管、EGR排气管等高温零部件进行振动识别应用。

运用本技术方案4，制作不锈钢水冷底座，通过底座焊接安装，利用发动机冷却水冷却底座，实现了良好的高温零部件振动识别，主要结果参见图7、图8和图9。

对高温零件振动水冷底座工作温度进行监测，同步测量高温排气温度、高温零部件表面温度，相对温度变化情况见图10，可见水冷底座结构设计优于预期，可以有效降低85％的热负荷，按700℃排气温度计算，可以将温度降低至105℃，保证常规高温加速度计12良好应用。

上述实施应用可以看到，该不能发明可以为发动机高温零件振动识别提供高质量的技术方案，通过大量的发动机高温零部件振动识别应用，完全具备工程应用价值。

另外，在对高温零件振动水冷底座的各项参数进行验算时，验算公式中：

W＝γ×Δt×A/h

V＝SQRT(2D’×(P1-P2)/(ρ×λ×L))

Q＝W/C/ΔT

D＝2×SQRT(Q/V×10^3/π)

式中，W为底座散热功率(kW)，γ为换热系数(w/(m.K))，Δt为结构降温(℃)，A为结构底面积(m^2)，h为结构厚度(m)，V为水流速，D’为结构预置等效水力直径(m)，P1为结构供给压力(kPa)，P2为结构出水压力(kPa)，ρ为介质密度(kg/m^3)，λ为结构流阻系数，L为结构水力长度(m)，Q为水流量(L/min)，C为比热容(kJ/(kg.K))，ΔT为进出水温差(℃)，D为结构等效水力直径(m)。

其中，先设定：Δt＝400℃，ρ＝1000kg/m^3，C＝3.67kJ/(kg.K)，ΔT为10～15℃，然后评估结底座散热功率W和水流速V，再根据底座散热功率W评估水流量Q的需求，结合水流量Q与水流速V获得结构等效水力直径D的结果，如结构等效水力直径D过大而不能满足结构尺寸要求，调整结构降温Δt，直至满足要求。

总体而言，本发明针对发动机高温零部件热振动识别，提出一种水冷底座结构，一方面可以适应复杂零件表面的可靠配合，另一方面轻质高刚度结构及有效降温效果，保证常规高温加速度计12在许用温度范围内对发动机高温零部件良好识别应用。通过纵横水道、对角水冷接口、弧面或螺纹配合联接形态、底座温度监测，具备重量小、刚度大、适用广的特点。且设计与制作流程说明完整，包括结构尺寸设计方法、结构冷却设计方法及预算流程。

本发明高温零件振动水冷底座及其设计制作方法，设计验算完整、加工工艺简单、实施快捷，可以高质量适应各种高温零部件表面情况；同时本技术方案可以保证常规加速度(<200℃)对高温零部件(700℃)的振动准确识别；一方面可以适应复杂零件表面的可靠配合，另一方面轻质高刚度结构及有效降温效果，保证常规高温加速度计12在许用温度范围内对发动机高温零部件良好识别应用；且具备重量小、刚度大、适用广的特点。

最后，应当指出，以上内容是结合具体实施方式对发明所做的进一步详细说明，不能认为本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所做出的简单替换，都应当视为属于本本发明的保护范围。以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

同时，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。

对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高温零件振动水冷底座，包括底座本体(1)，其特征在于：所述底座本体(1)内布置有内部水道(2)，所述底座本体(1)的两个相对的端面上个设有一个冷却水接孔(3)，所述冷却水接孔(3)均与所述内部水道(2)连通，所述冷却水接孔(3)外部连有冷却水管(4)，所述底座本体(1)上设有测温传感器(5)。

2.根据权利要求1所述高温零件振动水冷底座，其特征在于：所述底座本体(1)用于加工所述内部水道(2)的加工端面上设有内凹的第一螺纹结构(6)，所述第一螺纹结构(6)上安装有堵头(7)。

3.根据权利要求1所述高温零件振动水冷底座，其特征在于：所述底座本体(1)的联接面为圆弧联接面(11)。

4.根据权利要求1所述高温零件振动水冷底座，其特征在于：所述底座本体(1)的联接面为平面联接面(8)，所述平面联接面(8)上设有凸出的第二螺纹结构(9)。

5.根据权利要求3所述高温零件振动水冷底座，其特征在于：所述底座本体(1)通过所述圆弧联接面(11)焊接安装在高温零件(10)上。

6.根据权利要求4所述高温零件振动水冷底座，其特征在于：所述底座本体(1)通过所述第二螺纹结构(9)与高温零件(10)螺纹固定。

7.一种如权利要求1～6任一项所述高温零件振动水冷底座的设计制作方法，其特征在于：所述高温零件振动水冷底座的结构质量、固有频率和结构刚度满足如下关系：

1/f＝T＝2π×sqrt(m/k)

式中，f为固有频率(Hz)，T为周期(s)，m为结构质量(kg)，k为结构刚度(N/m)，所述高温零件振动水冷底座的固有频率不低于2000Hz。

8.根据权利要求7所述高温零件振动水冷底座的设计制作方法，其特征在于：对所述高温零件振动水冷底座的各项参数进行验算，验算公式如下：

W＝γ×Δt×A/h

V＝SQRT(2D’×(P1-P2)/(ρ×λ×L))

Q＝W/C/ΔT

D＝2×SQRT(Q/V×10^3/π)

式中，W为底座散热功率(kW)，γ为换热系数(w/(m.K))，Δt为结构降温(℃)，A为结构底面积(m^2)，h为结构厚度(m)，V为水流速，D’为结构预置等效水力直径(m)，P1为结构供给压力(kPa)，P2为结构出水压力(kPa)，ρ为介质密度(kg/m^3)，λ为结构流阻系数，L为结构水力长度(m)，Q为水流量(L/min)，C为比热容(kJ/(kg.K))，ΔT为进出水温差(℃)，D为结构等效水力直径(m)。

9.根据权利要求8所述高温零件振动水冷底座的设计方法，其特征在于：先设定结构降温Δt，评估结底座散热功率W和水流速V，再根据底座散热功率W评估水流量Q的需求，结合水流量Q与水流速V获得结构等效水力直径D的结果，如结构等效水力直径D过大而不能满足结构尺寸要求，调整结构降温Δt，直至满足要求。

10.根据权利要求9所述高温零件振动水冷底座的设计制作方法，其特征在于：制作方法包括如下步骤：

A)所述底座本体(1)为立方体结构，纵横均布加工端孔，其尺寸按结构等效水力直径D确定，加工端孔制作第一螺纹结构(6)；

B)所述底座本体(1)对角布置所述冷却水接孔(3)，所述冷却水接孔(3)加工螺纹基于结构等效水力直径D，方便水流均匀冷却所述底座本体(1)并与冷却水管(4)联接；

C)制作堵头(7)与所述底座本体(1)的第一螺纹结构(6)的螺纹配合，进行加工后的封堵；

D)所述底座本体(1)的联接面可以加工为圆弧联接面(11)，与圆弧面高温零件(10)焊接固定，或加工为平面联接面(8)，所述平面联接面(8)上设有凸出的第二螺纹结构(9)，与平面高温零件(10)螺纹固定；

E)制作冷却水管(4)，外径与所述冷却水接孔(3)配合；

F)所述底座本体的端面焊接布置测温传感器(5)，监测底座温度，防止异常高温损坏加速度计(12)。

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