(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210584503.2 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 云南西仪 工业股份有限公司 地址 650114 云南省昆明市西山区海口镇 200号信箱科技委 (72)发明人 侯飞　崔治中　冀会平　张涛涛　 李红　张勇　柳鹏增　 (74)专利代理 机构 昆明今威专利商标代理有限 公司 53115 专利代理师 邵会昌　赵云 (51)Int.Cl. G01N 3/36(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种用于连杆轴 向横向疲劳试验的装置及 方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于连杆轴 向横向疲劳 试验的装置及方法， 主要用于发动机连杆轴向 拉、 压力和横向抗弯力疲劳性能的试验。 主要技 术方案： 在实验平台上， 固定左右立柱， 立柱上下 分别固定上下梁， 右立柱上安装一块背板， 构成 框架； 由夹持机构上部与螺杆固定连接， 下部与 轴向活塞推 拉杆连接； 将横向力作动缸安装在联 接板上， 横向力作动缸的活塞连接推杆， 推杆端 对向连杆质 心区域。 本发明通过试用证明： 从根 本上克服了原来只能进行轴向拉、 压力疲劳试验 的现象,实现了同时进行连杆轴向拉、 压力和横 向抗弯力疲 劳试验， 达到向专业的工厂和研究机 构提供全面客观的试验依据,更好地为连杆的研 发和生产服 务。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 114894646 A 2022.08.12 CN 114894646 A 1.一种用于连杆轴向横向疲劳试验的装置及方法,  其特征在于： 装置包含下梁 （1） ， 第 一螺栓 （2） 、 套 （3） 、 推杆 （4） 、 活塞套 （5） 、 联接板 （6） 、 背板 （7） 、 第二螺栓 （8） 、 横向力作动缸 （9） 、 上盖 （10） 、 小 孔芯轴 （11） 、 上座 （12） 、 右立柱 （13） 、 连接螺杆 （14） 、 上梁 （15） 、 螺母 （16） 、 第三螺栓 （17） 、 左立柱 （18） 、 下盖 （19） 、 大孔芯轴(20)、 下座(21)、 轴向活塞推拉杆22、 轴向 力作动缸(23)、 实验平台(24)、 油压站(25)、 控制器(26)， 具体结构， 在 实验平台 （24） 上， 通 过螺纹固定连接左立柱 （18） 和右立柱 （13） ， 两立柱下部穿过下梁 （1） 的孔用第一螺栓 （2） 固 紧， 两立柱上部通过第三螺栓 （17） 固定安装上梁(15)， 右立柱上通过螺钉安装一块背板 (7)， 背板侧面装有第二螺栓(8)， 就此构成装置的主要框架； 由上座 （12） 、 上盖 （10） 及小孔 芯轴 （11） ， 通过第三螺栓 （17） 组成上夹持， 由下盖(19)、 下座(21)， 通过第三螺栓(17)组成 下夹持， 上下夹持结合构成夹持机构； 夹持机构上部与连接螺杆(14)连接， 连接螺杆穿过上 梁(15)用螺母(16)锁紧固定， 夹持机构下部与轴向活塞推拉杆(22)螺纹连接， 轴向活塞推 拉杆穿过套 （3） 后再与轴向力作动缸(23)的活塞连接； 将横向力作动缸(9)通过第二螺栓 （8） 安装在联接板 （6） 上， 横向力作动缸(9)的活塞连接推杆(4)， 推杆端对向连杆质心区域 （D） ； 将轴向力作动缸 （23） 、 横向力作动缸 （9） 的油管和电源信息线路分别与油压站和控制 器联接。 2.根据权利要求1所述的用于连杆轴向横向疲劳试验的装置及方法， 其特征在于： 装置 试验操作步骤为， a、 试验样 品的安装， 拧松连杆螺栓C和连杆盖B， 套入大孔芯轴20， 将连杆 螺栓拧紧， 再套入小孔芯轴11， 用下盖19、 上盖10固定； b、 横向力作动缸的调试， 将横向力作 动缸9及推杆4调整到与水平成150， 使推杆前端面与连杆重心区域D外侧接触， 调试好后将 第二螺栓8固紧； c、 试验载荷输入及设置， 在装置的控制器内， 分别输入轴向试验载荷和横 向试验载荷， 轴向试验载荷 包括载荷幅值、 平均载荷值及试验频率， 横向试验载荷 包括载荷 幅值、 平均载荷值及试验频率， 输入参数后， 设置试验急停控制程序， 当样品轴向被位移拉 长大于1mm或压缩 大于1mm时自动停机， 当样品横向偏移轴向大于2mm时自动停机， 试验时控 制器控制轴向力作动缸23和横向力作动缸9同步开机运行； d、 试验停止， 样品经过1000万次 的疲劳循环后停机， 退回横向推杆4脱离与样品的接触， 关闭油压， 分别拧开夹具紧固螺栓， 取出样品和登记试验数据； e、 试验数据处理， 每一种规格的连杆中每批抽出9支， 其中一支 为首件试验品， 其 余8支作为 正式试验样品分为四个组， 对每组样品须 逐一试验。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114894646 A 2一种用于连杆轴向横向疲劳试验的装 置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及一种 发动机连杆疲劳可靠性试验方法， 主要用于连杆轴向拉、 压力和 横向抗弯力疲劳性能的试验， 验证连 杆疲劳性能是否满足连 杆产品的性能要求。 背景技术 [0002]连杆作为发动机核心部件 （见图1） ， 由连杆体A、 连杆盖B、 连杆螺栓C组成， 在设计、 试制及装机前， 要对连杆进行单体疲劳试验， 考核验证连杆的疲劳可靠性， 现行连杆疲劳试 验是参照国标GB/T3075 ‑2008， 金属材料轴向力疲劳试验方法进行的， 即在连杆大、 小头孔 轴心连线 上施加轴向正弦波交变载荷力试验的， 此状态是模拟连杆运行在曲轴转角和连杆 摆角都为零度时的工作状态， 以连杆大、 小头孔力为作用点， 考核连杆承受1000万次(一次 为一个正弦波周期)轴向力的能力， 测出连杆承受拉压交变载荷的能力， 试验确定连杆承受 不破断的载荷值与破断的载荷值， 按标准 （试验载荷值除以理论载荷值等于安全系数） 计算 出连杆承受50%存活率载荷下的安全系数， 根据技术要求， 安全系数大于或等于1.6时， 判定 连杆样品疲劳试验为 合格， 安全系数小于1.6时， 判定连 杆样品疲劳试验不 合格。 [0003]该试验方法， 是以连杆轴向受力的疲劳试验方法， 只能是轴向受力的疲劳试验， 存 在的缺陷是， 没有依据连杆在发动机内运转的实际情况进行试验， 即没有连杆大孔绕曲轴 360度旋转和连杆小头孔绕活塞销摆动时的受力以及连杆质量产生的惯性力作用， 同样也 就不能反映连杆失效的的真实原因， 实践 中通过主机厂统计， 多 数连杆破断现象， 发生过程 都集中在连杆杆身先弯曲后断裂， 因此所得到的数据或结果缺 乏准确的客观依据,给发动 机连杆失效分析带来一大难度。 这个 问题对于我们专业的厂家和研究机构来说， 是一个十 分重要的技 术难题。 发明内容 [0004]本发明要解决的主要技术问题和目的是： 针对现有的疲劳试验方法存在的缺陷， 提供一种用于连杆轴向横向疲劳试验的方法,同时进行连杆轴向拉、 压力和横向抗弯力疲 劳性能的试验， 取代原 来的连杆疲劳试验方法,从根本上克服只能进 行轴向拉、 压力疲劳性 能试验的现象,达到 向专业的工厂和研究机构提供全面客观的试验依据,为连杆研发生产 服务。 [0005]本发明的主要技术方案： 装置包含下梁， 第一螺栓、 套、 推杆、 活塞套、 联接板、 背 板、 第二螺栓、 横向力作动缸、 上盖、 小孔芯轴、 上座、 右立柱、 连接螺杆、 上梁、 螺母、 第三螺 栓、 左立柱、 下盖、 大孔芯轴、 下座、 轴向活塞推拉杆、 轴向力作动缸、 实验平台、 油压站、 控制 器， 具体结构， 在实验平台上， 通过螺纹固定连接左立柱和右立柱， 两立柱下部穿过下梁的 孔用第一螺栓固紧， 两立柱上部通过第三螺栓固定安装上梁， 右立柱上通过螺钉安装一块 背板， 背板侧面装有第二螺栓， 就此构成装置的主要框架； 由上座、 上盖及小孔芯轴， 通过第 三螺栓组成上加持， 由下盖、 下座， 通过第三螺栓组成下夹持， 上下夹持结合构成夹持机构； 夹持机构上部与连接螺杆连接， 连接螺杆穿过上梁用螺母锁紧固定， 夹持机构下部与轴向说　明　书 1/4 页 3 CN 114894646 A 3