擺臂類零件耐久度試驗(yàn)臺(tái)架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，特別是涉及一種擺臂類零件耐久度試驗(yàn)臺(tái)架。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車底盤懸架中，尤其是麥弗遜式懸架和雙橫臂式懸架中，擺臂起著舉足輕重的重用，其疲勞耐久度關(guān)涉行車安全。車輛在使用過(guò)程中，擺臂球銷的位置受到多方向載荷的作用。
[0003]圖1所示為現(xiàn)有的一種轎車的雙橫臂式懸架的示意圖。在該雙橫臂式懸架10中，下擺臂11右側(cè)的兩個(gè)襯套12固定于副車架上，且該兩個(gè)襯套12同軸設(shè)置，使下擺臂11可繞該軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。減震器13的下叉形臂14與下擺臂11中部襯套15的內(nèi)圈通過(guò)螺栓固聯(lián)。下擺臂11中部襯套15的內(nèi)圈和外圈之間為橡膠，在載荷作用下內(nèi)圈及減震器13可相對(duì)于下擺臂11轉(zhuǎn)動(dòng)。擺臂球銷16與轉(zhuǎn)向節(jié)17通過(guò)錐形孔連接。
[0004]如圖2所示，當(dāng)車輪受到地面載荷時(shí)，引起轉(zhuǎn)向節(jié)17運(yùn)動(dòng)，擺臂球銷16的位置隨之受載。擺臂球銷16在某一時(shí)刻所受的載荷可以分解為Fx、Fy、Fz三個(gè)分力。擺臂球銷16受到的Fx和Fy由下擺臂11右側(cè)的兩個(gè)襯套12平衡，而Fz則由減震器13來(lái)平衡。在進(jìn)行擺臂的疲勞耐久度試驗(yàn)時(shí)，需要從X、Y、Z三個(gè)方向?qū)[臂球銷16施加載荷，然而，現(xiàn)有的試驗(yàn)臺(tái)架一般僅沿某一方向進(jìn)行單軸加載疲勞試驗(yàn)，未能模擬多軸工況，造成臺(tái)架試驗(yàn)的疲勞失效模式與實(shí)際工況不一致。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種可以模擬擺臂類零件實(shí)際受力情況的擺臂類零件耐久度試驗(yàn)臺(tái)架。
[0006]本發(fā)明提供的擺臂類零件耐久度試驗(yàn)臺(tái)架，包括作動(dòng)器、試驗(yàn)樣件固定架及多分力加載機(jī)構(gòu)，試驗(yàn)樣件用于固定于試驗(yàn)樣件固定架上且與多分力加載機(jī)構(gòu)相連，作動(dòng)器與多分力加載機(jī)構(gòu)相連，通過(guò)多分力加載機(jī)構(gòu)對(duì)試驗(yàn)樣件同時(shí)施加多個(gè)方向的作用力。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述試驗(yàn)樣件為擺臂，所述作動(dòng)器包括X向作動(dòng)器、Y向作動(dòng)器和Z向作動(dòng)器，所述X向作動(dòng)器、Y向作動(dòng)器和Z向作動(dòng)器通過(guò)所述多分力加載機(jī)構(gòu)對(duì)所述擺臂的球銷施加三個(gè)方向的作用力。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述擺臂類零件耐久度試驗(yàn)臺(tái)架還包括龍門架、X向反力架和Y向反力架，所述X向作動(dòng)器和所述Y向作動(dòng)器分別與所述X向反力架和所述Y向反力架相連，所述Z向作動(dòng)器與所述龍門架相連。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述龍門架包括立柱及位于立柱之間的橫梁，所述Z向作動(dòng)器通過(guò)夾板和螺栓固定至所述橫梁上。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述立柱上設(shè)有多組固定孔，所述立柱的設(shè)有固定孔的部分的長(zhǎng)度大于所述橫梁的高度，且所述立柱在所述固定孔的下方設(shè)有限位塊。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述多分力加載機(jī)構(gòu)包括內(nèi)圈、外圈及側(cè)板,所述內(nèi)圈安裝于所述外圈內(nèi)且可相對(duì)所述外圈轉(zhuǎn)動(dòng)，所述側(cè)板安裝于所述內(nèi)圈上且可隨所述內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，所述擺臂的球銷安裝于所述內(nèi)圈上，所述X向作動(dòng)器和所述Y向作動(dòng)器安裝于所述外圈上，所述Z向作動(dòng)器安裝于所述側(cè)板上。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述多分力加載機(jī)構(gòu)的外圈的上下兩端設(shè)有X向作動(dòng)器安裝孔，所述外圈的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)邊設(shè)有Y向作動(dòng)器安裝孔，所述多分力加載機(jī)構(gòu)的側(cè)板的左右兩端固定有Z向作動(dòng)器連接板，所述Z向作動(dòng)器連接板上設(shè)有Z向作動(dòng)器安裝孔，所述X向作動(dòng)器安裝孔、Y向作動(dòng)器安裝孔及Z向作動(dòng)器安裝孔的軸線均通過(guò)球銷中心。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述三種作動(dòng)器的加載端均具有兩個(gè)相對(duì)的加載桿，所述加載桿的自由端均設(shè)有桿端軸承，所述三種作動(dòng)器的加載端均通過(guò)穿入所述桿端軸承和所述作動(dòng)器安裝孔的固定元件固定至所述多分力加載機(jī)構(gòu)上。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述X向作動(dòng)器的靠近Z向作動(dòng)器的加載桿上設(shè)有供所述Z向作動(dòng)器的對(duì)應(yīng)加載桿穿過(guò)的通孔。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述多分力加載機(jī)構(gòu)的內(nèi)圈包括縱梁及位于縱梁之間的中間橫梁，所述縱梁的外側(cè)面為與所述外圈的內(nèi)側(cè)面配合的圓弧，所述擺臂的球銷穿過(guò)且被固定于所述中間橫梁上，所述縱梁上設(shè)有側(cè)板固定孔，所述側(cè)板通過(guò)穿入所述側(cè)板和所述側(cè)板固定孔的固定元件固定至所述內(nèi)圈上。
[0016]本發(fā)明的擺臂類零件耐久度試驗(yàn)臺(tái)架利用作動(dòng)器及多分力加載機(jī)構(gòu)組成多分力加載系統(tǒng)，能夠?qū)[臂類零件受到的載荷分解為多個(gè)分力(或多向位移)。利用多個(gè)應(yīng)變片(或位移傳感器)采集路面的載荷歷程(即載荷譜)，在試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行迭代，得到受力位置的多向載荷歷程。然后在臺(tái)架上播放迭代所得的載荷譜，真實(shí)再現(xiàn)擺臂類零件在整車試驗(yàn)中的受載歷程，以達(dá)到臺(tái)架試驗(yàn)與整車試驗(yàn)中的失效模式一致的目的。
[0017]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1所示為現(xiàn)有的一種雙橫臂式懸架的組裝狀態(tài)示意圖。
[0019]圖2所示為圖1中的雙橫臂式懸架的部分元件及其球銷的受力情況示意圖。
[0020]圖3所示為本發(fā)明的擺臂類零件耐久度試驗(yàn)臺(tái)架及其試驗(yàn)樣件的組裝示意圖。
[0021]圖4所示為圖3的部分放大示意圖。
[0022]圖5所示為圖3中多分力加載機(jī)構(gòu)的外圈、內(nèi)圈及擺臂球銷的組裝示意圖。
[0023]圖6所示為多分力加載機(jī)構(gòu)與擺臂球銷組裝后沿Z向的剖視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的擺臂類零件耐久度試驗(yàn)臺(tái)架其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0025]如圖3所示，本發(fā)明的擺臂類零件耐久度試驗(yàn)臺(tái)架20包括龍門架21、作動(dòng)器22、反力架23、試驗(yàn)樣件固定架24、多分力加載機(jī)構(gòu)25及應(yīng)變片26(圖4)。
[0026]需要說(shuō)明的是，針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)樣件，本發(fā)明的試驗(yàn)臺(tái)架20所包括的作動(dòng)器22、反力架23、試驗(yàn)樣件固定架24以及應(yīng)變片26的種類和數(shù)量會(huì)有所不同。例如，在測(cè)試圖2所示的雙橫臂懸架10時(shí)，本發(fā)明的試驗(yàn)臺(tái)架20包括三個(gè)作動(dòng)器22、兩個(gè)反力架23、兩個(gè)試驗(yàn)樣件固定架24及三種應(yīng)變片26。該三個(gè)作動(dòng)器22分別為X向作動(dòng)器221、Y向作動(dòng)器222和Z向作動(dòng)器223，該兩個(gè)反力架23分別為X向反力架231和Y向反力架232，該兩個(gè)試驗(yàn)樣件固定架24分別為擺臂固定架241和減震器固定架242，該三種應(yīng)變片26分別為測(cè)定擺臂在X、Y、Z三個(gè)方向受力的應(yīng)變片，即用于測(cè)定Fx的應(yīng)變片261、用于測(cè)定Fy的應(yīng)變片262及用于測(cè)定Fz的應(yīng)變片263。
[0027]下面即以本發(fā)明用于測(cè)試圖2所示的雙橫臂懸架10為例對(duì)本發(fā)明的擺臂類零件耐久度試驗(yàn)臺(tái)架20進(jìn)行說(shuō)明。
[0028]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3，龍門架21固定于鐵地板上，其整體上呈“H”形。龍門架21包括兩根立柱211及位于該兩根立柱211之間的橫梁212。立柱211包括底座211a、立板211b及側(cè)板211c。立柱211的底座211a上開設(shè)有長(zhǎng)條形孔211d，以調(diào)整龍門架21在鐵地板上的安裝位置。立柱211的立板211b上部開設(shè)有多組固定孔211e，用于通過(guò)螺栓等固定元件將橫梁212固定至立柱211上。立板211b上設(shè)有固定孔211e的部分的長(zhǎng)度大于橫梁212的高度，從而可以通過(guò)將橫梁212置于立柱211的不同高度處，使位于不同高度處的固定孔211e作為安裝橫梁212的安裝孔，而調(diào)整橫梁212在立柱211上的高度。在保證強(qiáng)度、剛度的前提下，立柱211的側(cè)板211c上開有若干矩形孔211f，以減輕龍門架21的重量。橫梁212由“工”字鋼制成，其兩端設(shè)有兩個(gè)帶固定孔的固定片212a，以將橫梁212固定至立柱211上。另外，為了防止橫梁212在安裝過(guò)程中突然跌落而對(duì)人員造成傷害，立柱211的立板211b上還設(shè)有限位塊211g，該限位塊211g位于立板211b上設(shè)有固定孔211e的部分的上下方。
[0029]作動(dòng)器22在本實(shí)施例中可以為但不限于液壓作動(dòng)器，其中，X向作動(dòng)器221和Y向作動(dòng)器222分別通過(guò)X向反力架231和Y向反力架232固定至鐵地板上。Z向作動(dòng)器223則通過(guò)夾板213和螺柱214固定至龍門架21的橫梁212上。與立柱211的底座211a相類似，X向反力架231和Y向反力架232的底座上也設(shè)有長(zhǎng)條形孔，用于調(diào)整X向反力架231和Y向反力架232在鐵地板上的安裝位置。為了調(diào)整X向作動(dòng)器221和Y向作動(dòng)器222相對(duì)于鐵地板的高度，X向反力架231和Y向反力架232上分別設(shè)有可供X向作動(dòng)器221和Y向作動(dòng)器222的固定元件滑動(dòng)的T形滑槽231a。為了使作動(dòng)器22可以隨下擺臂11的運(yùn)動(dòng)而靈活運(yùn)動(dòng)并給下擺臂11施加作用力，各作動(dòng)器22的尾部均安裝有球鉸，且各作動(dòng)器22的加載端均設(shè)有“U”形叉，并在U形叉的開口端設(shè)有桿端軸承。具體而言，各作動(dòng)器22的加載端均包括兩根相互平行的加載桿224以及與該兩根加載桿224垂直相連的連接桿225。桿端軸承即設(shè)于各加載桿224的自由端。另外，為了防止作動(dòng)器22與多分力加載機(jī)構(gòu)25相連時(shí)發(fā)生作動(dòng)器22的加載端之間的相互碰撞和干涉，在X向作動(dòng)器221的靠近Z向作動(dòng)器223的加載桿224上還開設(shè)有一個(gè)可供Z向作動(dòng)器223的對(duì)應(yīng)加載桿224穿過(guò)的通孔226。
[0030]擺臂固定架241和減震器固定架242均由鋼板焊接而成，且均通過(guò)螺栓固定至鐵地板上。擺臂固定架241和減震器固定架242上還分別設(shè)有擺臂安裝孔和減震器安裝孔。下擺臂11的襯套端和減震器13的頂部分別通過(guò)擺臂安裝孔和減震器安裝孔固定至擺臂固定架241和減震器固定架242上。多分力加載機(jī)構(gòu)25與擺臂球銷16和作動(dòng)器22相連。
[0031]如圖4至圖6所7K，多分力加載機(jī)構(gòu)25包括一個(gè)外圈251、一個(gè)內(nèi)圈252、兩塊側(cè)板253及兩塊Z向作動(dòng)器連接板254。其中，外圈251的內(nèi)側(cè)面為圓形，而其外側(cè)具有四個(gè)平面251a-251d，這四個(gè)平面分別為位于外圈251頂部和底部的兩個(gè)水平面251a和251b及位于上部水平面251a右側(cè)的側(cè)斜面251c和位于下部251b水平面左側(cè)的側(cè)斜面251d，上述兩個(gè)側(cè)斜面251c和251d相互平行，且上述四個(gè)平面251a-251d上均設(shè)有螺紋孔，這四個(gè)螺紋孔分別作為X向作動(dòng)器安裝孔和Y向作動(dòng)器安裝孔，以通過(guò)穿入對(duì)應(yīng)安裝孔的螺栓等固定元件將X向作動(dòng)器221和Y向作動(dòng)器222的加載端固定至多分力加載機(jī)構(gòu)25上。需要說(shuō)明的是，這些螺紋孔的軸線均通過(guò)球銷中