CN101051002A - 车身刚性试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种车身刚性试验台，由扭转装置和固定装置两大部分组成。其中扭转装置由旋转机构、滑块机构和四杆铰链机构组成；旋转机构包括旋转梁、轴承座和旋转梁支柱；滑块机构由滑块和滑块锁紧块组成，装在旋转梁上；四杆铰链机构由无间隙关节轴承座、关节轴承、连杆、无间隙连接夹具、稳定杆和稳定杆锁紧块组成；固定装置由固定梁、固定梁支柱、滑块机构、固定支承座、连杆、关节轴承和无间隙连接夹具组成。本试验台对影响性能不稳定和重复测试数据再现不可靠主要因素的关节轴承座，刚性试验台的扭转装置、固定装置、夹具连接装置等进行了改进，一方面加强了旋转梁、固定梁的自身刚性，另一方面保证了试验的测试精度。

Description

车身刚性试验台

                                技术领域

本发明涉及一种用于汽车产品开发中车身的弯曲刚性和扭转刚性试验的试验装置。

                                背景技术

随着汽车开发国产化发展的需求，车身结构设计的刚性技术指标能否满足设计要求，判定它的方法只有通过刚性试验来得出结论。车身刚性试验台是汽车产品开发中不可缺少的一种试验设备，通过试验测试数据的结果，能及时反映出设计中存在的缺陷或薄弱环节，为设计修改提供依据，以保证产品的设计质量，缩短产品开发周期。

车身刚性试验台由于适用范围较为专一，故各使用单位的车身刚性试验台都为自己设计制造的非标试验台，在试验台的扭转装置部分，其工作原理基本相同(分两铰和四铰机构)，在固定装置部分，有采用立柱固定和龙门固定方式。这些车身刚性试验台普遍存在着性能不稳定，重复测试数据再现不可靠和改变车型装夹困难的技术难题。

                                发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种车身刚性试验台，对影响性能不稳定和重复测试数据再现不可靠主要因素的关节轴承座，刚性试验台的扭转装置、固定装置，夹具连接装置等进行了改进，以加强旋转梁、固定梁的自身刚性，保证试验的测试精度，保证产品的设计质量，缩短产品开发周期。

本发明的技术方案如下：

一种车身刚性试验台，由扭转装置和固定装置两大部分组成，其中：

(1)扭转装置由旋转机构、滑块机构和四杆铰链机构组成：

所述旋转机构包括旋转梁、轴承座和旋转梁支柱，在旋转梁支柱上端安装一对轴承座，旋转梁的转轴和轴承分别装在轴承座内，旋转梁在受外力时以轴承座为支点转动；

所述滑块机构由滑块和滑块锁紧块组成，装在旋转梁上，当锁紧机构处于解锁状态时，锁紧机构能沿旋转梁轴向任意移动，反之被固定锁紧。

所述四杆铰链机构由无间隙关节轴承座、关节轴承、连杆、无间隙连接夹具、稳定杆和稳定杆锁紧块组成，关节轴承与连杆、稳定杆采用螺纹连接，分别连接在连杆和稳定杆两端，连杆一端的关节轴承与无间隙关节轴承座连接，另一端与无间隙连接夹具连接，同样稳定杆一端的关节轴承与无间隙关节轴承座连接，另一端与稳定杆锁紧块连接；

上述四杆铰链机构的无间隙关节轴承座与滑块机构的滑块用螺纹连接固紧，稳杆定锁紧块与连杆锁死，即形成完整的扭转装置；

(2)固定装置由固定梁、固定梁支柱、滑块机构、固定支承座、连杆、关节轴承和无间隙连接夹具组成；固定梁与固定梁支柱连接形成一龙门框架，在固定梁上装有滑块机构，在滑块机构的滑块上用螺纹连接将固定支承座连接固紧，固定支承座上连接连杆，连杆上端通过关节轴承与无间隙连接夹具连接。

所述无间隙关节轴承座由轴承座体、锁紧螺钉、轴、锁紧块和关节轴承组成，关节轴承通过轴装配在轴承座体中，并由锁紧螺钉和锁紧块锁紧。

所述无间隙连接夹具由夹具本体、轴、锁紧块、锁紧螺钉和关节轴承组成，关节轴承通过轴装配在夹具本体中，并由锁紧螺钉和锁紧块锁紧。

发明效果

1、刚性试验台的自身刚性，刚性试验台的自身刚性对测试的性能和精度同样有较大的影响，刚性试验台的自身刚性不足就难以克服车身的自身刚性这也同样导致性能不稳定和重复测试数据再现不可靠，故在车身刚性试验台的旋转、固定梁及它们的支柱在设计中采用优质型材焊接组合成矩形框梁的结构来加强旋转、固定梁的自身刚性，对固定装置选用了具有交好稳定性的龙门固定方式以满足试验要求。

2、车身刚性试验应用四杆铰链机构和活动铰机构的原理保证了理论原形再现，在四杆铰链机构和活动铰的设计中选用关节轴承和无间隙关节轴承座、无间隙连接夹具设计保证了试验的测试精度，滑块机构的改进设计使试验台适用范围拓展。其中：

(1)无间隙关节轴承座，该轴承座采用half对抱的原理，应用锁紧装置将装在关节轴承上的轴抱死在轴承座上，消除轴与轴承座的装配间隙。由于该轴承座采half对抱的原理在使用中可以随时调整锁紧装置，因此解决了轴承座因载荷大，轴和孔磨损快而产生的间隙导致轴与孔径向串动而影响性能不稳定和重复测试数据再现不可靠的问题。

(2)无间隙连接夹具，采用与无间隙关节轴承座采用同样的原理来消除轴与轴承座的间隙。在夹具连接的部位，设计了一连接通用接口确保与不同车型车身的连接，由于无间隙连接夹具采用half对抱的原理使夹具结构更为紧凑，给车身装夹带来极大方便。

(3)滑块机构，滑块机构由滑块和滑块锁紧块组成。滑块和滑块锁紧块分别安装在旋转梁和固定梁上，当改变车型进行检测时，只需将滑块机构解锁，按新车型的轮距移动滑块，调整好轮距锁紧滑块机构，然后安装好车身就能进行检测。由于滑块机构可在旋转梁和固定梁上任意滑动，故检测的车身尺寸范围可在旋转梁和固定梁允许内任意改变，这就拓展了该试验台的适用范围。

车身刚性试验台通过试用，在一年中多个车型开发车身刚性的测试，重复测试精度误差≤3％，完全能满足车身刚性测试的要求，保证了产品的设计质量，缩短了产品开发周期。

                                附图说明

图1是本车身刚性试验台的扭转装置的结构示意图；

图2是本车身刚性试验台的固定装置的结构示意图；

图3是本车身刚性试验台载试验状态的整体结构示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是无间隙连接夹具的结构示意图；

图6是无间隙关节轴承座的结构示意图。

                              具体实施方式

本车身刚性试验台由两大部分组成：

第一部分扭转装置，参见图1

1)在旋转梁支柱1上端安装一对轴承座2，旋转梁8的转轴和轴承分别装在轴承座2内，这时由旋转梁支柱1、轴承座2、旋转梁8组成旋转机构，旋转梁在受外力时就能以轴承座2为支点转动。

2)在旋转梁上装有三个滑块机构，滑块机构由滑块11和滑块锁紧块12组成。当锁紧机构处于解锁状态时，锁紧机构能沿旋转梁轴向任意移动，反之被固定锁紧。

3)四杆铰链机构由无间隙关节轴承座3、关节轴承4、连杆5、无间隙连接夹具6、稳定杆9、稳定杆锁紧块10组成。关节轴承4与连杆5、稳定杆9采用螺纹连接，分别连接在连杆和稳定杆两端。连杆一端的关节轴承4与无间隙关节轴承座3连接，另一端与无间隙连接夹具6连接，同样稳定杆一端的关节轴承4与无间隙关节轴承座3连接，另一端与稳定杆锁紧块连接。将以上装好的部件中的无间隙关节轴承座3按图示与滑块11用螺纹连接固紧，然后将稳杆定锁紧块10按图示与连杆5锁死，就形成完整的扭转装置。

如图5和图6所示如果我们将汽车车身连接在无间隙连接夹具6上，由车身、无间隙关节轴承座3、关节轴承4、连杆5、无间隙连接夹具6、旋转梁8、滑块11和滑块锁紧块12就组成了完整的四杆铰链机构。

第二部分固定装置，参见图2：

固定梁13采用焊接方式与固定梁支柱7连接形成一龙门框架，在固定梁13上同样装有滑块机构，在滑块机构的滑块11上用螺纹连接将固定支承座14连接固紧，按前面所述的方法装配连杆5、关节轴承4、无间隙连接夹具6，然后将连杆5另一端的螺纹旋入固定支承座14的螺孔并拧紧就形成完整的固定装置。

参见图3，无间隙关节轴承座3是由轴承座体31、锁紧螺钉32、轴33、锁紧块34和关节轴承35组成，关节轴承35通过轴33装配在轴承座体31中，并由锁紧螺钉32和锁紧块34锁紧。

参见图4，无间隙连接夹具6由夹具本体61、轴62、锁紧块63、锁紧螺钉64和关节轴承65组成，关节轴承65通过轴62装配在夹具本体61中，并由锁紧螺钉64和锁紧块63锁紧。

以下是车身的刚性试验过程，参见图5和图6：

1)根据汽车车型参数按图示调试

a)按轴距调整旋转梁支柱1与固定梁支柱7的距离。

b)按轮距调整旋转梁和固定梁上滑动机构滑块11间的距离。

2)按图示将车身与无间隙连接夹具6连接固紧，调整稳定杆且锁死。

3)根据测试要求在车身被测部位布置位移传感器或测试仪表。

4)刚性测试

a)扭转刚性试验，按图示将车身装夹好后，在旋转梁的一端逐步施加P1力，扭转装置带动车身的一端旋转，而车身的另一端固定在固定装置上保持禁止，故车身产生扭转变形，布置在车身被测部位的传感器或测试仪表开始记数，当P1力达到规定最大值时，车身扭转变形达到最大，既完成扭转刚性试验，根据车身变形实测的数据可绘出扭转刚性曲线。

b)弯曲刚性试验，按上述方法将车身装夹好，且将旋转梁在水平位置固定好这时旋转梁也形成固定梁。按上述方法布置传感器或测试仪表，按图示在车身中部逐步施加P2力，车身开始产生弯曲变形，P2力达到规定最大值时，车身弯曲变形达到最大，既完成弯曲刚性试验，根据车身变形实测的数据可绘出弯曲刚性曲线。

Claims (3)

1、车身刚性试验台，由扭转装置和固定装置两大部分组成，其特征在于：

(1)扭转装置由旋转机构、滑块机构和四杆铰链机构组成，

所述旋转机构包括旋转梁、轴承座和旋转梁支柱，在旋转梁支柱上端安装一对轴承座，旋转梁的转轴和轴承分别装在轴承座内，旋转梁在受外力时以轴承座为支点转动；

所述滑块机构由滑块和滑块锁紧块组成，装在旋转梁上；

所述四杆铰链机构由无间隙关节轴承座、关节轴承、连杆、无间隙连接夹具、稳定杆和稳定杆锁紧块组成，关节轴承与连杆、稳定杆采用螺纹连接，分别连接在连杆和稳定杆两端，连杆一端的关节轴承与无间隙关节轴承座连接，另一端与无间隙连接夹具连接，同样稳定杆一端的关节轴承与无间隙关节轴承座连接，另一端与稳定杆锁紧块连接；

上述四杆铰链机构的无间隙关节轴承座与滑块机构的滑块用螺纹连接固紧，稳杆定锁紧块与连杆锁死，即形成完整的扭转装置；

(2)固定装置由固定梁、固定梁支柱、滑块机构、固定支承座、连杆、关节轴承和无间隙连接夹具组成；固定梁与固定梁支柱连接形成一龙门框架，在固定梁上装有滑块机构，在滑块机构的滑块上用螺纹连接将固定支承座连接固紧，固定支承座上连接连杆，连杆上端通过关节轴承与无间隙连接夹具连接。

2、根据权利要求1所述的车身刚性试验台，其特征在于：所述无间隙关节轴承座由轴承座体、锁紧螺钉、轴、锁紧块和关节轴承组成，关节轴承通过轴装配在轴承座体中，并由锁紧螺钉和锁紧块锁紧。

3、根据权利要求1所述的车身刚性试验台，其特征在于：所述无间隙连接夹具由夹具本体、轴、锁紧块、锁紧螺钉和关节轴承组成，关节轴承通过轴装配在夹具本体中，并由锁紧螺钉和锁紧块锁紧。

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