CN101696920A - 减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，它有一个通过驱动装置驱动用来提供简谐激励的简谐运动机构，在简谐运动机构的输出部件外面套有一个弹簧架，在弹簧架内设有两个上、下布置的压簧，所述简谐运动机构的输出部件夹在两个压簧之间，在弹簧架的上端连接有力传感器，在力传感器上端连接有万向连接件；该装置还设有固定夹具和数据采集处理系统，所述的力传感器的信号输出端与数据采集处理系统连接。优点是：可对各种规格的活塞杆施加一个双向对称的最大值相同的激振力，使活塞杆在一定的激振频率下完成设定次数的激振，从而可检验出减振器活塞杆侧向动态弯曲的疲劳强度，确保产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种对汽车减振器活塞杆进行疲劳试验的装置，特别涉及一种减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置。
背景技术
汽车悬架系统中的减振器大多采用双筒活塞式液力减振器。在汽车悬架系统中减振器与弹性元件并联安装，其上端与车架或车身相连，下端与车桥相连。在汽车运行时减振器活塞杆既承受随机交变的轴向力作用，同时也承受随机交变的侧向力作用，交变侧向力容易造成活塞杆疲劳断裂，因此活塞杆侧向弯曲疲劳寿命关系到车辆行驶的平稳性和安全性。然而目前还没有专门对减振器活塞杆进行侧向动态弯曲疲劳试验的装置，使汽车减振器的产品质量难以得到保障。
发明内容
本发明的目的是要提供一种减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，该装置可对各种规格的活塞杆施加一个双向对称的最大值相同的激振力，使活塞杆在一定的激振频率下完成设定次数的激振，从而可检验出减振器活塞杆侧向动态弯曲的疲劳强度，确保产品质量。
该减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置有一个通过驱动装置驱动用来提供简谐激励的简谐运动机构，在简谐运动机构中实现简谐运动的输出部件外面套有一个弹簧架，在弹簧架内设有两个上、下对称布置的压簧，所述简谐运动机构的输出部件夹在两个压簧之间，在弹簧架的上端连接有与压簧在同一轴心线上的力传感器，在力传感器上端通过连接杆连接有万向连接件；该装置还设有一个固定活塞杆的固定夹具和用来监测活塞杆所受激振力的数据采集处理系统，在固定夹具上设有一个套在连接杆上的导向套，所述的力传感器的信号输出端与数据采集处理系统连接。
上述的减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，所述的简谐运动机构为曲柄连杆滑块机构，简谐运动机构的输出部件为曲柄连杆滑块机构中的滑块。
上述的减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，所述的曲柄连杆滑块机构是由一个轴座、安装在轴座上的转盘、沿径向安装在转盘上且相互连接的调整电机和调整丝杠、设在调整丝杠上的丝母和铰接在丝母上的连杆、铰接在连杆上端的连接轴以及固定在连接轴上端的滑块构成，所述的数据采集处理系统的控制输出端与调整电机连接，通过数据采集处理系统控制调整电机和调整丝杠可实现曲柄长度可调，进而实现激振力的调整，确保不同规格的活塞杆由于其直径和试验悬臂长度不同，激振力最大值不变。
上述的减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，所述的弹簧架是由上、下布置的上连接板和下连接板，均布连接在上、下连接板之间的多根立柱构成。
上述的减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，所述的数据采集处理系统是由设在简谐运动机构的输出部件上的计数器，输入端分别连接力传感器和计数器的数据采集卡，以及与数据采集卡连接的工控机和连接工控机的输出设备构成。
本发明的优点是：通过简谐运动机构可实现简谐激励，为待测活塞杆的侧向动态弯曲疲劳试验提供激振动力；利用结构尺寸相同的两个压簧在简谐运动机构的输出部件的作用下能够对待测活塞杆产生双向对称的侧向激振力，并通过力传感器测量激振力值传给数据采集处理系统，通过数据采集处理系统调控简谐运动机构的运动幅度可实现活塞杆受到的激振力达到实验要求的预设值。因此该试验装置可实现对一端固定的悬臂活塞杆的自由端施加一个双向对称且最大值相同的激振力，使活塞杆在一定激振频率下进行预定次数的激振，从而检验出待测活塞杆是否断裂或表面有裂纹。同时该试验装置方便与各种规格的活塞杆可靠连接，使用操作方便；而且通过万向连接件可使待测活塞杆在试验中仅受到垂直方向的激振力，因此实验结果准确，确保了最终的产品质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的电路方框图；
图3是图1中转盘的剖视图；
图中：固定夹具1，万向连接件2，力传感器3，上连接板4，压簧5，滑块6，立柱7，连接轴8，下连接板9，连杆10，调整电机11，转盘12，调整丝杠13，连接杆14，活塞杆15，计数器16，数据采集卡17，工控机18，输出设备19，信号调理模块20，驱动电机21，减速机22，轴座23，驱动轴24，丝母25。
具体实施方式
如图所示，该减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置有一个通过驱动装置驱动用来提供简谐激励的简谐运动机构，所述的驱动装置是由驱动电机21和减速机22连接而成，所述的简谐运动机构为曲柄连杆滑块机构，也可采用凸轮机构、槽轮机构或其它可实现简谐运动的机构，本实施例以曲柄连杆滑块机构为例。所述的曲柄连杆滑块机构包括一个轴座23，在轴座23上安装有可旋转的驱动轴24，驱动轴24一端与减速机22连接、另一端固接有转盘12，在转盘12上沿其径向通过两套轴承安装有一根调整丝杠13，在转盘12的外缘位于调整丝杠13的一端固定有调整电机11，调整电机11输出轴与调整丝杠13键连接，在调整丝杠13上安装有丝母25，在丝母25上通过销轴铰接有连杆10，在连杆10上端铰接有垂直的连接轴8，在连接轴8上端固接有滑块6。
在曲柄连杆滑块机构的滑块6外面套有一个弹簧架，所述的弹簧架是由上、下布置的上连接板4和下连接板9以及均布连接在上、下连接板4和9之间的多根立柱7构成。在弹簧架内设有两个上、下对称布置的压簧5，两个压簧5结构尺寸完全相同，所述的连接轴8由下连接板9穿过且滑块6夹在两个压簧5之间。在上连接板4的上表面通过短轴连接有力传感器3，力传感器3与压簧5和滑块6在同一轴心线上。在力传感器3上端通过连接杆14连接有万向连接件2，万向连接件2可采用关节轴承或万向节等标准件，以保证待测活塞杆在试验中仅受到垂直方向的力。
该减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置还设一个固定夹具和用来监测活塞杆所受激振力的数据采集处理系统，所述的连接杆14由固定夹具1穿过，在固定夹具1上对应连接杆14处安装有导向套，以确保万向连接件2与待测活塞杆15的相对位置固定。所述的数据采集处理系统是由设在滑块6上的计数器16，分别与力传感器3和计数器16的信号输出端连接的数据采集卡17，以及与数据采集卡17连接的工控机18和连接工控机18的输出设备19构成。在力传感器3与数据采集卡17之间设有信号调理模块20，所述工控机18的控制输出端通过数据采集卡17与调整电机11连接，通过控制调整电机11使调整丝杠13转动，实现曲柄连杆滑块机构的曲柄长度调整，进而实现激振力的调整。
试验时，将待测活塞杆15穿过万向连接件2的内孔并将待测活塞杆15一端夹持在固定夹具1上。启动驱动电机21，通过减速机22带动转盘12匀速转动，使曲柄连杆滑块机构实现简谐激励，再通过滑块6带动两个压簧5产生双向对称的激振力，该侧向激振力通过力传感器3和万向连接件2作用到待测活塞杆15的自由端，使待测活塞杆15受到一频率固定、最大值不变的横向激振力，在激振力的作用下活塞杆的自由端做上下激振。激振力的大小通过力传感器3转化为电压信号，经信号调理模块20的调理、放大后输入到数据采集卡17，再经数据采集卡17转换后传给工控机18，通过工控机18的软件系统进行数据的处理、分析和计算，并与预先设定的最大值比较，如果力传感器3采集的激振力值与预先设定值不同，则工控机18通过数据采集卡17发出指令，驱动调整电机11带动调整丝杠13旋转，使丝母25相对于转盘12中心的距离即曲柄连杆滑块机构的曲柄长度发生改变，从而调整激振力值，直至与预先设定值相同。因此，力传感器3、数据采集卡17、工控机18、调整电机11和曲柄连杆滑块机构组成了对激振力的闭环控制，使其双向对称相等并且最大值始终不变。同时，工控机18通过力传感器3始终监控激振力最大值，如果其持续减小，则表明活塞杆表面已经出现裂纹，试验即可终止。由工控机18通过计数器16记录活塞杆累计激励次数。
Claims (5)
1.一种减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，其特征是：它有一个通过驱动装置驱动用来提供简谐激励的简谐运动机构，在简谐运动机构中实现简谐运动的输出部件外面套有一个弹簧架，在弹簧架内设有两个上、下对称布置的压簧，所述简谐运动机构的输出部件夹在两个压簧之间，在弹簧架的上端连接有与压簧在同一轴心线上的力传感器，在力传感器上端通过连接杆连接有万向连接件；该装置还设有一个固定活塞杆的固定夹具和用来监测活塞杆所受激振力的数据采集处理系统，在固定夹具上设有一个套在连接杆上的导向套，所述的力传感器的信号输出端与数据采集处理系统连接。
2.根据权利要求1所述的减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，其特征是：所述的简谐运动机构为曲柄连杆滑块机构，简谐运动机构的输出部件为曲柄连杆滑块机构中的滑块。
3.根据权利要求2所述的减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，其特征是：所述的曲柄连杆滑块机构是由一个轴座、安装在轴座上的转盘、沿径向安装在转盘上且相互连接的调整电机和调整丝杠、设在调整丝杠上的丝母和铰接在丝母上的连杆、铰接在连杆上端的连接轴以及固定在连接轴上端的滑块构成，所述的数据采集处理系统的控制输出端与调整电机连接。
4.根据权利要求1所述的减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，其特征是：所述的弹簧架是由上、下布置的上连接板和下连接板，均布连接在上、下连接板之间的多根立柱构成。
5.根据权利要求1所述的减振器活塞杆侧向动态弯曲疲劳试验装置，其特征是：所述的数据采集处理系统是由设在简谐运动机构的输出部件上的计数器，输入端分别连接力传感器和计数器的数据采集卡，以及与数据采集卡连接的工控机和连接工控机的输出设备构成。
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