CN102062685A - 橡胶轴承的疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种橡胶轴承的疲劳试验装置，安装在测试平台上，包括夹紧机构、设有旋转芯轴的轴承座以及摆杆，轴承座对称设于夹紧机构的两端，摆杆与一轴承座的外端连接。由于采用了轴承座，使得轴承座的旋转芯轴离地高度大大降低，保证了整个疲劳试验装置的刚性大幅度的提高，避免了在单纯拉压力作用下疲劳试验装置的整体变形，在长时间使用情况下旋转芯轴易折断等情况的发生。本疲劳试验装置使用、维护方便，在高温和低温环境下都不会降低使用性能和寿命。

Description

橡胶轴承的疲劳试验装置

技术领域

本发明涉及橡胶轴承疲劳检测领域，更具体地说是涉及一种橡胶轴承的疲劳试验装置。

背景技术

橡胶轴承作为主要减震元件在汽车底盘上的应用非常普遍，例如在副车架和车身连接处使用橡胶轴承，下摇臂和副车架连接处用的也是橡胶轴承。但因为橡胶轴承内部胶体结构并不均匀，因此外载荷传递到橡胶轴承上会产生不均匀的应力分布，其中有的地方是高应力集中区，该高应力集中区往往是橡胶承载的薄弱点，在外载荷的反复作用下，裂纹首先会在薄弱点产生，根据橡胶特性，胶体一旦产生裂纹在剪切力的作用下会迅速扩展直到胶体全部撕裂，导致整个橡胶轴承失去承载能力，产生疲劳破坏，如果底盘上的橡胶件产生疲破坏会导致严重后果。据统计，机械零件的失效约有70％左右是疲劳引起的，而且造成的事故大多数是灾难性的，因此疲劳试验零件的研发过程中显得尤为重要。

请参见图1所示的橡胶轴承，由铝制内芯3、橡胶胶体2以及铝外壳1构成。再请参见图2所示的现有的橡胶轴承的疲劳试验装置，将橡胶轴承放入水平加载杆7一端的固定孔并由长方形夹具6夹持，由螺栓10分别穿过长方形夹具6以及铝制内芯3，长方形夹具6的外侧与旋转芯轴5连接，摆杆8与一旋转芯轴5连接并带动该旋转芯轴5旋转。试验时分别由液压缸带动水平加载杆7以及摆杆8对橡胶轴承做拉压扭转试验。但现有装置存在以下的不足：1)装置内各个零部件之间相互独立，旋转芯轴5离地面过高，致使疲劳试验装置的整体刚性很差，在单纯拉压力F1的作用下会产生非常大的整体变形，长期使用易使旋转芯轴5折断，轴承支撑板4和底座9脱焊分开，以及轴承松动和磨损；2)中间夹紧橡胶轴承的夹具6是长方形的，长方形夹具6在旋转过程中在拉压力F1方向上的刚性会随着旋转角度的变化而变化，即长方形夹具6在拉压力F1方向上的变形会不断变化，这使得橡胶轴承在扭转过程中，其内部各点受力状态和实际使用状态不一致；3)橡胶轴承仅靠穿过轴承中心的一根螺栓提供夹紧力抵抗外界施加的拉压力F1以及扭转力，显然一根螺栓不足以产生足够的夹紧力来平衡外界的力，使用一段时间后，中间螺栓会松动，并导致夹紧夹具的夹紧力下降，最终导致橡胶轴承在F1方向产生滑移，使试验结果不准确；4)橡胶轴承还需要做拉压摆转试验，但现有的装置不能完成该项测试。

发明内容

针对现有技术中存在的旋转芯轴离地面过高致使夹具整体刚性偏小的问题，本发明的目的是提供一种橡胶轴承的疲劳试验装置，可以提高试验装置的整体刚性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种橡胶轴承的疲劳试验装置，安装在测试平台上，包括夹紧机构、设有旋转芯轴的轴承座以及摆杆，轴承座对称设于夹紧机构的两端，摆杆与一轴承座的外端连接。

所述夹紧机构包括法兰盘以及紧固部件，法兰盘分别设于轴承座的内端，紧固部件设于法兰盘之间并与法兰盘连接固定。

所述紧固部件包括挡圈、水平加载杆以及芯轴螺栓，水平加载杆的一端开设有固定橡胶轴承的固定孔，芯轴螺栓沿旋转芯轴的轴向依次穿过另一轴承座内端的法兰盘、橡胶轴承的内芯，并与另一法兰盘连接，沿法兰盘外缘周向均匀间隔设有挡圈，挡圈设于法兰盘的中间。

所述紧固部件包括设于法兰盘之间的挡板、挡圈、水平加载杆以及固定螺栓，挡板分别水平设于法兰盘的上、下端，挡板上开设有连接孔，水平加载杆的一端开设有固定橡胶轴承的固定孔，固定孔设于挡板之间，挡圈设于挡板与固定孔之间，固定螺栓分别贯穿连接孔、挡圈以及橡胶轴承的内芯并与挡板连接固定。

所述轴承座的内部两端还分别设有球轴承。

在上述技术方案中，本发明的一种橡胶轴承的疲劳试验装置，安装在测试平台上，包括夹紧机构、设有旋转芯轴的轴承座以及摆杆，轴承座对称设于夹紧机构的两端，摆杆与一轴承座的外端连接。由于采用了轴承座，使得轴承座的旋转芯轴离地高度大大降低，保证了整个疲劳试验装置的刚性大幅度的提高，避免了在单纯拉压力作用下疲劳试验装置的整体变形，在长时间使用情况下旋转芯轴易折断等情况的发生。本疲劳试验装置使用、维护方便，在高温和低温环境下都不会降低使用性能和寿命。

附图说明

图1是橡胶轴承的立体结构示意图；

图2是现有橡胶轴承的疲劳试验装置的立体结构示意图；

图3是本发明橡胶轴承的疲劳试验装置做拉压扭转试验时的分解结构示意图；

图4是本发明橡胶轴承的疲劳试验装置做拉压摆转试验时的分解结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图3、图4所示的橡胶轴承的疲劳试验装置10，设于试验装置的测试平台上，包括夹紧机构11、一对设有旋转芯轴121的轴承座12以及摆杆13，轴承座12对称设于夹紧机构11的两端，摆杆13与一轴承座12的外端连接。所述夹紧机构11包括法兰盘111以及紧固部件112，法兰盘111分别设于轴承座12的内端，紧固部件112设于法兰盘111之间并与法兰盘111连接固定。由于法兰盘为圆形，刚度各向同性，在旋转过程中使夹紧机构11在拉压力方向上刚性始终保持一致，这样橡胶轴承20在旋转过程中内部各点受力和实际使用状态保持了一致。而且通过装配不同尺寸的法兰盘111，使夹紧机构11能适应不同直径的橡胶轴承20。在进行拉压扭转试验时，所示紧固部件112包括挡圈1121、水平加载杆1122以及芯轴螺栓1123，水平加载杆1122的一端开设有固定橡胶轴承20的固定孔11221，芯轴螺栓1123沿旋转芯轴121的轴向依次穿过另一轴承座12内端的法兰盘111、橡胶轴承20的内芯，并与另一法兰盘111连接，沿法兰盘111外缘周向均匀间隔设有4个挡圈1121，挡圈1121设于法兰盘111的中间，这样可以保证法兰盘之间沿周向的间隔等距，并同时使4个螺栓的拧紧力保持接近。在进行拉压摆转的试验时，所述紧固部件112包括设于法兰盘111之间的挡板1124、挡圈1121、水平加载杆1122以及固定螺栓1125，挡板1124分别水平设于法兰盘111的上、下端，挡板1124上开设有连接孔11241，水平加载杆1122的一端开设有固定橡胶轴承20的固定孔11221，固定孔11221设于挡板1124之间，挡圈1121设于挡板1124与固定孔11221之间，固定螺栓1125分别贯穿连接孔11241、挡圈1121以及橡胶轴承20的内芯并与挡板连接固定。由于采用了挡板1124以及固定螺栓1125的结构，使试验装置10能做拉压摆转的试验。所述轴承座12的内部两端各安装了球轴承(图中未显示)。这样可以使旋转芯轴121两端都能够得到足够的支撑，在受到拉压力的作用下不会产生摆动，如果球轴承磨损出现松动或者间隙后，可以通过调节旋转芯轴121上的锁紧螺母来消除轴承间隙。

在进行拉压扭转试验时，如图3所示，首先将橡胶轴承20装入固定孔11221，拧紧并紧螺栓11222，使橡胶轴承20被牢牢固定，将法兰盘螺栓(图中未显示)由内向外穿过另一轴承座内端的法兰盘定位孔1111并暂留在法兰盘111上。接着将中间的芯轴螺栓1123从该法兰盘111的外侧穿过该法兰盘111以及橡胶轴承20的内芯并拧入另一法兰盘111，暂不上紧。将夹紧螺栓30依次穿过该法兰盘111的边缘的孔1112以及挡圈1121，拧入另一法兰盘111，暂不上紧，然后将法兰盘螺栓拧入相应轴承座12对应的孔122内并连接固定，将摆杆13以及水平加载杆1122调整到水平位置后拧紧中间的芯轴螺栓1123和夹紧螺栓30，由于挡圈1121的阻挡且挡圈1121是等长的，这样两个法兰盘111之间的距离在圆周方向保持的非常均匀，而夹紧螺栓30将两个法兰盘111连在一起，为橡胶轴承20提供了额外的夹紧力，并且由于夹紧螺栓30的应用，两个轴承座12被连接起来成为一个整体，这使得试验装置10的刚性更高。最后用两个液压缸(图中未显示)分别连接摆杆13以及水平加载杆1122的球关节作直线往复运动，从而带动橡胶轴承20做等幅旋转和直线往复的拉压加载。

在进行拉压摆转的试验时，如图4所示，首先将上下对称的挡板1124通过夹紧螺栓30安装到法兰盘111上，此时两个轴承座12被刚性连接，接着将橡胶轴承20装入固定孔11221，拧紧并紧螺栓11222，使橡胶轴承20被牢牢固定，然后将水平加载杆1122插入上、下挡板1124中间，将固定螺栓1125分别穿过挡板1124、挡圈1121和橡胶轴承20的内芯后用螺母31与挡板1124并紧，使得上下挡板，挡圈和橡胶轴承连为一体，这使得试验装置10的刚性更高。最后用两个液压缸分别连接摆杆13以及水平加载杆1122的球关节作直线往复运动，从而带动橡胶轴承20做等幅旋转和直线往复的拉压加载。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种橡胶轴承的疲劳试验装置，安装在测试平台上，其特征在于：包括夹紧机构、设有旋转芯轴的轴承座以及摆杆，轴承座对称设于夹紧机构的两端，摆杆与一轴承座的外端连接。

2.如权利要求1所述的疲劳试验装置，其特征在于：

所述夹紧机构包括法兰盘以及紧固部件，法兰盘分别设于轴承座的内端，紧固部件设于法兰盘之间并与法兰盘连接固定。

3.如权利要求2所述的疲劳试验装置，其特征在于：

所述紧固部件包括挡圈、水平加载杆以及芯轴螺栓，水平加载杆的一端开设有固定橡胶轴承的固定孔，芯轴螺栓沿旋转芯轴的轴向依次穿过另一轴承座内端的法兰盘、橡胶轴承的内芯，并与另一法兰盘连接，沿法兰盘外缘周向均匀间隔设有挡圈，挡圈设于法兰盘的中间。

4.如权利要求2所述的疲劳试验装置，其特征在于：

所述紧固部件包括设于法兰盘之间的挡板、挡圈、水平加载杆以及固定螺栓，挡板分别水平设于法兰盘的上、下端，挡板上开设有连接孔，水平加载杆的一端开设有固定橡胶轴承的固定孔，固定孔设于挡板之间，挡圈设于挡板与固定孔之间，固定螺栓分别贯穿连接孔、挡圈以及橡胶轴承的内芯并与挡板连接固定。

5.如权利要求1-4中任一项所述的疲劳试验装置，其特征在于：

所述轴承座的内部两端还分别设有球轴承。

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