CN102435448B - 一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，其包括底座，底座的垂直架上固设有压力缸，压力缸的活塞杆末端连接有后压板座，后压板座的一垂直侧面安装有光栅尺滑板，光栅尺滑板所对应的光栅尺固定于底座上；所述底座的水平架上安装有水平支座，水平支座通过其上的水平直线滑轨安装有水平滑座，水平滑座上固定有前叉回转座，前叉回转座上连接有用于固定安装摩托车车架前叉的车头安装轴；所述底座水平架上邻近垂直架处固设有用于固定摩托车车架后平叉的左、右支架座。本发明通过压力缸和压力传感器以及光栅尺模拟摩托车在行驶过程中从高坎上下落时的受力情况并对其刚度进行测试分析，结构简单合理，实用性强。

Description

一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置

技术领域

本发明涉及一种性能测试装置，特别是一种用于对开发的新型摩托车车架的强度或刚度进行测试以保证其出厂时具有足够的安全性的摩托车车架垂直刚度性能测试装置。 

背景技术

摩托车车架是一个要求非常严格的大型受力构件，其必须具有足够的强度和刚度，以保证出厂的摩托车具有足够的安全性能。在载荷的作用下，车架必须有足够的静强度和疲劳强度。静强度是指在承受冲击载荷时，车架抵抗永久变形的能力。疲劳强度是指摩托车在行驶过程中，承受交变应力时不产生疲劳裂纹和疲劳断裂的能力。实践证明，目前摩托车车架主要损坏形式是疲劳破坏，一般先在局部区域（焊接接头处）产生裂纹，然后裂纹扩展导致断裂。疲劳强度不够，使用一段时间后，容易发生车架断裂、永久变形等严重事故，给人身安全带来严重威胁。而目前对新开发的摩托车车架的性能测试普遍采用现场测试法，现场测试最能验证产品的可靠性，也是最可靠的检验方法，收集现场的产品数据在整个测试中起举足轻重的作用，所以目前一般新产品在投入生产前，需进行6000-10000公里的道路测试，按相关行业的规定要求，此测试需要在一定比例的道路类型进行试验，不但至少要花三个月时间，同时需要投入大量的财力物力；另外，收集现场数据是项富有挑战性的任务，它的难点在于每段时间工作状况难以一致，耗时长，在对产品使用情况全过程进行详细地记录时，就必须有相应的管理人员进行组织管理，这样才能得到比较准确的数据。传统的道路测试方法耗时耗财，浪费劳动力，对新产品快速投入市场也不利。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种利用压力缸模拟摩托车在实际行驶中从高坎下落时的受力状况，结合压力传感器和光栅尺对摩托车车架的垂直刚度性能进行测试且结构简单合理、安装方便、易于操作的摩托车车架垂直刚度性能测试装置。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，其包括底座，底座的垂直架上固设有压力缸，压力缸的活塞杆末端连接有用于给摩托车车架施加模拟垂直压力的后压板座，后压板座的一垂直侧面安装有光栅尺滑板，光栅尺滑板所对应的光栅尺固定于底座上；所述底座的水平架上安装有水平支座，水平支座通过其上的水平直线滑轨安装有水平滑座，水平滑座上固定有前叉回转座，前叉回转座上连接有用于固定安装摩托车车架前叉的车头安装轴；所述底座水平架上邻近垂直架处固设有用于固定摩托车车架后平叉的左、右支架座。

优选地，所述压力缸通过压力传感器与后压板座连接，压力传感器的一端连接在压力缸的活塞杆末端，另一端通过传感器支座连接在后压板座上。 

进一步，所述压力传感器通过垂直滑座同后压板座连接，传感器支座同垂直滑座直接连接，后压板座安装于垂直滑座上，垂直滑座通过滑块安装于位于底座上的垂直直线滑轨上，光栅尺滑板安装于垂直滑座的侧边。 

优选地，所述垂直滑座沿垂直直线滑轨方向的另一侧边安装有位置传感器感应片，位置传感器感应片所对应的位置传感器固设于底座上。 

进一步，所述后压板座邻近摩托车车架的末端安装有后压杆。 

进一步，所述车头安装轴的顶端安装有用于固定摩托车车架前叉的车架横固定座。 

进一步，压力缸为液压缸、气压缸或者增压缸。 

优选地，所述装置还包括用于安装在摩托车车架上的发动机模型。 

本发明的有益效果是：本发明通过压力缸对车架施加垂直压力来模拟摩托车在行驶过程中从高坎上下落时的受力情况，通过压力传感器和光栅尺对压力缸力加载过程中的力和位移进行监测控制以实现对摩托车车架垂直刚度作进一步分析，摒弃了以往新产品投入生产前进行的实际道路车架性能测试，避免投入大量的人力、物力和时间，且能够针对不同型号的摩托车型的车架进行刚度性能监测，结构简单合理，安装方便、易于操作，解决了摩托车车架在开发过程中对车架垂直刚度性能测试评价的需求，也有利于新产品快速的投入市场。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 

图1是摩托车从高坎下落时的受力状况； 

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明中底座的结构示意图；

图4是本发明去掉底座后安装于底座垂直架上的零件安装结构示意图；

图5是图4中A的局部放大图；

图6是本发明去掉底座后安装于底座水平架上的零件安装结构示意图；

图7是本发明中左、右支架座的结构示意图；

图8是本发明中发动机模型的结构示意图；

图9是摩托车车架的结构示意图；

图10是摩托车车架安装于本发明上的安装结构示意图；

图11是与本发明相关联的液动系统原理图。

具体实施方式

参照图2~图10，本发明的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，包括底座1，底座1的垂直架上固设有压力缸2，压力缸2用于给待测试的摩托车车架20产生道路模拟垂直压力；压力缸2的活塞杆末端连接有用于给摩托车车架20施加模拟垂直压力的后压板座3，优选地，压力缸2通过压力传感器11与后压板座3连接，压力传感器11通过传感器支座12固定连接在后压板座3上，压力缸2产生的模拟垂直压力通过后压板座3传递到摩托车车架20的后梁201上，后压板座3的一垂直侧面安装有光栅尺滑板4，光栅尺滑板4所对应的光栅尺41固定于底座1上；所述底座1的水平架上安装有水平支座5，水平支座5通过其上的水平直线滑轨51安装有水平滑座6，水平滑座6上固定有前叉回转座7，前叉回转座7上连接有用于固定安装摩托车车架前叉202的车头安装轴8，前叉回转座7与车头安装轴8通过前轮回转轴铰接，这样车头安装轴8就可以有一定的转角，以模拟摩托车在承受垂直压力时摩托车车架前叉202的运动形式，另外，水平滑座6的设置也适应了在垂直方向上给摩托车车架20加载模拟垂直压力时摩托车车架前叉202位移量的需要，确保了水平位移量在水平方向上；所述底座1水平架上邻近垂直架处固设有用于固定摩托车车架后平叉的左、右支架座9，10。参照图1所示，当摩托车从较高坎上下落时，地面会对摩托车形成一个比较强烈的垂直向上的冲击力，经过轮胎、减震器不完全吸收后的余量垂直向上作用在车架20上，车架垂直方向的强度和刚度性能试验的加载方式即由此而来。参照图11所示，当压力缸2选择液压缸时，压力缸2的油源为定量泵21，油液经第一滤油器26到达定量泵21，定量泵21所输出的工作压力可由溢流阀22设定与控制，控制单元23控制步进电机转动溢流阀22的调节螺钉可实现压力的调节，定量泵21输出的具有一定压力的液压油经单向阀27和第二滤油器28后通向电液伺服阀24，电磁伺服阀24上可连接一冷却器241，通过电液伺服阀24控制压力缸2的活塞杆按要求方向运动，并施加所设定的压力，在单向阀27和第二滤油器28的油路间安装有压力表29和储能器30；另外压力传感器11还具有反馈功能，压力传感器11将压力缸2活塞杆末端的输出压力反馈给控制单元23并将其与控制单元23输出的指令信号进行比较判别，将判别结果通过功率放大器25反馈给电液伺服阀24以控制电液伺服阀输出油压力的大小，最终实现压力缸2活塞杆输出端按照控制单元发出的受力普如正弦受力普来输出正弦垂直压力，以便对摩托车车架20的疲劳强度和刚度进行测试；另外，当压力缸2的活塞杆末端不连接压力传感器11时，此时可用三联四通阀替代电液伺服阀24，此时压力缸2活塞杆输出的压力即为溢流阀22控制的压力。另外，当需要模拟摩托车在从高坎下落时受到垂直压力的受力状况时，通过压力缸2产生道路模拟垂直压力，压力缸2所产生的模拟垂直压力经过压力传感器11传递给后压板座3，后压板座3直接将模拟垂直压力施加在摩托车车架20的后梁201上，通过压力传感器11能够拾取垂直压力加载过程中压力的大小和变化，而安装于后压板座3侧边的光栅尺滑板4和固设于底座1上的光栅尺41能够记录在模拟垂直压力加载的过程中，摩托车车架20的受力变形，通过压力传感器和光栅尺，对加载过程中的压力和变形位移达到了拾取监测记录控制的目的，方便了对摩托车车架强度和刚度性能的进一步分析评价，解决了摩托车车架在开发过程中对车架垂直方向上强度和刚度性能检测评价的需要。 

优选地，所述压力传感器11通过垂直滑座13同后压板座3连接，传感器支座12同垂直滑座13直接连接，后压板座3安装于垂直滑座13上，垂直滑座13通过滑块安装于位于底座1上的垂直直线滑轨14上，光栅尺滑板4安装于垂直滑座13的侧边。为了增加后压板座3在对摩托车车架20施加模拟垂直压力时的强度和稳定性，优选将后压板座3固定安装于垂直滑座13上，垂直滑座13通过传感器支座12同压力传感器11连接，另外，将后压板座3固定安装在垂直滑座13上，也避免了后压板座3施加模拟垂直压力时摩托车车架20对后压板座3的反作用力造成的后压板座3的弯曲反弹，提高了光栅尺滑板4监测控制的灵敏度，同时鉴于此，可将光栅尺滑板4固定安装于垂直滑座13的侧边，增加了整个装置的紧凑性，使该结构更合理。 

进一步，所述垂直滑座13沿垂直直线滑轨14方向的另一侧边安装有位置传感器感应片15，位置传感器感应片15所对应的位置传感器16固设于底座1上。位置传感器16的作用在于防止垂直滑座13出轨，垂直滑座13在导轨上上下滑动时，当垂直滑座13侧边的位置传感器感应片15经过位置传感器16时，就会发出一个脉冲信号，以阻止垂直滑座13继续上滑或下滑，防止垂直滑座13滑出导轨，当然，也可以通过控制压力缸2的行程来达到防止垂直滑座13出轨的目的。 

进一步，所述后压板座3邻近摩托车车架20的末端安装有后压杆17。在后压板座3的末端安装上后压杆17，大大的减小了后压板座3的体积，使得后压板座3不必迎合摩托车车架20的宽度，减小了后压板座3重量，节约了材料，降低了制造和使用成本，另外后压杆17相对于后压板座3，作用在摩托车车架20上的力更集中，更接近摩托车实际行驶过程中的受力情况。 

进一步，所述车头安装轴8的顶端安装有用于固定摩托车车架前叉202的车架横固定座18。相比于将摩托车车架的前叉202直接套接在车头安装轴8上，使用车架横固定座18固定连接摩托车车架前叉202更接近于摩托车实际中的安装结构。 

进一步，针对上述的压力缸2，可以选用液压缸、气压缸或者增压缸。 

优选地，所述装置还包括用于安装在摩托车车架上的发动机模型19。在摩托车实际行驶当中摩托车车架上是装有发动机的，为了使车架的模拟受力更接近于实际，优选在摩托车车架上安装有一定重量的发动机模型19，针对用户来说，摩托车车架是安装发动机的，则使用该测试装置的时候可将发动机模型19安装在车架20上以求模拟效果更接近实际行驶中摩托车车架20的受力，针对生产厂家来说，当需要将新研发的摩托车车架20同现有的摩托车车架或国外一些较值得学习的摩托车车架结构进行比较时，就无需安装上发动机模型19，方便快捷，针对性强。 

本发明通过压力缸对车架施加垂直压力来模拟摩托车在行驶过程中从高坎上下落时的受力情况，通过压力传感器和光栅尺对压力缸力加载过程中的力和位移进行监测控制以实现对摩托车车架垂直刚度作进一步分析，摒弃了以往新产品投入生产前进行的实际道路车架性能测试，避免投入大量的人力、物力和时间，且能够针对不同型号的摩托车型的车架进行刚度性能监测，结构简单合理，安装方便、易于操作，解决了摩托车车架在开发过程中对车架垂直刚度性能测试评价的需求，也有利于新产品快速的投入市场。 

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，其任何以相同或相似的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。 

Claims (8)

1.一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，其特征在于：包括底座（1），底座（1）的垂直架上固设有压力缸（2），压力缸（2）的活塞杆末端连接有用于给摩托车车架施加模拟垂直压力的后压板座（3），后压板座（3）的一垂直侧面安装有光栅尺滑板（4），光栅尺滑板（4）所对应的光栅尺（41）固定于底座（1）上；所述底座（1）的水平架上安装有水平支座（5），水平支座（5）通过其上的水平直线滑轨（51）安装有水平滑座（6），水平滑座（6）上固定有前叉回转座（7），前叉回转座（7）上连接有用于固定安装摩托车车架前叉的车头安装轴（8）；所述底座（1）水平架上邻近垂直架处固设有用于固定摩托车车架后平叉的左、右支架座（9，10）。

2.根据权利要求1所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，其特征在于：所述压力缸（2）通过压力传感器（11）与后压板座（3）连接，压力传感器（11）的一端连接在压力缸（2）的活塞杆末端，另一端通过传感器支座（12）连接在后压板座（3）上。

3.根据权利要求2所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，其特征在于：所述压力传感器（11）通过垂直滑座（13）同后压板座（3）连接，传感器支座（12）同垂直滑座（13）直接连接，后压板座（3）安装于垂直滑座（13）上，垂直滑座（13）通过滑块安装于位于底座（1）上的垂直直线滑轨（14）上，光栅尺滑板（4）安装于垂直滑座（13）的侧边。

4.根据权利要求3所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，其特征在于：所述垂直滑座（13）沿垂直直线滑轨（14）方向的另一侧边安装有位置传感器感应片（15），位置传感器感应片（15）所对应的位置传感器（16）固设于底座（1）上。

5.根据权利要求1所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，其特征在于：所述后压板座（3）邻近摩托车车架的末端安装有后压杆（17）。

6.根据权利要求1所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，其特征在于：所述车头安装轴（8）的顶端安装有用于固定摩托车车架前叉的车架横固定座（18）。

7.根据权利要求1所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，其特征在于：压力缸（2）为液压缸、气压缸或者增压缸。

8.根据权利要求1~7中任一项所述的一种摩托车车架垂直刚度性能测试装置，其特征在于：所述装置还包括用于安装在摩托车车架上的发动机模型（19）。

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