CN102589859B - 一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统，包括：悬架支柱总成(1)的活塞杆上端与外联接套(2)连接，外联接套(2)安装在车身等效结构体(3)内；悬架支柱总成(1)的下端安装在套筒总成(7)内，套筒总成(7)与结构体一(9)连接；结构体一(9)与摆臂杆(10)的第一分杆连接；摆臂杆(10)的第二分杆与结构体二(13)连接；结构体二(13)安装在球头(14)上，球头(14)位于激励试验台上；激励试验台施加激励在球头(14)上，球头(14)将激励由结构体二(13)传递至摆臂杆(10)，摆臂杆(10)的竖向杆依次经过结构体一(9)、套筒总成(7)和悬架支柱总成(1)带动活塞杆摆动。

Description

一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统

技术领域

本申请涉及汽车零件测试技术领域，特别是涉及一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统。

背景技术

汽车悬架是汽车底盘系统的关键部分。悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间一切传力连接装置的总称，主要由悬架支柱总成和导向机构组成。其中汽车悬架支柱总成外联接套是减振器与车架(或承载式车身)之间的弹性连接装置。在使用过程中，悬架支柱总成的外联接套会产生比较严重的磨损，影响其使用寿命。因此在研发和生产过程中，为了提高该零部件的质量，需要对其进行疲劳寿命测试。

目前各主机厂及零部件厂主要根据悬架支柱总成的测试要求，通过道路模拟实验系统对悬架系统进行整体的疲劳测试，从而实现悬架支柱总成的疲劳测试。这种道路模拟实验系统结构复杂，搭建时间比较长，影响汽车开发周期，并且实验成本高，通用性差。但是，目前并没有一种单独针对悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统，主要针对外联接套进行测试，能够更加准确、方便地实现对悬架支柱总成外联接套的疲劳测试。

为了解决上述问题，本申请公开了一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统，包括：

悬架支柱总成(1)的活塞杆的上端与外联接套(2)连接，外联接套(2)安装在车身等效结构体(3)内；

悬架支柱总成(1)的下端安装在套筒总成(7)内，套筒总成(7)与结构体一(9)连接；

结构体一(9)与摆臂杆(10)的第一分杆连接；摆臂杆(10)的第二分杆与结构体二(13)连接；

结构体二(13)安装在球头(14)上，球头(14)位于激励试验台上；

激励试验台施加激励在球头(14)上，球头(14)将激励由结构体二(13)传递至摆臂杆(10)，带动摆臂杆(10)旋转，摆臂杆(10)的竖向杆依次经过结构体一(9)、套筒总成(7)和悬架支柱总成(1)带动活塞杆摆动。

优选的，所述摆臂杆(10)的第一分杆与第二分杆的夹角为直角，所述第一分杆为竖向杆，第二分杆为横向杆。

优选的，所述摆臂杆(10)的直角处有一个孔，所述孔通过螺栓安装在凹槽形支撑杆(11)上端的凹槽中。

优选的，所述结构体一(9)为凹槽形结构体，摆臂杆(10)的竖向杆的上端通过螺栓安装在结构体一(9)下端的凹槽内。

优选的，所述结构体二(13)为凹槽形结构体，摆臂杆(10)的横向杆的右端通过螺栓安装在结构体二(13)上端的凹槽内，所述横向杆的下端面与凹槽的底面接触。

优选的，所述激励为垂向正弦激励。

优选的，所述支撑杆(11)通过螺栓(12)拧紧在底座上。

优选的，所述结构体二(13)的下端包括螺纹孔，通过螺栓与球头(14)连接。

优选的，所述车身等效结构体(3)为塔形结构体，通过螺栓总成(4)和螺母(6)垂向安装在龙门架(5)上。

优选的，所述悬架支柱总成(1)的活塞杆通过轴承与弹簧上托连接，弹簧上托与弹簧下托之间连接弹簧。

与现有技术相比，本申请包括以下优点：

本申请所提出的悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统，通过激励试验台为系统提供垂向正弦激励，带动直角形摆臂杆围绕其直角处的孔旋转，从而带动悬架支柱总成上的活塞杆摆动，活塞杆的摆动可以等效为外联接套绕活塞杆轴向做摆动，同时保证其摆动角度为±8°，使测试更加准确。利用本系统可以更加方便地对悬架支柱总成外联接套进行疲劳测试，通过测试选出与悬架支柱总成相匹配的外联接套，可以避免由于外联接套选择不当而使其在使用中产生严重的磨损，而影响其使用寿命。

附图说明

图1是本申请一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统结构图；

图2是本申请一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统的工作原理图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本申请一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统结构图，该系统包括悬架支柱总成(1)、外联接套(2)、车身等效结构体(3)、龙门架(5)、套筒总成(7)、凹槽形结构体一(9)、直角形摆臂杆(10)、凹槽形细长支撑杆(11)、凹槽形结构体二(13)、球头(14)以及激励试验台组成。

其中，还包括用于连接车身等效结构体(3)和龙门架(5)的螺栓总成(4)和螺母(6)；用于连接套筒总成(7)和凹槽形结构体一(9)的螺栓和锁紧螺母(8)；用于将凹槽形细长支撑杆(11)固定在底座上的螺栓(12)，以及用于连接球头(14)和激励试验台的双头螺栓(15)。

下面，具体介绍该系统及其工作过程，本申请提出的悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统包括：

悬架支柱总成(1)的活塞杆的上端与外联接套(2)连接，外联接套(2)安装在车身等效结构体(3)内；

其中，所述车身等效结构体(3)为塔形结构体，通过螺栓总成(4)和螺母(6)垂向安装在龙门架(5)上，龙门架(5)对悬架支柱总成(1)的外联接套(2)施加轴向力，可以准确模拟外连接套(2)在正常使用中的受力。

另一方面，悬架支柱总成(1)的活塞杆还通过轴承与弹簧上托压紧接触，使弹簧和阻尼器同时承受悬架支柱总成外联接套所受的轴向力。弹簧上托安装于外联接套(2)的下端，在弹簧上托的下端减震器贮液缸的外表面套有弹簧，弹簧上托通过该弹簧与弹簧下托连接，弹簧下托焊接在贮液缸的外表面上。

悬架支柱总成(1)的下端部分安装在套筒总成(7)内，通过沉头螺栓夹紧在套筒总成(7)中。套筒总成(7)通过螺栓和锁紧螺母(8)，拧紧在结构体一(9)上；

结构体一(9)与摆臂杆(10)的第一分杆连接；摆臂杆(10)的第二分杆与结构体二(13)连接；其中，所述摆臂杆(10)的第一分杆与第二分杆的夹角为直角，所述第一分杆为竖向杆，第二分杆为横向杆。

结构体一(9)为凹槽形结构体，在结构体一(9)的下端带有凹槽，摆臂杆(10)的竖向杆的上端通过螺栓安装在结构体一(9)下端的凹槽内。

在摆臂杆(10)的直角处有一个孔，在该孔处通过螺栓安装在凹槽形细长支撑杆(11)上端的凹槽中，凹槽形细长支撑杆(11)通过螺栓(12)拧紧在底座上。

摆臂杆(10)的横向杆与结构体二(13)连接，所述结构体二(13)为凹槽形结构体，摆臂杆(10)的横向杆的右端通过螺栓安装在结构体二(13)上端的凹槽内，所述横向杆的下端面与凹槽的底面接触，以保证直角形摆臂杆(10)与凹槽形结构体二(13)为直角连接。

在结构体二(13)的下端包括螺纹孔，结构体二(13)通过螺栓与球头(14)连接，螺栓与结构体二(13)下端的螺纹孔相互齿合。球头(14)通过双头螺栓(15)安装在激励试验台上。

参照图2，示出了本申请一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统的工作原理图。

首先，由激励试验台产生垂向正弦激励，将该激励传递给球头(14)，带动球头(14)在平面内上下震动，球头(14)将激励由结构体二(13)传递至摆臂杆(10)，带动摆臂杆(10)旋转。

由于结构体二(13)的震动方向为沿平面上下震动，因此直角形摆臂杆(10)的横向杆也会沿平面上下摆动，进而带动摆臂杆(10)的竖向杆沿平面左右摆动。其中，直角形摆臂杆(10)在摆动时是围绕其直角处的孔旋转的。

由于摆臂杆(10)的竖向杆会在平面内左右摆动，因此其会带动其上端的装置摆动，即摆臂杆(10)的竖向杆将依次经过结构体一(9)、套筒总成(7)和悬架支柱总成(1)带动活塞杆摆动。由于外联接套(2)装夹在塔形车身等效结构体(3)内，没有转动自由度，因此，活塞杆摆动时就等效为外联接套(2)绕活塞杆轴向做摆动。

本申请对于疲劳测试的要求为：在70℃的温度下老化7天，然后在室温下放置8小时，再对样件施加3000N的轴向静态力，使其绕活塞杆轴向做±8°的翻转疲劳测试，测试频率为0.5Hz，测试周期为2.5×10⁶次。要求测试完成后，样件无破损，无颗粒剥落。继续进行3.25×10⁶次循环测试，要求试验完成后，样件无破损。

在图2中大圆上部的图形是从直角形摆臂杆(10)的竖向杆与凹槽形结构体一(9)的连接部位以上至悬架支柱总成(1)的活塞杆上端部位的运动轨迹，其等效为外联接套(2)绕活塞杆轴的运动轨迹。因此，要保证外联接套(2)的摆动角度为±8°。

图中小圆表示直角形摆臂杆(10)的横向杆右端的运动轨迹，大圆表示直角形摆臂杆(10)的竖向杆上端的运动轨迹，由于横向杆在正弦激励下只能在小圆的一定角度范围内摆动，所以竖向杆也只能在一定角度范围内摆动。同时，摆臂杆(10)的直角是固定不变的，所以摆臂杆(10)的横向杆和竖向杆的摆动角度是相同的。

在测试时，当选择了一种规格的悬架支柱总成(1)后，从直角形摆臂杆(10)的竖向杆与凹槽形结构体一(9)的连接部位以上至悬架支柱总成(1)的活塞杆上端部位的长度a即可确定，并且摆臂杆(10)的竖向杆的长度b也是确定的，此时根据外联接套(2)的摆动角度为±8°，即可确定出摆臂杆(10)的竖向杆的摆动角度α为：

tanα＝a×tan8°/b

竖向杆的摆动角度α确定之后，横向杆的摆动角度β即可确定，为：

β＝α

β确定之后，即可根据横向杆的长度c计算出横向杆的振幅p，为：

p＝c×sinβ

最后，根据横向杆的振幅p即可确定出需要施加的垂向正弦激励。

根据本申请提出的悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统对外联接套(2)进行疲劳测试，选出与悬架支柱总成(1)相匹配的外联接套，可以避免由于外联接套(2)选择不当而使其在使用中产生严重的磨损，而影响其使用寿命。

以上对本申请所提供的一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (7)

1.一种悬架支柱总成外联接套的疲劳测试系统，其特征在于，包括：

悬架支柱总成（1）的活塞杆的上端与外联接套（2）连接，外联接套（2）安装在车身等效结构体（3）内；

悬架支柱总成（1）的下端安装在套筒总成（7）内，套筒总成（7）与结构体一（9）连接；

结构体一（9）与摆臂杆（10）的第一分杆连接；摆臂杆（10）的第二分杆与结构体二（13）连接；

结构体二（13）安装在球头（14）上，球头（14）位于激励试验台上；

其中，所述摆臂杆（10）的第一分杆与第二分杆的夹角为直角，所述第一分杆为竖向杆，第二分杆为横向杆；所述结构体一（9）为凹槽形结构体，摆臂杆（10）的竖向杆的上端通过螺栓安装在结构体一（9）下端的凹槽内；所述结构体二（13）为凹槽形结构体，摆臂杆（10）的横向杆的右端通过螺栓安装在结构体二（13）上端的凹槽内，所述横向杆的下端面与凹槽的底面接触；

激励试验台施加激励在球头（14）上，球头（14）将激励由结构体二（13）传递至摆臂杆（10），带动摆臂杆（10）旋转，摆臂杆（10）的竖向杆依次经过结构体一（9）、套筒总成（7）和悬架支柱总成（1）带动活塞杆摆动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述摆臂杆（10）的直角处有一个孔，所述孔通过螺栓安装在凹槽形支撑杆（11）上端的凹槽中。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激励为垂向正弦激励。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述支撑杆（11）通过螺栓（12）拧紧在底座上。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述结构体二（13）的下端包括螺纹孔，通过螺栓与球头（14）连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车身等效结构体（3）为塔形结构体，通过螺栓总成（4）和螺母（6）垂向安装在龙门架（5）上。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述悬架支柱总成（1）的活塞杆通过轴承与弹簧上托连接，弹簧上托与弹簧下托之间连接弹簧。