CN104990694B - 汽车转向拉杆总成及球头销试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，包括机体、左支座、中间支座和右支座，左支座、中间支座和右支座均设在机体上，中间支座上设有移动支架，移动支架和右支座之间连接有驱动移动支架在中间支座上沿作动器轴线方向作直线往复运动的作动器。本发明能够使用一套试验装置，相同的装配部件，仅改变装配部件的组合方式，配备相应规格的工装夹具，就能完成目前汽车转向拉杆总成及球头销（包括汽车独立悬架球头销总成）的全部试验项目的检测，避免了重复配置多台套设备，节约了设备成本、节省了实验室设备占地面积，提高设备的使用效率。

Description

汽车转向拉杆总成及球头销试验装置

技术领域

本发明涉及汽车转向拉杆总成及球头销试验装置。

背景技术

目前现有的汽车转向拉杆总成及球头销试验装置主要参考行业标准QC/T 304、QC/T 648及QC/T 650来设计制造，性能试验如转动力矩、摆动力矩、最大轴向位移量等配备专门的性能试验台来完成，转向拉杆总成拉压疲劳试验及球接头总成耐久性试验由可靠性试验装置来完成。随着汽车转向拉杆总成及球头销产品生产技术的不断发展，国内汽车厂商对汽车转向拉杆总成及球头销产品的质量要求越来越严格，试验条件也越来越严苛。许多厂商参考JASO C715-88《齿轮齿条式转向球头销节台架试验方法》、SAE J193《球头销总成试验方法》以及国外一些大企业的企业标准对汽车转向拉杆及球头销产品试验提出了自己的内控要求，如球接头刚度测量、强度测量，球接头总成耐久性试验在原有满足球头销在一定角度范围内循环转动并施加轴向循环载荷的基础上，增加了在一定角度范围内摆动的新要求，且旋转、摆动、加载频率要求不一致，试验难度加大，试验项目增加，完成全部项目的检测需要配置多台套设备才能完全符合试验条件，设备投入资金大、占地面积广、使用效率不高，不太实用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，该装置能够完成目前汽车转向拉杆总成及球头销（包括汽车独立悬架球头销总成）全部试验项目的检测，避免重复配置多台套设备，节约设备成本、节省实验室设备占地面积，提高设备的使用效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，包括机体、左支座、中间支座和右支座，左支座、中间支座和右支座均设在机体上，中间支座上设有移动支架，移动支架和右支座之间连接有驱动移动支架在中间支座上沿作动器轴线方向作直线往复运动的作动器；左支座上设有安装位一，移动支架上设有安装位二。

所述移动支架上设有与作动器同轴线的转轴一，转轴一通过轴承一和轴承二连接在移动支架上，其中轴承一为成对的单列圆锥滚子轴承；移动支架上还设有驱动转轴一转动的驱动机构一；安装位二设在转轴一上。

所述移动支架上设有轴承座一，成对的单列圆锥滚子轴承通过轴承座一与移动支架连接；转轴一上设有限位面和压紧螺圈，成对的单列圆锥滚子轴承位于限位面和压紧螺圈之间；作动器的移动端通过万向联接件联接在轴承座一上。

所述移动支架通过直线导轨或直线轴承与中间支座相连。

所述安装位一由连接在左支座上的轴承座三、设置在轴承座三上的轴承三和设置在轴承三内的且与转轴一轴线相垂直的转轴二组成；转轴二上沿转轴二轴向设置有球头销的安装孔；左支座上设有驱动转轴二旋转的驱动机构二；所述安装位二为与转轴一连接的具有螺纹孔或螺杆的安装工件一。

所述安装位二与移动支架之间设有扭矩传感器。

所述安装位一为连接在左支座上的具有球头销安装孔的安装座一，所述安装位二为连接在扭矩传感器上的具有螺纹孔或螺杆的安装工件一，安装工件一的轴线与转轴一轴线同轴。

所述安装位一由连接在左支座上的安装座二和具有螺纹孔或螺杆的安装工件一组成，安装工件一的轴线与转轴一轴线垂直，所述安装位二为具有球头销安装孔的安装工件二。

本发明机体上设有位移传感器。

所述安装位一为具有球头销安装孔的安装座一；所述安装位二为具有球头销安装孔的安装座三。

本发明通过上述结构，能够使用一套试验装置，相同的装配部件，仅改变装配部件的组合方式，配备相应规格的装夹具，就能完成目前汽车转向拉杆总成及球头销全部试验项目的检测，避免了重复配置多台套设备，节约了设备成本、节省了实验室设备占地面积，提高设备的使用效率。本发明能完成的主要试验项目有：球接头总成转动力矩、球接头总成摆动力矩、球接头总成强度试验、球头销静态强度试验、拉杆总成疲劳寿命试验、球接头总成耐久性试验、球接头总成刚度试验。

附图说明

图1为本发明用于球接头总成耐久性试验的装置示意图。

图2为本发明用于球接头总成摆动力矩、球接头总成径向刚度及球头销静态强度试验的装置示意图；

图3为本发明用于球接头总成摆转动力矩、球接头总成轴向刚度及球接头总成挤压强度、拉伸强度试验的装置示意图；

图4为本发明用于汽车转向拉杆总成疲劳寿命试验的装置示意图。

具体实施方式

如图1-4所示，本发明包括机体18、左支座1、中间支座7和右支座17，左支座1、中间支座7和右支座17均设在机体18上，中间支座7上设有移动支架10，移动支架10和右支座17之间连接有驱动移动支架10在中间支座7上沿作动器轴线方向作直线往复运动的作动器16（优选液压作动器，更优选具有万向接头的液压作动器，最大限度地消除来自试样的侧向力对作动器的损伤；采用具有万向接头的液压作动器时，移动支架10通过万向接头与液压作动器16连接）。左支座1上设有安装位一，移动支架10上设有安装位二。

本发明移动支架10通过直线导轨或直线轴承15与安装在机体18上的中间支座7的底板相连，使移动支架10可在作动器16的驱动下沿作动器轴线方向作直线往复运动。

本发明移动支架10上设有与作动器16同轴线的转轴一11，转轴一11通过成对的单列圆锥滚子轴承（即轴承一）13和轴承二9连接在移动支架10上；移动支架10上还设有驱动转轴一11转动的驱动机构一14。驱动机构一14由伺服电机、减速机和传动带（同步带）组成，或由伺服电机、减速机和齿轮机构组成。安装位二设在转轴一11上。

本发明移动支架10上设有轴承座一12和轴承座二8，单列圆锥滚子轴承13通过轴承座一12与移动支架10连接；轴承二9通过轴承座二8与移动支架10连接；转轴一11上设有限位面和压紧螺圈，单列圆锥滚子轴承13位于限位面和压紧螺圈之间。作动器16的移动端通过万向联接件联接在轴承座一12上。

如图1所示，所述安装位一由连接在左支座1上的轴承座三2、设置在轴承座三2上的轴承三3和设置在轴承三3内的且与转轴一11轴线相垂直的转轴二4组成。转轴二4上沿转轴二4轴向设置有球头销安装孔；左支座1上设有驱动转轴二4绕其轴线旋转的驱动机构二6，驱动机构二6由伺服电机、减速机组成。所述安装位二为与转轴一11连接的具有螺纹孔或螺杆的安装工件一19。在定位装夹球接头总成的同时，球头销能绕其轴线进行旋转。通过驱动机构二6使球头销5以一定频率绕着轴线在一定角度范围内旋转，驱动摆动装置中驱动机构一14使球头销5以一定频率在垂直于拉杆轴线且通过球头销座中心的平面内以一定角度范围内摆动，液压作动器16以一定频率沿作动器轴线方向施加循环载荷。此方案可实现球接头总成耐久性试验（包括温度环境试验和泥水环境试验，泥水环境试验需另外配备泥水喷洒装置），通过这种型态结构，可以实现球头销绕轴线旋转、摆动以及沿拉杆轴线施加循环载荷这三个动作能分别进行控制和调整，并互不干扰。

如图2所示，所述安装位二与移动支架10之间设有扭矩传感器20。所述安装位一为连接在左支座1上的具有球头销安装孔的安装座一21；所述安装位二为连接在扭矩传感器20上的具有螺纹孔或螺杆的安装工件一19；所述安装工件一19的螺纹孔或螺杆轴线与转轴一11的轴线同轴。装夹球接头总成5，由驱动机构一14驱动转轴一11绕转轴一11的轴线进行旋转，实现使球头销5在垂直于拉杆轴线且通过球头销座中心的平面内摆动，通过扭矩传感器20测量扭矩。此方案可测量球接头总成的摆动力矩。

如图2所示，所述机体上设有位移传感器。此方案可以得到施加载荷与位移量之间的关系，摆动装置（由移动支架10、转轴一11、轴承一13、轴承座一12、轴承二9、轴承座二8以及驱动机构一14构成）整体可在直线导轨15上平移，整体采用刚性联接方式联接而成，通过万向连接件连接在作动器16上，最大限度地消除来自试样的侧向力对作动器16的损伤，对液压作动器16只产生轴向力、无径向力作用，通过液压作动器16施加载荷，通过位移传感器测量位移。此方案可以完成球接头总成径向刚度试验和球头销静态强度试验。

如图3所示，所述安装位一由连接在左支座1上的安装座二22和具有螺纹孔或螺杆的安装工件一19组成，所述安装位二为连接在扭矩传感器20上的具有球头销安装孔的安装工件二23，所述安装工件一19的螺纹孔或螺杆轴线与转轴一的轴线垂直。装夹球接头总成5，由驱动机构一14驱动转轴一11绕转轴一11的轴线进行旋转，实现球头销5绕球头销轴线转动，通过扭矩传感器20测量扭矩。此方案可测量球接头总成的旋转力矩。

如图3所示，所述机体上设有位移传感器。此方案可以得到施加载荷与位移量之间的关系，摆动装置（由移动支架10、转轴一11、轴承一13、轴承座一12、轴承二9、轴承座二8以及驱动机构一14构成）整体可在直线导轨15上平移，整体采用刚性联接方式联接而成，通过万向连接件连接在作动器16上，最大限度地消除来自试样的侧向力对作动器16的损伤，对液压作动器16只产生轴向力、无径向力作用，通过液压作动器16施加载荷，通过位移传感器测量位移。此方案可以实现球接头总成轴向刚度试验、挤压强度试验和拉伸强度试验。

图2和图3所示的两种方式中，分别测量球接头总成的转动力矩和摆动力矩时，球接头总成的安装位不一致，需旋转90度。

如图4所示，所述安装位一为具有球头销安装孔的安装座一21；所述安装位二为具有球头销安装孔的安装座三25。该方案可以完成拉杆总成疲劳寿命试验。将汽车转向拉杆总成24安装在安装位一和安装位二上，通过液压作动器16以一定频率施加循环载荷完成拉杆总成疲劳寿命试验。

本发明关键装配部件及相关组合方式对应的试验项目详见下表。

注：*摆动装置由移动支架10、转轴一11、轴承一13、轴承座一12、轴承二9、轴承座二8以及驱动机构一14构成；

**液压作动器主要由液压缸、伺服阀、控制装置、液压泵站构成；

***旋转装置主要由轴承座三2、轴承三3、转轴二4和驱动机构二6构成。

本发明具有以下优点：

1、本套试验装置结构简单、一机多用，既减少了设备投入、节省了用地面积，又提高了设备的使用率。

2、本套试验装置通过拆分组合的方式，仅更换试验样品夹具，即可完成目前汽车转向拉杆总成及球头销品的全部检验项目。

3、本套试验装置既能适用于商用车转向拉杆及球头销的试验，又能适用于乘用车转向拉杆及球头销的试验。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (9)

1.一种汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，其特征在于：包括机体、左支座、中间支座和右支座，左支座、中间支座和右支座均设在机体上，中间支座上设有移动支架，移动支架和右支座之间连接有驱动移动支架在中间支座上沿作动器轴线方向作直线往复运动的作动器；左支座上设有安装位一，移动支架上设有安装位二；移动支架上设有与作动器同轴线的转轴一，转轴一通过轴承一和轴承二连接在移动支架上，其中轴承一为成对的单列圆锥滚子轴承；移动支架上还设有驱动转轴一转动的驱动机构一；驱动机构一由伺服电机、减速机和传动带组成，或由伺服电机、减速机和齿轮机构组成；安装位二设在转轴一上。

2.根据权利要求1所述的汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，其特征在于：所述移动支架上设有轴承座一，成对的单列圆锥滚子轴承通过轴承座一与移动支架连接；转轴一上设有限位面和压紧螺圈，成对的单列圆锥滚子轴承位于限位面和压紧螺圈之间；作动器的移动端通过万向联接件联接在轴承座一上。

3.根据权利要求1所述的汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，其特征在于：所述移动支架通过直线导轨或直线轴承与中间支座相连。

4.根据权利要求1或2所述的汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，其特征在于：所述安装位一由连接在左支座上的轴承座三、设置在轴承座三上的轴承三和设置在轴承三内的且与转轴一轴线相垂直的转轴二组成；转轴二上沿转轴二轴向设置有球头销的安装孔；左支座上设有驱动转轴二旋转的驱动机构二；所述安装位二为与转轴一连接的具有螺纹孔或螺杆的安装工件。

5.根据权利要求1或2所述的汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，其特征在于：所述安装位二与移动支架之间设有扭矩传感器。

6.根据权利要求5所述的汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，其特征在于：所述安装位一为连接在左支座上的具有球头销安装孔的安装座一，所述安装位二为连接在扭矩传感器上的具有螺纹孔或螺杆的安装工件一，安装工件一的轴线与转轴一轴线同轴。

7.根据权利要求5所述的汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，其特征在于：所述安装位一由连接在左支座上的安装座二和具有螺纹孔或螺杆的安装工件一组成，安装工件一的轴线与转轴一轴线垂直，所述安装位二为具有球头销安装孔的安装工件二。

8.根据权利要求1或2所述的汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，其特征在于：机体上设有位移传感器。

9.根据权利要求1或2所述的汽车转向拉杆总成及球头销试验装置，其特征在于：所述安装位一为具有球头销安装孔的安装座一；所述安装位二为具有球头销安装孔的安装座三。