CN105675425B - 一种球铰链的磨损试验工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种球铰链的磨损试验工装，包括底座，底座上端面前后布置有两个一高一低的支撑块，支撑块上端面均布置有力传感器，两个支撑块上端安装有曲轴座，底座前端安装有旋转驱动电机，旋转驱动电机的旋转轴与曲轴座上端面转动连接的曲轴相连，底座左右两侧对称布置有第二支架，第二支架上端安装有龙门架，龙门架中间竖直安装有纵向载荷气缸，纵向载荷气缸的活塞杆穿过龙门架与曲轴上方布置的轴座相连，轴座与曲轴之间安装有工装固定块，龙门架左侧安装有摆动驱动电机，龙门架右侧横向安装有横向载荷气缸，工装固定块两端分别与横向载荷气缸的活塞杆、摆动驱动电机的旋转轴相连。本发明能实现对球铰链的工况模拟，适用于多种球铰链产品。

Description

一种球铰链的磨损试验工装
技术领域
本发明涉及汽车零件试验工装技术领域，特别是涉及一种球铰链的磨损试验工装。
背景技术
在汽车底盘部件中，有一部分零件是带有球铰链的，其性能直接影响到汽车行驶性能和操作性能，因此对球铰链的试验验证环节需要严格把关。球铰链一般起改变力传递方向以及承载力的作用，球铰链在运动过程中容易磨损，导致刚度扭矩等性能下降，故需要对其磨损性能进行精确的测试。而目前，大多数试验工装只是加载球销旋转运动和摆动运动，不能准确的模拟实际工况，因此研发了一种球铰链的磨损试验工装来解决这个问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种球铰链的磨损试验工装，可以模拟旋转摆动及两个方向上的力的循环加载，加载方式由电脑控制，信号来源于实际路谱信息，经过解析迭代之后，加载到四个工作轴上，实现对球铰链的工况模拟，适用于多种球铰链产品。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种球铰链的磨损试验工装，包括纵向载荷气缸、横向载荷气缸和底座，所述的底座上端面前后布置有两个一高一低的支撑块，该支撑块上端面均布置有力传感器，两个支撑块上端安装有曲轴座，所述的曲轴座上端面的前后两端对称布置有第一支架，两个第一支架之间转动连接有曲轴，所述的底座前端安装有旋转驱动电机，该旋转驱动电机的旋转轴与曲轴相连，所述的底座左右两侧对称布置有第二支架，两个第二支架上端安装有龙门架，所述的龙门架中间竖直安装有纵向载荷气缸，该纵向载荷气缸伸出的活塞杆穿过龙门架与曲轴上方布置的轴座相连，所述的轴座与曲轴之间安装有工装固定块，所述的龙门架左侧安装有摆动驱动电机，该摆动驱动电机的旋转轴穿过左侧的第二支架与工装固定块一端相连，所述的龙门架右侧横向安装有横向载荷气缸，该横向载荷气缸的活塞杆穿过右侧的第二支架与工装固定块另一端相连。
作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的工装搭建在MTS平台上。
作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的轴座下端面中部开有供工装固定块转动的凹槽，该轴座下端面左右侧对称安装有套筒。
作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的工装固定块两侧对称布置有连接轴，其中一根连接轴穿过轴座下端左侧安装的套筒与摆动驱动电机的旋转轴相连，另一根连接轴穿过轴座下端右侧安装的套筒与横向载荷气缸的活塞杆相连。
作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的连接轴与套筒之间套有轴承。
作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的纵向载荷气缸的活塞杆与轴座之间安装有调节装置，该调节装置包括上推板、下推板和可调丝杆，所述的上推板上端与纵向载荷气缸的活塞杆相连，该上推板下方平行布置有下推板，所述的下推板下端与轴座相连，所述的下推板与上推板之间安装有若干个可调丝杆，所述的可调丝杆包括内管和外管，该内管外表面刻有螺纹，所述的内管的上下两端均套接有外管，所述的内管的上端套接的外管与上推板的下端转动连接，该内管的下端套接的外管与下推板的上端转动连接，所述的内管与外管通过螺母相连。
作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的曲轴座下端面对应两个支撑块的位置安装有两个台梯。
作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的曲轴呈U型布置。
有益效果
本发明涉及一种球铰链的磨损试验工装，可以模拟旋转摆动及两个方向上的力的循环加载，加载方式由电脑控制，信号来源于实际路谱信息，经过解析迭代之后，加载到四个工作轴上，实现对球铰链的工况模拟。而且该工装基于MTS平台搭建，费用低廉，搭建方便，通过更换工件固定块可以实现不同球铰链产品的磨损试验。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的局部结构示意图；
图3是本发明的剖视图；
图4是本发明的剖视图；
图5是本发明的局部结构示意图；
图6是本发明所述的可调丝杆的结构示意图。
图示：1、纵向载荷气缸，2、龙门架，3、横向载荷气缸，4、旋转驱动电机，5、摆动驱动电机，6、轴座，7、工装固定块，8、连接轴，9、曲轴，10、曲轴座，11、底座，12、支撑块，13、第二支架，14、第一支架，15、调节装置，16、上推板，17、下推板，18、可调丝杆，19、外管，20、螺母，21、内管，22、轴承，23、套筒，24、力传感器。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种球铰链的磨损试验工装，如图1-6所示，包括纵向载荷气缸1、横向载荷气缸3和底座11，所述的底座11上端面前后布置有两个一高一低的支撑块12，该支撑块12上端面均布置有力传感器24，两个支撑块12上端安装有曲轴座10，所述的曲轴座10上端面的前后两端对称布置有第一支架14，两个第一支架14之间转动连接有曲轴9，所述的底座11前端安装有旋转驱动电机4，该旋转驱动电机4的旋转轴与曲轴9相连，所述的底座11左右两侧对称布置有第二支架13，两个第二支架13上端安装有龙门架2，所述的龙门架2中间竖直安装有纵向载荷气缸1，该纵向载荷气缸1伸出的活塞杆穿过龙门架2与曲轴9上方布置的轴座6相连，所述的轴座6与曲轴9之间安装有工装固定块7，所述的龙门架2左侧安装有摆动驱动电机5，该摆动驱动电机5的旋转轴穿过左侧的第二支架13与工装固定块7一端相连，所述的龙门架2右侧横向安装有横向载荷气缸3，该横向载荷气缸3的活塞杆穿过右侧的第二支架13与工装固定块7另一端相连。
所述的工装搭建在MTS平台上。
所述的轴座6下端面中部开有供工装固定块7转动的凹槽，该轴座6下端面左右侧对称安装有套筒23。
所述的工装固定块7两侧对称布置有连接轴8，其中一根连接轴8穿过轴座6下端左侧安装的套筒23与摆动驱动电机5的旋转轴相连，另一根连接轴8穿过轴座6下端右侧安装的套筒23与横向载荷气缸3的活塞杆相连。
所述的连接轴8与套筒23之间套有轴承22。
所述的纵向载荷气缸1的活塞杆与轴座6之间安装有调节装置15，该调节装置15包括上推板16、下推板17和可调丝杆18，所述的上推板16上端与纵向载荷气缸1的活塞杆相连，该上推板16下方平行布置有下推板17，所述的下推板17下端与轴座6相连，所述的下推板17与上推板16之间安装有若干个可调丝杆18，所述的可调丝杆18包括内管21和外管19，该内管21外表面刻有螺纹，所述的内管21的上下两端均套接有外管19，所述的内管21的上端套接的外管19与上推板16的下端转动连接，该内管21的下端套接的外管19与下推板17的上端转动连接，所述的内管21与外管19通过螺母20相连。
所述的曲轴座10下端面对应两个支撑块12的位置安装有两个台梯。
所述的曲轴9呈U型布置。
实施例1
使用过程如下，将工件通过螺栓或其他方式固定在工装固定块7上，然后固定在轴座6上，工装固定块7一端的连接轴8穿过轴座6，与摆动驱动电机5相连，用来驱动摆动运动。旋转驱动电机4的旋转轴穿过第一支架14，通过转接接头与工件的球销相连，用来驱动旋转运动。轴座6上连接横向载荷气缸3和纵向载荷气缸1，用来加载竖直方向和水平方向上的载荷，调节装置15可以调节轴座6位置。
支撑块12上端安装的力传感器24，用来标定竖直方向上的载荷。
MTS平台是制造零部件的测试平台，驱动信号由电脑编写的软件控制，将路谱信号分解成各部分运动，再各自叠加至所需要的循环次数，然后输入至各驱动单元，全程进行数据监控。
实施例2
球头间隙磨损试验
磨损后要求：运动阻力矩Md＝0.5-4.0Nm,Mk＝0.5-4.0Nm,2.5xM≥MI，弹性间隙Sax<＝0.14mm bei Fax＝±1000N，Sra<＝0.4mm bei Fax＝±3000N，刚度Cmin,ra/ax＝10KN/mm。
比如：试验前：旋转扭矩3.1N.M，摆动扭矩1.9N.M，轴向加载±1KN间隙0.02mm，刚度53.4KN/mm；径向加载±3KN间隙0.16mm,刚度37.2KN/mm。
试验后：旋转扭矩0.9N.M，摆动扭矩0.7N.M，轴向加载±1KN间隙0.07mm，刚度15.4KN/mm；径向加载±3KN间隙0.26mm,刚度16.1KN/mm。
单项判定合格。
试验前：旋转扭矩3.5N.M，摆动扭矩2.9N.M，轴向加载±1KN间隙0.02mm，刚度65.9KN/mm；径向加载±3KN间隙0.09mm,刚度59.4KN/mm。
试验后：旋转扭矩2.0N.M，摆动扭矩0.9N.M，轴向加载±1KN间隙0.05mm，刚度14.6KN/mm；径向加载±3KN间隙0.17mm,刚度27.2KN/mm。
单项判定合格。

Claims (8)

1.一种球铰链的磨损试验工装，包括纵向载荷气缸(1)、横向载荷气缸(3)和底座(11)，其特征在于：所述的底座(11)上端面前后布置有两个一高一低的支撑块(12)，该支撑块(12)上端面均布置有力传感器(24)，两个支撑块(12)上端安装有曲轴座(10)，所述的曲轴座(10)上端面的前后两端对称布置有第一支架(14)，两个第一支架(14)之间转动连接有曲轴(9)，所述的底座(11)前端安装有旋转驱动电机(4)，该旋转驱动电机(4)的旋转轴与曲轴(9)相连，所述的底座(11)左右两侧对称布置有第二支架(13)，两个第二支架(13)上端安装有龙门架(2)，所述的龙门架(2)中间竖直安装有纵向载荷气缸(1)，该纵向载荷气缸(1)伸出的活塞杆穿过龙门架(2)与曲轴(9)上方布置的轴座(6)相连，所述的轴座(6)与曲轴(9)之间安装有工装固定块(7)，所述的龙门架(2)左侧安装有摆动驱动电机(5)，该摆动驱动电机(5)的旋转轴穿过左侧的第二支架(13)与工装固定块(7)一端相连，所述的龙门架(2)右侧横向安装有横向载荷气缸(3)，该横向载荷气缸(3)的活塞杆穿过右侧的第二支架(13)与工装固定块(7)另一端相连。
2.根据权利要求1所述的一种球铰链的磨损试验工装，其特征在于：所述的工装搭建在MTS平台上。
3.根据权利要求1所述的一种球铰链的磨损试验工装，其特征在于：所述的轴座(6)下端面中部开有供工装固定块(7)转动的凹槽，该轴座(6)下端面左右侧对称安装有套筒(23)。
4.根据权利要求3所述的一种球铰链的磨损试验工装，其特征在于：所述的工装固定块(7)两侧对称布置有连接轴(8)，其中一根连接轴(8)穿过轴座(6)下端左侧安装的套筒(23)与摆动驱动电机(5)的旋转轴相连，另一根连接轴(8)穿过轴座(6)下端右侧安装的套筒(23)与横向载荷气缸(3)的活塞杆相连。
5.根据权利要求4所述的一种球铰链的磨损试验工装，其特征在于：所述的连接轴(8)与套筒(23)之间套有轴承(22)。
6.根据权利要求1所述的一种球铰链的磨损试验工装，其特征在于：所述的纵向载荷气缸(1)的活塞杆与轴座(6)之间安装有调节装置(15)，该调节装置(15)包括上推板(16)、下推板(17)和可调丝杆(18)，所述的上推板(16)上端与纵向载荷气缸(1)的活塞杆相连，该上推板(16)下方平行布置有下推板(17)，所述的下推板(17)下端与轴座(6)相连，所述的下推板(17)与上推板(16)之间安装有若干个可调丝杆(18)，所述的可调丝杆(18)包括内管(21)和外管(19)，该内管(21)外表面刻有螺纹，所述的内管(21)的上下两端均套接有外管(19)，所述的内管(21)的上端套接的外管(19)与上推板(16)的下端转动连接，该内管(21)的下端套接的外管(19)与下推板(17)的上端转动连接，所述的内管(21)与外管(19)通过螺母(20)相连。
7.根据权利要求1所述的一种球铰链的磨损试验工装，其特征在于：所述的曲轴座(10)下端面对应两个支撑块(12)的位置安装有两个台梯。
8.根据权利要求1所述的一种球铰链的磨损试验工装，其特征在于：所述的曲轴(9)呈U型布置。
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