CN106289793B - 强度测试装置 - Google Patents

Abstract

一种强度测试装置，包括加载机构、导向机构、加载头与力传感器，该加载头通过该力传感器和该导向机构与该加载机构连接，该导向机构包括高度可调的角度调节部，该角度调节部上设有用于调节该加载头对被测试件的加载角度的多个连接座。本发明的加载头通过导向机构与加载机构连接，该导向机构包括高度可调的角度调节部，通过该角度调节部可调整加载头对被测试件的加载角度，试验过程中无需调整被测试件或加载机构的角度，可提高工作效率。

Description

强度测试装置

技术领域

本发明涉及汽车测试的技术领域，特别是关于一种强度测试装置。

背景技术

在汽车生产过程中，通常需对完成装配的车身零件或车身零件的安装点进行多个角度的强度测试，以保证汽车使用过程中的安全性。以汽车牵引装置为例，一般轻型汽车牵引装置呈现的实际形态即是拖钩，拖钩是用于拖曳故障车的连接端，验证拖钩安装点位置的承载能力对牵引行驶的安全性至关重要。随着国内市场对乘用车牵引装置强度的重视程度不断加深，国家标准化管理委员会修订完成了《轻型汽车牵引装置(征求意见稿)》，对拖钩强度试验的详细条件做了更细致的要求，使测试条件更贴近于实际的拖车工况，《轻型汽车牵引装置(征求意见稿)》中细化了加载方向的类别，规定了汽车的前后拖钩需分别进行五项测试，并且，每项测试均包括拉伸工况与压缩工况的测试。

现有的拖钩测试通常只对车身的前后拖钩分别进行两项测试，且只进行拉伸工况的测试，测试时通过调整车身的角度或作动器的角度来达到测试工况要求的角度，因此测试过程中只需调整两次车身的角度或作动器的角度即可。然而，根据新修订的标准，测试过程的加载工况增加到前后拖钩在不同方向(角度)上各五项，以现有的测试装置进行测试时，每一项试验工况均需重新调整车身的角度或作动器的角度，操作不便，工作效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强度测试装置，便于调节加载装置对被测试件的加载角度，提高工作效率。

本发明的强度测试装置包括加载机构、导向机构、加载头与力传感器，该加载头通过该力传感器和该导向机构与该加载机构连接，该导向机构包括高度可调的角度调节部，该角度调节部上设有用于调节该加载头对被测试件的加载角度的多个连接座。

进一步地，该角度调节部包括角度调节板与加载头连接杆，该加载头连接杆的一端与该加载头连接，该加载头连接杆的另一端与该角度调节板可拆卸连接，通过改变该角度调节板与该加载头连接杆之间的连接点位置可改变该加载头的加载角度。

进一步地，该加载头连接杆包括二力杆与球铰螺杆，该力传感器设置在该加载头与该二力杆的第一端之间，该二力杆的第二端与该球铰螺杆的螺杆螺纹连接而使加载头连接杆的长度可调，该球铰螺杆的球铰与该角度调节板之间可拆卸连接。

进一步地，该角度调节板包括底板，该多个连接座包括凸设于该底板上的第一连接座与第二连接座，该第一连接座沿竖直方向设置，该第二连接座在该第一连接耳的两侧沿水平方向对称设置，该第一连接座上沿竖直方向等距离开设有三组连接孔，该第二连接座上开设有一组连接孔。

进一步地，该导向机构还包括高度调节架与加载机构连接板，该角度调节板与该加载机构连接板安装在该高度调节架的两个相对侧，该加载机构连接板连接该高度调节架与该加载机构。

进一步地，该高度调节架包括支撑框架、导轨组合与丝杠，该丝杠竖直安装在该支撑框架中，该丝杠与该导轨组合螺纹连接而可调节该导轨组合的高度，该角度调节板与该加载机构连接板安装在该导轨组合的两个相对侧。

进一步地，该导轨组合包括导轨固定架、第一导轨组与第二导轨组，该导轨固定架的两侧均安装有第一导轨滑座与第二导轨滑座，该导轨固定架的中部设有丝杠连接板，该第一导轨组的导轨穿设于该第一导轨滑座中而呈水平设置，该第二导轨组的导轨穿设于该第二导轨滑座中而呈竖直设置，该丝杠与该丝杠连接板之间螺纹连接而呈竖直设置，该角度调节板和该加载机构连接板分别固定于该第一导轨组的两端。

进一步地，该高度调节架还包括操作柄，该支撑框架的上端面安装有推力球轴承，该丝杠的顶部穿设于该推力球轴承中，该操作柄通过一固定螺栓固设于该丝杠的顶部而可转动该丝杠。

进一步地，该加载机构包括作动器与反力支架，该作动器的一端与该反力支架可滑动连接，该作动器的另一端与该加载机构连接板连接。

进一步地，该被测试件为汽车牵引装置。

进一步地，该汽车牵引装置包括拖钩，该拖钩的前端为圆环状，该加载头设有U型连接耳，该U型连接耳开设有连接孔，该拖钩前端位于该U型连接耳的连接孔之间并通过固定销与该加载头连接，该连接孔的直径等于该拖钩前端的内径。

本发明的实施例中，强度测试装置包括导向机构，加载头通过该导向机构与加载机构连接，该导向机构包括高度可调的角度调节部，该角度调节部上设有用于调节该加载头对被测试件的加载角度的多个连接座，通过该角度调节部可调整加载头对被测试件的加载角度，因而，试验过程中无需多次调整被测试件或加载机构的角度，可提高工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例中强度测试装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中角度调节板的结构示意图。

图3为本发明实施例中高度调节架的结构示意图。

图4为本发明实施例中高度调节架的前视示意图。

图5为本发明实施例中导轨固定架的结构示意图。

图6为本发明实施例中加载机构连接板的结构示意图。

图7为图4中VII处的部分剖视示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为本发明实施例中强度测试装置的结构示意图。如图1所示，该强度测试装置包括加载机构11、导向机构12、加载头13与力传感器14，导向机构12包括角度调节部121、高度调节架122与加载机构连接板123，角度调节部121与加载机构连接板123安装在高度调节架122上而高度可调，加载头13通过力传感器14与导向机构12和加载机构11连接，角度调节部121用于调节加载头13对被测试件的加载角度，在本实施例中，该被测试件为汽车牵引装置20，加载头13与汽车牵引装置20中的拖钩21连接，力传感器14用于检测加载机构11对加载头13的作用力，通过加载机构11对拖钩21进行加载，可获取汽车牵引装置20中拖钩21的安装点的强度。

加载头13包括柱形底座(图未标)与U型连接耳131，U型连接耳131开设有连接孔(图未标)，在本实施例中，拖钩21的前端为圆环状，拖钩21前端位于U型连接耳131的连接孔之间并通过固定销132与加载头13连接。特别地，U型连接耳131的连接孔的直径等于拖钩21前端圆环的内径，且固定销132杆部的直径与拖钩21的圆环的内径大小相近，如此，可减小加载头13对拖钩21加载时的加载角度偏差。在本实施例中，受载部分包括拖钩21和具有拖钩安装点的白车身22，拖钩21的螺杆基本完全旋合进白车身22的拖钩安装点内，且拖钩21的圆环面与水平面相平行。

角度调节部121包括角度调节板124与加载头连接杆125，加载头连接杆125的一端与加载头13连接，另一端与角度调节板124可拆卸连接。

请结合图2，角度调节板124包括底座124a以及凸设于底座124a上的第一连接座124b与第二连接座124c，第一连接座124b与第二连接座124c分别包括两个相互平行的连接块，第一连接座124b沿竖直方向设置，第二连接座124c在第一连接座124b的两侧沿水平方向对称设置，第一连接座124b上沿竖直方向等距离开设有三组连接孔124d、124e与124f，第二连接座124c上各开设有一组连接孔124g，在本实施例中，各第二连接座124c的两个连接块在连接孔124e的两个通孔的圆心连线的两侧对称分布。

如图1所示，加载头连接杆125包括二力杆125a与球铰螺杆125b，二力杆125a为两侧端面分别设有螺纹孔的圆柱体，力传感器14的两端为螺柱结构，力传感器14一端的螺柱与加载头13的柱形底座螺纹连接，力传感器14另一端的螺柱与二力杆125a一端的螺纹孔螺纹连接，球铰螺杆125b的螺杆与二力杆125a另一端的螺纹孔螺纹连接，球铰螺杆125b的球铰通过固定销125c穿过对应的连接孔而与角度调节板124可拆卸连接。如此，加载头13、力传感器14、二力杆125a与球铰螺杆125b共同组成一二力杆结构，通过调整球铰螺杆125b的螺杆旋进二力杆125a的深度可调节整个加载头连接杆125的长度，进而调整球铰螺杆125b的球铰的中心与穿过拖钩21的固定销132的中心(即加载头13的连接孔的中心)的距离。

将本发明的强度测试装置用于进行《轻型汽车牵引装置(征求意见稿)》中各项加载工况的测试时，通过角度调节板124上各组连接孔之间的距离设置，可使连接孔124e对应为水平拉伸和水平压缩加载工况的连接点，使两个第二连接座124c上的连接孔124g分别对应为水平方向±25°加载工况的连接点，使第一连接座124b上的连接孔124d与连接孔124f分别对应为垂直方向±5°加载工况的连接点。在拖钩21与角度调节板124的位置保持不变的情况下，由于角度调节板124的连接孔124e的中心(即角度调节板124的中心)与其它各组连接孔的中心之间的距离不变，因而只需调整加载头连接杆125的长度，也即，调整球铰螺杆125b的球铰中心与固定销132中心(即加载头13的连接孔中心)之间的距离，并改变球铰螺杆125与角度调节板124之间的连接点，即可调整加载头13对拖钩21的加载角度，满足各项加载工况的角度要求。此外，本发明中角度调节板124与加载头13之间通过加载头连接杆125刚性连接，可同时满足拉伸工况与压缩工况的加载需求。

需要说明的是，将本发明的强度测试装置用于其它具有类似试验工况的场合中，例如，在车身覆盖件抗凹性测试或车门铰链刚度测试中，对试验样件或试验样件的某个安装点进行多个角度的静强度测试时，角度调节板124上的连接座与连接孔的数量与设置方式可根据实际应用需要进行调整，并不以此为限。

接上述，如图1所示，高度调节架122包括导轨组合126、丝杠127、丝杠操作柄128与支撑框架129，支撑框架129起到固定整个高度调节架122及高度调节架122上其它元件的作用，导轨组合126、丝杠127与丝杠操作柄128均安装在支撑框架129上，支撑框架129的侧面加工了用于装配其它试验台架的光孔129c，且支撑框架129的侧面中部沿高度方向加工了条形通孔129d，螺栓129e穿过条形通孔129d，将导轨组合126拧紧固定至支撑框架129上，松开螺栓129e，导轨组合126可在支撑框架129的高度方向上移动。

请结合图3至图5，导轨组合126包括导轨固定架126f、第一导轨组126a、第二导轨组126b、第一导轨滑座126c及第二导轨滑座126d，第一导轨组126a与第二导轨组126b分别包括两条并行的直线导轨。导轨固定架126f为一四方体框架，导轨固定架126f的两侧外端面分别设有4个安装孔126g，第一导轨滑座126c与第二导轨滑座126d结构相同，第一导轨滑座126c与第二导轨滑座126d的底座之间相互贴紧，4个螺栓(图未示)依次穿过第一导轨滑座126c与第二导轨滑座126d的底座后旋入安装孔126g中，从而将第一导轨滑座126c与第二导轨滑座126d固定在导轨固定架126f上，并且，第一导轨滑座126c朝向导轨固定架126f的外部，第二导轨滑座126d朝向导轨固定架126f的内部，第一导轨组126a的两条导轨分别穿设于导轨固定架126f外部的第一导轨滑座126c中而呈水平设置，第二导轨组126b的两条导轨分别穿设于导轨固定架126f内部的第二导轨滑座126d中而呈竖直设置，第二导轨组126b的两端固定在支撑框架129的上下底板上。

请结合图2与图6，加载机构连接板123包括底板123a与设置在底板123a上的梯形加强板123b，底板123a的两端设有导轨连接孔123c，底板123a的中部设有加载机构连接孔123d，角度调节板124的底座124a的两端设有导轨连接孔124h，第一导轨组126a的两端分别抵靠在角度调节板122与加载机构连接板123上，并通过螺栓穿过对应的导轨连接孔123c与导轨连接孔124h而固定，在本实施例中，优选的，导轨连接孔124h与导轨连接孔123c均为腰型孔，可便于第一导轨组126a与角度调节板122和加载机构连接板123之间的装配。

接上述，请结合图5与图7，支撑框架129的上端面安装有两列推力球轴承129a，可用于承受轴向力，推力球轴承129a的上端加装轴承端盖129b，起到固定并压紧推力球轴承129a的作用。丝杠127的顶部穿设于推力球轴承129a中，丝杠操作柄128位于支撑框架129的顶部，并通过固定螺栓128a固设于丝杠127的顶部而可转动丝杠127，导轨固定架126f的中部设有丝杠连接板126e，丝杠连接板126e上开设有螺纹孔126h，导轨固定架126f在丝杠连接板126e的下方还设有一开有光孔的定位板126k，丝杠127穿过丝杠连接板126e与定位板126k而呈竖直设置，且丝杠127通过螺纹孔126h与丝杠连接板126e螺纹连接。如此，旋转丝杠操作柄128，在丝杠127与导轨固定框126f之间的螺纹作用下，可达到统一调整第一导轨组126a的导轨高度的目的。

请再参见图1，加载机构11包括作动器111与反力支架112，作动器111为液压式加载装置，作动器111的整体类似圆柱状，且只可在其轴线方向加载，作动器111的两端均为球铰结构，作动器111一端的球铰与加载机构连接板123连接，反力支架112沿竖直方向设有滑轨112a，滑座112b可滑动地安装在滑轨112a中，作动器111另一端的球铰与滑座112b固定连接，滑座112b通过螺栓(图未示)紧固在滑轨112a上，通过松紧该螺栓可调节作动器111的高度。反力支架112用于固定作动器111的端部、支撑作动器111进行加载动作，反力支架112的背面焊接有加强板112c以提高其强度。

接下来，以采用本发明的强度测试装置进行汽车牵引装置安装点强度测试为例，对本发明的强度测试装置的测试过程说明如下。

首先，将拖钩21的圆环面调整至与水平面平行的角度，将作动器111的高度调整至与拖钩21的高度相等，同时，转动丝杠操作柄128，将第一导轨组126a调整至与作动器111的高度相等，也即，经调整后，拖钩21的圆环面、第一导轨组126a与作动器111均处于同一水平高度上，且位于同一直线上。

接着，如图1所示，以水平方向±25°的压缩加载工况为例，根据连接孔124g中两个通孔的连线与连接孔124e(即角度调节板124的中心)之间的距离，通过调节球铰螺杆125b在二力杆125a上的旋进深度，可调整球铰螺杆125b的球铰中心与拖钩21上固定销132的中心(即加载头13的连接孔中心)之间的距离，从而使两个距离之间满足25°的正弦比例，调整好加载头连接杆125的长度后，将球铰螺杆125b的球铰放在角度调节板124上的两个连接孔124g之间，并通过固定销125c连接。

最后，控制器向作动器111施以缓慢静态加载命令，作动器111直接将载荷传至与之相固联的加载机构连接板123，加载机构连接板123通过第一导轨组126a的两条并行的直线导轨将载荷传递至角度调节板124的两端，角度调节板124通过固定销125c将载荷传递至加载头连接杆125上，由于加载头13、力传感器14、二力杆125a与球铰螺杆125b共同组合成只能承受轴向力的二力杆结构，因此，此处的载荷方向发生改变(即由水平加载变成25°加载)，从而使加载头13对拖钩21的加载角度满足当前的工况要求，通过力传感器14可检测拖钩21的受力，进而获取拖钩安装点的强度。此外，由于连接孔124g与连接孔124e之间的距离，以及球铰螺杆125b的球铰中心与拖钩21上固定销132中心的距离在加载过程中均保持不变，因此，加载头13对拖钩21的加载方向不会随位移的产生(作动器111的推进)而发生变化，保证了加载过程的角度一致性。

如需更换工况进行加载，则只须将球铰螺杆125b的球铰从角度调节板124上拆下，根据角度要求调整加载头连接杆125的长度后，重新将球铰螺杆125b的球铰连接到对应的连接点上即可。

如需对其它车型的拖钩进行强度试验，则只须根据拖钩至地面的高度调整作动器111的高度，并扭转丝杠操作柄128，将第一导轨组126a的高度调整至与拖钩的高度一致即可。

综上所述，本发明的强度测试装置具有如下有益效果：

(1)操作简便，在被测试件(例如拖钩)与强度测试装置固定之后，只需调整加载头连接杆与角度调节板之间的连接位置，即可调整加载角度，达到转换各种试验工况的目的，简化了不同角度工况的转换过程，可提高工作效率；

(2)本发明的强度测试装置设有高度调节架，可根据不同被测试件(例如不同车型的拖钩)相对于地面的高度快速调整作动器与加载头的高度，使用方便，通用性强；

(3)本发明的强度测试装置的导向机构设有双直线导轨，可满足试验过程中加载方向的直线度要求，且双直线导轨增强了抵抗加载过程中产生的径向力的能力；

(4)本发明通过在角度调节板上设有对应不同工况的连接孔，使得角度调节板上的一个位置对应一个加载角度，不仅能够保证加载角度的准确性，还保证了加载过程中角度的初始一致性，试验结果可靠。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种强度测试装置，其特征在于：该强度测试装置包括加载机构、导向机构、加载头与力传感器，该加载头通过该力传感器和该导向机构与该加载机构连接，该导向机构包括高度可调的角度调节部，该角度调节部上设有用于调节该加载头对被测试件的加载角度的多个连接座，该角度调节部包括角度调节板与加载头连接杆，该加载头连接杆的一端与该加载头连接，该加载头连接杆的另一端与该角度调节板可拆卸连接，通过改变该角度调节板与该加载头连接杆之间的连接点位置可改变该加载头的加载角度。

2.如权利要求1所述的强度测试装置，其特征在于：该加载头连接杆包括二力杆与球铰螺杆，该力传感器设置在该加载头与该二力杆的第一端之间，该二力杆的第二端与该球铰螺杆的螺杆螺纹连接而使加载头连接杆的长度可调，该球铰螺杆的球铰与该角度调节板之间可拆卸连接。

3.如权利要求2所述的强度测试装置，其特征在于：该角度调节板包括底板，该多个连接座包括凸设于该底板上的第一连接座与第二连接座，该第一连接座沿竖直方向设置，该第二连接座在该第一连接耳的两侧沿水平方向对称设置，该第一连接座上沿竖直方向等距离开设有三组连接孔，该第二连接座上开设有一组连接孔。

4.如权利要求1所述的强度测试装置，其特征在于：该导向机构还包括高度调节架与加载机构连接板，该角度调节板与该加载机构连接板安装在该高度调节架的两个相对侧，该加载机构连接板连接该高度调节架与该加载机构。

5.如权利要求4所述的强度测试装置，其特征在于：该高度调节架包括支撑框架、导轨组合与丝杠，该丝杠竖直安装在该支撑框架中，该丝杠与该导轨组合螺纹连接而可调节该导轨组合的高度，该角度调节板与该加载机构连接板安装在该导轨组合的两个相对侧。

6.如权利要求5所述的强度测试装置，其特征在于：该导轨组合包括导轨固定架、第一导轨组与第二导轨组，该导轨固定架的两侧均安装有第一导轨滑座与第二导轨滑座，该导轨固定架的中部设有丝杠连接板，该第一导轨组的导轨穿设于该第一导轨滑座中而呈水平设置，该第二导轨组的导轨穿设于该第二导轨滑座中而呈竖直设置，该丝杠与该丝杠连接板之间螺纹连接而呈竖直设置，该角度调节板和该加载机构连接板分别固定于该第一导轨组的两端。

7.如权利要求5所述的强度测试装置，其特征在于：该高度调节架还包括操作柄，该支撑框架的上端面安装有推力球轴承，该丝杠的顶部穿设于该推力球轴承中，该操作柄通过一固定螺栓固设于该丝杠的顶部而可转动该丝杠。

8.如权利要求4所述的强度测试装置，其特征在于：该加载机构包括作动器与反力支架，该作动器的一端与该反力支架可滑动连接，该作动器的另一端与该加载机构连接板连接。

9.如权利要求1所述的强度测试装置，其特征在于：该被测试件为汽车牵引装置。

10.如权利要求9所述的强度测试装置，其特征在于：该汽车牵引装置包括拖钩，该拖钩的前端为圆环状，该加载头设有U型连接耳，该U型连接耳开设有连接孔，该拖钩前端位于该U型连接耳的连接孔之间并通过固定销与该加载头连接，该连接孔的直径等于该拖钩前端的内径。