CN106468622B - 带配载装置的车架扭转疲劳试验台 - Google Patents

带配载装置的车架扭转疲劳试验台 Download PDF

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Abstract

提供一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，属于汽车零部件总成的一种试验台架，包括龙门架、两个作动器、扭转梁等，前、后模拟悬架、副车架与车架按实车状态安装；配载装置上端安装在副车架上加载，配载装置下端连接千斤顶与螺旋弹簧，螺旋弹簧能够跟随车架运动产生双向位移变形，保证配载装置与车架连接部位之间的随动运动；千斤顶与配载装置通过杠杆连接传递负载力，扭转梁、螺旋弹簧固定。本发明可全面评估车架总成扭转的可靠性，通过台架装置模拟实际工况，模拟配载装置解决车架与整车质量加载单元之间的随动约束问题，使车架扭转疲劳试验结论更具有参考价值，其结构新颖、有效解决重型商用车辆车架总成开发中耐久性试验评价困难的问题。

Description

带配载装置的车架扭转疲劳试验台
技术领域
本发明属于汽车零部件总成的一种试验台架，具体涉及一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台。
背景技术
车架是汽车的关键部件，其质量和性能的好坏，直接影响到整车的安全性、平顺性和舒适性等。虽然现代设计方法，如CAD、优化设计、有限元分析等，能对车架的设计质量进行早期评估，但由于车架结构尺寸大、受力情况比较复杂，理论设计和计算的结果与实际存在一定差异，还需要通过后期的台架试验不断修正完善。车架扭转疲劳试验是非标试验，当前国内试验机构只能对车架总成进行空载扭转试验，样件受力状态与实车上的工作状态差异较大，试验方法及评价体系存在一定的片面性，不能满足对车架总成可靠性进行准确评估的要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足提供一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其结构简单、使用方便、成本低、可靠性高，解决了车架扭转试验的配载问题，实现对车架总成扭转可靠性较全面的评估。
本发明的技术方案为：
一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，包括龙门架1、连接在龙门架1上的两个作动器2、扭转梁3，作动器2和扭转梁3通过球铰连接，前模拟悬架4和后模拟悬架5与车架按实车状态安装；副车架13按实车安装形式安装在车架总成12上，副车架13上布置配载装置8，配载装置8上端安装在副车架13 上加载，配载装置8下端连接千斤顶9与螺旋弹簧10，千斤顶与配载装置上端通过传动机构连接传递负载力，扭转梁、螺旋弹簧固定在台架或地面或实验室铁地板上。
进一步地，所述的配载装置8的传动机构采用杠杆机构，配载装置包括加载梁21、两连接底座23、拉杆24、杠杆臂25和千斤顶9、螺旋弹簧10，加载梁 21连接在副车架13上翼面上，为车架总成12加载，加载梁21通过拉杆24连接在杠杆臂25上，杠杆臂设有固定的支点，杠杆臂的开放端分别连接千斤顶与拉杆，千斤顶发力方向为垂直于地面方向，千斤顶9上端连接杠杆臂，下端安装在螺旋弹簧10上。
进一步地，所述的拉杆24两端分别通过连接底座23与加载梁21、杠杆臂25进行连接，拉杆24与连接底座23通过球铰连接。
进一步地，所述的杠杆臂25支点设置成杠杆比为1：2。
进一步地，车架总成12尾部与车架纵向稳定机构11相连接。
进一步地，扭转梁3与前模拟悬架4球铰连接，后模拟悬架5连接后悬架平衡轴支座，固定在后悬架支座7上。
进一步地，沿车辆轴向方向，均匀布置至少五套配载装置，加载梁两端搭接在副车架两侧。
进一步地，加载梁21通过螺栓连接L型加紧板22的一面，并搭在副车架13上翼面上，L型加紧板22的另一面固定在副车架13腹面上。
进一步地，所述的作动器为液压伺服作动器。
进一步地，杠杆臂在支点位置通过球铰连接杠杆支座27，杠杆支座固定在支点架26上，支点架固定在实验室铁地板或地面或台架上。
本技术方案是这样实现的：车架前端通过前模拟悬架、扭转梁、旋转中心支座固定在试验室铁地板上，车架后端通过后模拟悬架、后悬架支座连接在铁地板上。前后悬架均按实车悬架安装形式安装固定，模拟悬架均为高强度刚性梁。车架上带有副车架，安装形式同实车状况相同，通过配载装置在副车架上加载，模拟车辆满载状态下车架的受力情况。扭转梁中点作为扭转中心，液压伺服作动器在扭转梁端部施加作用力，使其绕扭转中点旋转，即可进行车架扭转刚度、扭转应力、扭转疲劳等试验。在车架尾端安装车架纵向稳定机构，保证车架扭转试验中保持纵向稳定。新开发的扭转疲劳试验台，保证车架的受力状态与实车满载状态一致，从而更真实的模拟实际工况。
车架扭转疲劳试验时的配载装置，通过千斤顶利用杠杆原理给车架施加载荷，其省力杠杆比为1：2。千斤顶下部安装在大刚度螺旋弹簧上，进行载荷缓冲，螺旋弹簧能够跟随车架运动产生双向位移变形，保证配载装置与车架连接部位之间的随动运动。确保试验过程中配载装置具有随动调节作用，具有结构简单、成本低、可靠性高的特点。每个加载装置可提供最大80kN的模拟载荷。
本试验通过两个液压伺服作动器控制车架扭转角度，进行车架扭转疲劳试验，具有控制精度高、使用方便、可靠性高的特点。
本发明的积极效果是实现了对车架总成扭转疲劳试验，采用了副车架和配载装置对车架配载，模拟实车满载受力状态，从而对车架总成进行较全面的结构耐久性评估。本发明的优点在于通过台架装置模拟车架实际工况下的约束条件和载荷条件，模拟配载装置解决车架与整车质量加载单元之间的随动约束问题，使车架扭转疲劳试验结论更具有参考价值。该设备结构新颖，有效解决重型商用车辆车架总成开发中耐久性试验评价困难的问题。
附图说明
图1本发明车架总成扭转疲劳试验的一个实施例的三维示意图。
图2本发明车架总成扭转疲劳试验的一个实施例的主视图。
图3本发明车架总成扭转疲劳试验的一个实施例的前视图。
图4本发明车架总成扭转疲劳试验的配载装置的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
如图1所示，其中：1.龙门架；2.作动器；3.扭转梁；4.前模拟悬架； 5.后模拟悬架；6.旋转中心支座；7.后悬架支座；8.配载装置；9.千斤顶；10.螺旋弹簧；11.车架纵向稳定机构；12.车架总成；13.副车架；14.球铰座；15.扭转支座。
车架疲劳扭转机构包括龙门架1、作动器2、扭转梁3、前模拟悬架4、后模拟悬架5、旋转中心支座6、后悬架支座7、配载装置8、千斤顶9、螺旋弹簧 10、车架纵向稳定机构11、车架总成12、副车架13。
龙门架1顶端固定有两个作动器2，作动器2的下部球铰连接扭转梁3，车架总成12前悬架处固定在前模拟悬架4上，车架总成12后悬架处固定在后模拟悬架5上，前模拟悬架4与扭转梁3、旋转中心支座6通过球铰固定。后模拟悬架5 与后悬架支座7固定。副车架13按实车安装形式安装在车架总成12上，配载装置 8上端安装在副车架13上加载，配载装置8下端连接千斤顶9与螺旋弹簧10，车架纵向稳定机构11与车架总成12尾横梁连接。
如图4所示,配载装置8上端的加载梁21通过螺栓连接加紧板22并搭在副车架13上翼面上，同时加紧板22螺栓连接副车架13腹面上，防止配载装置8 横向、纵向运动。加载梁21通过两连接底座23、拉杆24连接在杠杆臂25上，拉杆24与连接底座23通过球铰连接。杠杆臂25其特征为：杠杆比1：2，是一种省力结构，降低加载机构成本。千斤顶9上端连接杠杆臂，下端安装在螺旋弹簧10 上。通过千斤顶来为副车架13加载，载荷通过副车架13均匀的分布在车架总成12 上。螺旋弹簧10在扭转疲劳试验中具有载荷缓冲作用。
配载装置8的传动机构采用杠杆机构，配载装置包括加载梁21、两连接底座23、拉杆24、杠杆臂25和千斤顶9、螺旋弹簧10，加载梁21连接在副车架 13上翼面上，为车架总成12加载，加载梁21通过拉杆24连接在杠杆臂25上，杠杆臂设有固定的支点，杠杆臂的开放端分别连接千斤顶与拉杆，千斤顶发力方向为垂直于地面方向，千斤顶9上端连接杠杆臂，下端安装在螺旋弹簧10上。
沿车辆轴向方向，均匀布置至少五套配载装置，加载梁两端搭接在副车架两侧。在另外的实施例中，可以根据车型以及配载装置的大小而调整数量和布置位置。
加载梁21通过螺栓连接L型加紧板22并搭在副车架13上翼面上，L型加紧板22的另一面固定在副车架13腹面上。在另外的实施例中，加紧板可以采用其他形状或定位块等结构。
杠杆臂在支点位置通过球铰连接杠杆支座27，杠杆支座固定在支点架26 上，支点架固定在实验室铁地板或地面或台架上。
试验时，通过在千斤顶9加载，使得配载装置8在副车架13上平面施加载荷，模拟实车上车架总成12的工作状态，载荷均匀的分布在车架总成12上翼面，避免直接在车架总成12上施加后应力集中。安装在龙门架1上的两个作动器2，通过180度相位差位移加载(即一作动器伸出，另一作动器收缩)，使得扭转梁3绕旋转中心支座6按照设定的角度发生转动，带动前模拟悬架4运动，对车架总成12 进行模拟实车状态下的扭转耐久试验，考察车架的结构可靠性。
在另外的实施例中，千斤顶与加强梁之间可以采用液压传动等机构进行负载力的传递。
在另外的实施例中，杠杆臂的传动比可以通过调整支点的位置，而根据需要自行设定。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本案的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳的实施例对本案进行了详细的说明，所属领域的技术人员应当理解：依然可以对本案的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本案技术方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，包括龙门架(1)、连接在龙门架(1)上的两个作动器(2)、扭转梁(3)，作动器(2)和扭转梁(3)通过球铰连接，前模拟悬架(4)和后模拟悬架(5)与车架按实车状态安装；副车架(13)按实车安装形式安装在车架总成(12)上，副车架(13)上布置配载装置(8)，配载装置(8)包括加载梁(21)、传动机构、千斤顶(9)和螺旋弹簧(10)，加载梁设于传动机构上端，并安装在副车架(13)上加载，传动机构的下端连接千斤顶(9)与螺旋弹簧(10)，千斤顶与加载梁(21)通过传动机构连接传递负载力，扭转梁、螺旋弹簧固定在台架或地面或实验室铁地板上。
2.根据权利要求1所述的一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，所述的传动机构采用杠杆机构，传动机构包括拉杆(24)和杠杆臂(25)，加载梁(21)连接在副车架(13)上翼面上，为车架总成(12)加载，加载梁(21)通过拉杆(24)连接在杠杆臂(25)上，杠杆臂设有固定的支点，杠杆臂的开放端分别连接千斤顶与拉杆，千斤顶发力方向为垂直于地面方向，千斤顶(9)上端连接杠杆臂，下端安装在螺旋弹簧(10)上。
3.根据权利要求2所述的一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，所述传动机构还包括两个连接底座(23)，所述的拉杆(24)两端分别通过连接底座(23)与加载梁(21)、杠杆臂(25)进行连接，拉杆(24)与连接底座(23)通过球铰连接。
4.根据权利要求3所述的一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，杠杆臂在支点位置通过球铰连接杠杆支座(27)，杠杆支座固定在支点架(26)上，支点架固定在实验室铁地板或地面或台架上。
5.根据权利要求4所述的一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，所述的杠杆臂(25)支点设置成杠杆比为1：2。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，车架总成(12)尾部与车架纵向稳定机构(11)相连接。
7.根据权利要求1至5任一所述的一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，扭转梁(3)与前模拟悬架(4)球铰连接，后模拟悬架(5)连接后悬架平衡轴支座，固定在后悬架支座(7)上。
8.根据权利要求2至5任一所述的一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，沿车辆轴向方向，均匀布置至少五套配载装置，所述加载梁两端搭接在副车架两侧。
9.根据权利要求2至5任一所述的一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，加载梁(21)通过螺栓连接L型加紧板(22)的一面，并搭在副车架(13)上翼面上，L型加紧板(22)的另一面固定在副车架(13)腹面上。
10.根据权利要求1至5任一所述的一种带配载装置的车架扭转疲劳试验台，其特征在于，所述的作动器以车架轴线为中心对称安装，作动器为液压伺服作动器。
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