CN106546498B - 用于转向节疲劳测试的工装及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于转向节疲劳测试的工装及测试方法，包括底板（1）、疲劳连接板（2）、直线导轨（3）、支座（4）和支撑架（5），所述的直线导轨（3）安装在底板（1）之上，所述支座（4）和支撑架（5）固定于直线导轨（3）上，转向节（6）的下部由支座（4）支承在直线导轨（3）上，转向节（6）与支撑架（5）之间固定连接，支撑架（5）通过第一连接结构与疲劳连接板（2）连接，疲劳连接板（2）连接在转向节（6）的上部；所述的工装还包括模拟加载机构，模拟加载机构固定在底板（1）上并位于第一连接结构的下方，且顶住或连接在支撑架（5）上。采用本发明，能够在测试中加入模拟车身重量，从而提高了疲劳性能测试的置信度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件测试领域，具体地说是一种用于转向节疲劳测试的工装及测试方法。
背景技术
转向节是汽车转向系统和制动系统的重要组成零件。能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。在汽车行驶过程中，如果转向节断裂，轻则汽车丧失功能，重则车毁人亡，所以转向节是汽车中的安全件，对它的疲劳等性能要求很高 。
转向节的疲劳性能是否满足设计要求是通过台架试验验证的。传统的试验方法是将转向节安装固定在使其满足装配关系的工装上，处于自然状态下，然后分别在转向节的侧向和制动方向循环加载载荷，作疲劳试验。但是这套方法没有考虑车身重量对转向节的影响，所以采用这套方法会降低转向节疲劳试验的置信度。在汽车的开发过程中，先做零部件的台架试验，再做路试试验，路试试验通过表明汽车的各项性能满足使用要求。可想而知，转向节台架试验结果的置信度对路试试验的重要性，一旦路试试验没有通过，转向节台架试验就要重做，拖延开发周期。现在一次台架试验费用至少10万，路试试验费用少说几百万，增加了汽车的开发成本和售价，使汽车的竞争力下降。因此，提高转向节台架试验结果的置信度显得尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在未考虑车身重要的试验置信度低的问题，提供了一种能够模拟车身重量对转向节加载试验，从而提高疲劳性能测试置信度的用于转向节疲劳测试的工装及测试方法。
本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的用于转向节疲劳测试的工装，包括底板、疲劳连接板、直线导轨、支座和支撑架，所述的直线导轨安装在底板之上，所述支座和支撑架固定于直线导轨上，转向节的下部由支座支承在直线导轨上，转向节又与支撑架之间固定连接，所述的支撑架通过第一连接结构与疲劳连接板连接，所述的疲劳连接板连接在转向节的上部；所述的工装还包括模拟加载机构，所述的模拟加载机构固定在底板上并位于第一连接结构的下方，且模拟加载机构顶住或连接在支撑架上。
作为改进，所述的工装还包括第二连接结构，第二连接结构连接在疲劳连接板上，通过第二连接结构从侧向和制动方向循环加载，以测试转向节的侧向疲劳性能和制动疲劳性能。由于模拟加载机构已向转向节加载模拟车身重量，在这个前提下进行侧向和制动方向循环加载，其测试的置信度更高。
作为改进，所述的第一连接结构包括第一连接板、垫块和螺栓，所述的第一连接板连接在疲劳连接板的端部，第一连接板的下端连接垫块，螺栓的一端与垫块连接，另一端则与支撑架连接，垫块与第一连接板连接的端部为弧面或球面。由于垫块端面为弧面或球面，通过调节螺栓可使转向节向左移动，以对转向节施加疲劳载荷时，疲劳连接板能绕转向节轴线有一定的摆动量，模拟加载机构通过支撑架上转向节施力，起到加载模拟车身重量的作用。
作为改进，所述的模拟加载机构包括固定板、衬套和螺纹销，所述的固定板固定于底板上，所述的衬套则置于固定板上，所述的螺纹销位于衬套内，同时螺纹销顶住或连接在支撑架上。由于转向节向左运动，根据力的作用与反作用，最终模拟车身重量会体现在衬套的形变量上，通过测量衬套的弹性变形量，再乘以它的弹性系数就可以得到车身重量模拟加载机构对转向节整体的作用力，当作用力达到车身重量时停止拧螺栓。
本发明的还存在另一技术解决方案是，提供一种以下结构的用于转向节疲劳测试的测试方法，包括以下步骤：
1）将转向节置于工装内，对其进行连接和支承，转向节位于底板的直线导轨之上，将疲劳连接板安装在转向节上部；
2）通过拧动螺栓对第一连接结构施加作用力，带动转向节沿导轨方向向左移动；
3）随着转向节整体向左移动，转向节将受到模拟加载机构的作用力，通过测量衬套的弹性变形量，再乘以它的弹性系数就可以得到车身重量模拟加载机构对转向节整体的作用力，当作用力达到车身重量时停止拧螺栓；
4）通过第二连接结构连接试验设备对转向节施加循环疲劳载荷。
采用以上结构，本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过模拟加载机构向转向节加载模拟车身重量，将模拟车身重量通过衬套的弹性形变量予以量化，从而判断何时达到车身重量，并在此基础上进行疲劳性能的测试，从侧向和制动方向循环加载一定次数，同时由于垫块端面为弧面或球面，通过调节螺栓可使转向节向左移动，以对转向节施加疲劳载荷时，疲劳连接板能绕转向节轴线有一定的摆动量。采用本发明，能够在测试中加入模拟车身重量，从而提高了疲劳性能测试的置信度。
附图说明
图1为用于转向节疲劳测试的工装的结构示意图；
图2为图1的俯视图。
如图所示，1、底板，2、疲劳连接板，3、直线导轨，4、支座，5、支撑架，6、转向节，7、第二连接板，8、第一连接板，9、垫块，10、螺栓，11、固定板，12、衬套，13、螺纹销。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中为了示意的需要，并没有完全精确地按照实际比例绘制，在此予以说明。
如图1和2所示，本发明的一种用于转向节疲劳测试的工装，包括底板1、疲劳连接板2、直线导轨3、支座4和支撑架5，所述的直线导轨3安装在底板1之上，所述支座4和支撑架5固定于直线导轨3上，转向节6的下部由支座4支承在直线导轨3上，转向节6又与支撑架5之间固定连接，所述的支撑架5通过第一连接结构与疲劳连接板2连接，所述的疲劳连接板2连接在转向节6的上部；所述的工装还包括模拟加载机构，所述的模拟加载机构固定在底板1上并位于第一连接结构的下方，且模拟加载机构顶住或连接在支撑架5上。
所述的工装还包括第二连接结构，第二连接结构连接在疲劳连接板2上，通过第二连接结构从侧向和制动方向循环加载，以测试转向节的侧向疲劳性能和制动疲劳性能。第二连接结构包括第二连接板7。由于模拟加载机构已向转向节加载模拟车身重量，在这个前提下进行侧向和制动方向循环加载，其测试的置信度更高。
所述的第一连接结构包括第一连接板8、垫块9和螺栓10，所述的第一连接板8连接在疲劳连接板2的端部，第一连接板8的下端连接垫块9，螺栓10的一端与垫块9连接，另一端则与支撑架5连接，垫块9与第一连接板8连接的端部为弧面或球面。由于垫块端面为弧面或球面，通过调节螺栓可使转向节向左移动，以对转向节施加疲劳载荷时，疲劳连接板能绕转向节轴线有一定的摆动量，模拟加载机构通过支撑架上转向节施力，起到加载模拟车身重量的作用。
所述的模拟加载机构包括固定板11、衬套12和螺纹销13，所述的固定板11固定于底板1上，所述的衬套12则置于固定板11上，所述的螺纹销13位于衬套12内，同时螺纹销13顶住或连接在支撑架5上。由于转向节向左运动，根据力的作用与反作用，最终模拟车身重量会体现在衬套的形变量上，通过测量衬套的弹性变形量，再乘以它的弹性系数就可以得到车身重量模拟加载机构对转向节整体的作用力，当作用力达到车身重量时停止拧螺栓。
本发明的用于转向节疲劳测试的测试方法，包括以下步骤：
1）将转向节置于工装内，对其进行连接和支承，转向节位于底板的直线导轨之上，将疲劳连接板安装在转向节上部；
2）通过拧动螺栓对第一连接结构施加作用力，带动转向节沿导轨方向向左移动；
3）随着转向节整体向左移动，转向节将受到模拟加载机构的作用力，通过测量衬套的弹性变形量，再乘以它的弹性系数就可以得到车身重量模拟加载机构对转向节整体的作用力，当作用力达到车身重量时停止拧螺栓；
4）通过第二连接结构连接试验设备对转向节施加循环疲劳载荷。当侧向循环加载15万次时，转向节没有出现裂纹、断裂或永久变形则表明侧向疲劳合格；当制动方向循环加载30万次时，转向节没有出现裂纹、断裂或永久变形则表明制动疲劳合格。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种用于转向节疲劳测试的工装，包括底板（1）、疲劳连接板（2）、直线导轨（3）、支座（4）和支撑架（5），所述的直线导轨（3）安装在底板（1）之上，所述支座（4）和支撑架（5）固定于直线导轨（3）上，转向节（6）的下部由支座（4）支承在直线导轨（3）上，转向节（6）又与支撑架（5）之间固定连接，其特征在于：所述的支撑架（5）通过第一连接结构与疲劳连接板（2）连接，所述的疲劳连接板（2）连接在转向节（6）的上部；所述的工装还包括模拟加载机构，所述的模拟加载机构固定在底板（1）上并位于第一连接结构的下方，且模拟加载机构顶住或连接在支撑架（5）上，所述的工装还包括第二连接结构，第二连接结构连接在疲劳连接板（2）上，通过第二连接结构从侧向和制动方向循环加载，以测试转向节的侧向疲劳性能和制动疲劳性能，所述的第一连接结构包括第一连接板（8）、垫块（9和螺栓（10），所述的第一连接板（8）连接在疲劳连接板（2）的端部，第一连接板（8）的下端连接垫块（9），螺栓（10）的一端与垫块（9）连接，另一端则与支撑架（5）连接，垫块（9）与第一连接板（8）连接的端部为弧面或球面，所述的模拟加载机构包括固定板（11）、衬套（12）和螺纹销（13），所述的固定板（11）固定于底板（1）上，所述的衬套（12）则置于固定板（11）上，所述的螺纹销（13）位于衬套（12）内，同时螺纹销（13）顶住或连接在支撑架（5）上。
2.一种基于权利要求1所述的用于转向节疲劳测试的工装的测试方法，其特征在于：
1）将转向节置于工装内，对其进行连接和支承，转向节位于底板的直线导轨之上，将疲劳连接板安装在转向节上部；
2）通过拧动螺栓对第一连接结构施加作用力，带动转向节沿导轨方向向左移动；
3）随着转向节整体向左移动，转向节将受到模拟加载机构的作用力，通过测量衬套的弹性变形量，再乘以它的弹性系数就可以得到车身重量模拟加载机构对转向节整体的作用力，当作用力达到车身重量时停止拧螺栓；
4）通过第二连接结构连接试验设备对转向节施加循环疲劳载荷。
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