CN107764532A - 一种轻型载货车用板簧测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种轻型载货车用板簧测试装置，包括测试架机械部分、液压动力装置、板簧中央固定座、板簧吊耳固定座、直线导轨及滑块、PLC控制单元及人机界面、位置传感器和压力传感器。本装置可以对轻型载货车用板簧进行测试，可以自动对板簧进行压缩，并生成压力与压缩距离曲线，可自动评估该板簧性能特征。本装置在对车用钢板弹簧性能进行测试时，完全实现自动化操作，提高了测试效率和准确性，避免人工测量所带来的误差。并且本发明还可以用于车用弹簧的疲劳特性测试。

Description

一种轻型载货车用板簧测试装置

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，尤其涉及汽车性能测试装置，特别是一种轻型载货车用板簧测试装置。

背景技术

钢板弹簧是汽车上的一个重要零部件，是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，钢板弹簧由数片等宽不等长的扁平钢板组成，扁平钢板呈弯曲状，通过主片两端的卷耳连接到车辆底盘上，钢板弹簧中间部位与车桥连接，当钢板弹簧所承受的垂直载荷为正向时，各扁平钢板都受力变形，中央部分向上移动，这时车桥和底盘相互靠近，当车桥与底盘互相远离时，钢板弹簧所受的正向垂直载荷和变形便逐渐减小，甚至反向。

钢板弹簧在实际使用时，受力情况十分复杂，其破坏方式包括弹性失效和疲劳断裂等多种形式，疲劳断裂将会造成严重的设备事故和人员伤害，因此钢板弹簧的受力分析和疲劳测试是厂家必须要进行的检测项目，但CAE仿真无法建立精确的系统模型，因此不能准确模拟钢板弹簧的工作情况。因此设计一种新型钢板弹簧测试装置，准确模拟钢板弹簧的实际工作情况显得尤为必要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种轻型载货车用板簧测试装置，该装置可以提供准确的钢板弹簧压缩距离和受力情况数据，并可以进行疲劳测试等其他测试项目。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种轻型载货车用板簧测试装置，包括测试架机械装置、液压动力装置、板簧中央固定座、钢板弹簧、板簧吊耳固定座、两根直线导轨及滑块、PLC控制单元及人机界面、位置传感器和压力传感器，测试架机械装置包括分别设置在左侧和右侧的两根立柱，在左右两侧的立柱之间的上端设置有两个上横管，在左右两侧的立柱之间的下端设置两个下横管，液压动力装置包括设置在两根下横管中央部位的液压油缸安装板，在液压油缸安装板的上方设置液压油缸，两根直线导轨倒置、平行的安装在上横管的下方，每根直线导轨上分别有两个方形滑块，在每个方形滑块的下方设置板簧吊耳固定座，钢板弹簧两端的吊耳分别通过吊耳螺栓设置在板簧吊耳固定座上，在上横管与下横管的同侧安装了光栅尺和光栅尺测头，光栅尺测头与光栅尺测头驱动板相连，光栅尺测头随光栅尺测头驱动板上下移动，并向PLC控制单元提供实际位置数据，由PLC控制单元计算出光栅尺测头移动距离，光栅尺测头驱动板安装在液压油缸顶杆端部，压力传感器安装在光栅尺测头驱动板的顶部，钢板弹簧中央固定座安装在压力传感器的上部，钢板弹簧中央固定座与钢板弹簧之间通过U型螺栓固定板和钢板弹簧U型螺栓连接。

本发明的进一步改进在于：立柱、上横管和下横管均为厚壁矩管焊接而成，在每个立柱的内立面开有与上横管和下横管截面相同的矩形孔，将两个上横管和两个下横管分别插入到立柱的矩形孔内焊接。

本发明的进一步改进在于：吊耳螺栓与钢板弹簧的吊耳、板簧吊耳固定座的吊耳螺栓孔之间采用间隙配合，在钢板弹簧压缩时，钢板弹簧以吊耳螺栓为轴心自由转动。

本发明的有益效果是：本发明可以自动对板簧进行压缩，并生成压力与压缩距离曲线，可自动评估该板簧性能特征，本装置在对车用钢板弹簧性能进行测试时，完全实现自动化操作，提高了测试效率和准确性，避免人工测量所带来的误差，并且本发明还可以用于车用弹簧的疲劳特性测试。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本发明的左右二等角轴侧视图。

图3是本发明的板簧吊耳固定座的结构示意图。

图4是本发明的板簧中央固定座的结构示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

如图1-4所示，本发明是一种轻型载货车用板簧测试装置，包括测试架机械装置、液压动力装置、板簧中央固定座12、钢板弹簧9、板簧吊耳固定座6、两根直线导轨4及滑块5、PLC控制单元及人机界面、位置传感器和压力传感器15，所述测试架机械装置包括分别设置在左侧和右侧的两根立柱1，也就是说左侧立柱是两根，右侧立柱也是两根，在左右两侧的立柱1之间的上端设置有两个上横管2，在左右两侧的立柱1之间的下端设置两个下横管3，提高了载重强度，所述液压动力装置包括设置在两根所述下横管3中央部位的液压油缸安装板8，在所述液压油缸安装板8的上方设置液压油缸7，所述液压油缸7的顶杆垂直于所述液压油缸安装板的方向上上下移动，以达到对钢板弹簧9进行压缩的目的，所述液压油缸安装板8与所述下横管3之间焊接，起到了固定两根下横管和安装固定液压油缸7的作用，所述两根直线导轨4倒置、平行的安装在所述上横管2的下方，每根直线导轨4上分别有两个方形滑块5，在每个所述方形滑块5的下方设置板簧吊耳固定座6，钢板弹簧9两端的吊耳分别通过吊耳螺栓17设置在板簧吊耳固定座6上， 钢板弹簧吊耳固定座6顶部与直线导轨4上的方滑块5连接，使得吊耳固定座6可以在直线导轨4上自由滑行，当钢板弹簧9被压缩时，两个吊耳之间的直线距离将发生变化，吊耳将推动吊耳螺栓17，带着吊耳固定座6向钢板弹簧9两端移动，当钢板弹簧9由压缩状态恢复自然形态时，两个吊耳之间的距离将减小，吊耳将拉动吊耳螺栓17，带着吊耳固定座6向钢板弹簧9中心移动，在所述上横管2与所述下横管3的同侧安装了光栅尺10和光栅尺测头14，光栅尺两端安装在测试装置机械部分的上下横管上，与油缸顶杆是平行关系，光栅尺测头与光栅尺驱动板相连，该光栅尺测头可移动距离完全覆盖了液压油缸顶杆的移动范围，所述光栅尺测头14与光栅尺测头驱动板16相连，光栅尺测头14随光栅尺测头驱动板16上下移动，并向PLC控制单元提供实际位置数据，由PLC控制单元计算出光栅尺测头14移动距离，该移动距离和压力传感器反馈的压力信息进行记录，形成位置和压力数据表，所述光栅尺测头驱动板16安装在所述液压油缸7顶杆端部，液压油缸顶杆上下移动时，其上安装的光栅尺测头驱动板将带动光栅尺测头一起移动，光栅尺测头输出的位置信号将传入PLC模块，由PLC模块计算出光栅尺测头移动距离，所述压力传感器15安装在所述光栅尺测头驱动板16的顶部，压力传感器起到安装固定钢板弹簧中央固定座和测量压力的作用，当液压油缸顶杆向上移动时，钢板弹簧处于被压缩状态，压力传感器受到的力为：板簧中央固定座重力，2根U型螺栓重力，钢板弹簧重力，和钢板弹簧受到压缩时所产生的弹力等力之和，即。移动过程中的压力值将被PLC记录，钢板弹簧中央固定座12安装在所述所述压力传感器15的上部，所述钢板弹簧中央固定座12与钢板弹簧9之间通过U型螺栓固定板13和钢板弹簧U型螺栓11连接，钢板弹簧中央固定座12采用和实际车辆相同的结构，可以不增加新的连接紧固零件，而直接使用原车零件即可将钢板弹簧固定安装在钢板弹簧中央固定座上，使用U型螺栓与U型螺栓固定板，可将钢板弹簧与钢板弹簧中央固定座牢固、可靠地连接，并与真实车辆情况相同，所述立柱1、上横管2和下横管3均为厚壁矩管焊接而成，在每个所述立柱1的内立面开有与所述上横管2和所述下横管3截面相同的矩形孔，将两个所述上横管2和两个所述下横管3分别插入到所述立柱1的矩形孔内焊接，上下横管和立柱均采用该种方式进行连接，提高了测试架机械强度和承载能力，增加了测试装置的安全性能，所述吊耳螺栓17与所述钢板弹簧9的吊耳、板簧吊耳固定座的吊耳螺栓孔之间采用间隙配合，在所述钢板弹簧9压缩时，钢板弹簧9以吊耳螺栓17为轴心自由转动。这也与钢板弹簧在车辆中的实际使用情况相同。

PLC作为本发明的中央控制单元，控制液压油缸7进行上下移动，通过预先设定的移动范围，启动压力传感器15数据的采集，并按照设定的采样间距进行压力数据的采集，形成移动距离和压力值的对应曲线。

对与某种型号的车用板簧，设置好合理的上下移动距离后进行自动特性测试，当液压油缸顶杆从最低位置开始，以设定速度向上匀速移动时，PLC将以设定的采样频率记录下移动距离和压力值，并自动生成移动距离和压力值对应的曲线，便于相关人员对钢板弹簧特性进行分析。

本发明还可以用于车用钢板弹簧长期疲劳特性测试，PLC将控制液压油缸在设置好的最低位置和最高位置之间，以设定速度往复运动，并在达到设定往复运动次数后，记录一次移动距离和压力值，并自动生成移动距离和压力值对应的曲线，便于相关人员对车用钢板弹簧在长时间疲劳测试后的特性进行分析。

Claims (3)

1.一种轻型载货车用板簧测试装置，包括测试架机械装置、液压动力装置、板簧中央固定座（12）、钢板弹簧（9）、板簧吊耳固定座（6）、两根直线导轨（4）及滑块（5）、PLC控制单元及人机界面、位置传感器和压力传感器（15），其特征在于：所述测试架机械装置包括分别设置在左侧和右侧的两根立柱（1），在左右两侧的立柱（1）之间的上端设置有两个上横管（2），在左右两侧的立柱（1）之间的下端设置两个下横管（3），所述液压动力装置包括设置在两根所述下横管（3）中央部位的液压油缸安装板（8），在所述液压油缸安装板（8）的上方设置液压油缸（7），所述两根直线导轨（4）倒置、平行的安装在所述上横管（2）的下方，每根直线导轨（4）上分别有两个方形滑块（5），在每个所述方形滑块（5）的下方设置板簧吊耳固定座（6），钢板弹簧（9）两端的吊耳分别通过吊耳螺栓（17）设置在板簧吊耳固定座（6）上，在所述上横管（2）与所述下横管（3）的同侧安装了光栅尺（10）和光栅尺测头（14），所述光栅尺测头（14）与光栅尺测头驱动板（16）相连，光栅尺测头（14）随光栅尺测头驱动板（16）上下移动，并向PLC控制单元提供实际位置数据，由PLC控制单元计算出光栅尺测头（14）移动距离，所述光栅尺测头驱动板（16）安装在所述液压油缸（7）顶杆端部，所述压力传感器（15）安装在所述光栅尺测头驱动板（16）的顶部，钢板弹簧中央固定座（12）安装在所述所述压力传感器（15）的上部，所述钢板弹簧中央固定座（12）与钢板弹簧（9）之间通过U型螺栓固定板（13）和钢板弹簧U型螺栓（11）连接。

2.根据权利要求1所述一种轻型载货车用板簧测试装置，其特征在于：所述立柱（1）、上横管（2）和下横管（3）均为厚壁矩管焊接而成，在每个所述立柱（1）的内立面开有与所述上横管（2）和所述下横管（3）截面相同的矩形孔，将两个所述上横管（2）和两个所述下横管（3）分别插入到所述立柱（1）的矩形孔内焊接。

3.根据权利要求1所述一种轻型载货车用板簧测试装置，其特征在于：所述吊耳螺栓（17）与所述钢板弹簧（9）的吊耳、板簧吊耳固定座的吊耳螺栓孔之间采用间隙配合，在所述钢板弹簧（9）压缩时，钢板弹簧（9）以吊耳螺栓（17）为轴心自由转动。