CN109855888A - 一种扭力梁耐久试验装置及应用该装置的试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扭力梁耐久试验装置，包括主体支架、衬套外套筒固定支架、升降组件和转盘，衬套外套筒固定支架设于转盘上，升降组件与主体支架间设有升降调整机构和升降锁定机构，转盘可转动地连接于升降组件上，转盘与升降组件间设有偏转锁定机构。本发明还公开了一种应用所述扭力梁耐久试验装置的扭力梁耐久试验方法。本发明可以适应不同规格的扭力梁，使得不同规格的扭力梁都可在本扭力梁耐久试验装置上进行试验，从而大大增强装置的通用性，降低试验装置的开发成本，减少重复设计，缩短整体试验周期，方便试验设备的使用和管理。

Description

一种扭力梁耐久试验装置及应用该装置的试验方法

技术领域

本发明涉及一种汽车部件的试验装置及相关试验方法，更具体地说，它涉及一种扭力梁耐久试验装置及应用该装置的试验方法。

背景技术

扭力梁式悬挂是目前很主流的一款悬挂形式，多出现在15万以下级别的轿车中，由于其安装点占用空间小，会增加后排乘客的乘坐空间，因此目前很多A级车都会选用，应用非常广泛，扭力梁作为传递车轮和车身之间载荷的一个重要结构，主要承受来自地面传递的载荷，因此对其耐久性能要求非常高，而项目开发过程中耐久工况试验就是必不可少的一个验证手段。由于轮胎的存在，地面传过来的纵向和横向载荷在轮毂轴安装点处会产生很大的扭矩，而零部件级别的DVP试验又不适合带轮胎一起进行，因此以一种刚性的传力力臂替代轮胎是常见的解决方法。由于轮胎尺寸存在差别，因此代表轮胎滚动半径的力臂长度也都是不同的。除此之外不同的扭力梁后衬套外套筒的角度是不同的。现有扭力梁耐久试验方法是用衬套外套筒固定夹具固定住扭力梁的衬套外套筒，用力臂连在扭力梁的轮毂轴上并加载荷于力臂，模拟扭力梁的受力情况。但现有扭力梁耐久试验装置的通用性能较差，力臂长度不可调整，由此导致不得不针对不同尺寸的轮胎设计不同的力臂，而衬套外套筒固定夹具的高度也需进行相应地调整以适应力臂长度的改变，但现有的衬套外套筒固定夹具也不具调适功能，为此只能单独设计高度方向上的支撑结构，以便对测试的扭力梁进行位置加高从而满足试验条件。由于现有的扭力梁耐久试验装置的通用性差，试验部门不得不配备多种规格的扭力梁耐久试验装置甚至辅助部件，相似设备的重复设计不仅加大了试验设备的开发成本，拉长了整体试验周期，还给试验设备的使用和管理带来了很多不便。因此设计通用性更强的扭力梁耐久试验装置极有必要。公开号为CN207050997U的实用新型专利于2018年2月27日公开了一种悬架系统耐久试验加载装置，包括：加载装置主体；与所述加载装置主体连接、并通过轮辋座与悬架系统连接的圆盘；设置于所述加载装置主体上的第一阶梯螺纹轴和第二阶梯螺纹轴；与所述第一阶梯螺纹轴连接的第一关节轴承和与所述第二阶梯螺纹轴连接的第二关节轴承；与所述第一关节轴承连接的第一螺纹直轴和与所述第二关节轴承连接的第二螺纹直轴；一端与所述第一螺纹直轴连接，另一端与所述第二螺纹直轴连接的横梁。该实用新型的方案满足了汽车双横臂式悬架系统耐久试验Z向作用力加载需要。但该实用新型的适用对象是汽车双横臂式悬架系统，其结构并不适合扭力梁的结构特点，且该实用新型也不能提供可克服现有扭力梁耐久试验装置所存在缺陷的有价值解决方案。

发明内容

现有的扭力梁耐久试验装置的通用性差，加大试验设备的开发成本，拉长整体试验周期，并给试验设备的使用和管理带来很多不便，为克服这些缺陷，本发明提供了一种可以增强通用性，降低试验装置的开发成本，减少重复设计，缩短整体试验周期的扭力梁耐久试验装置及应用该装置的扭力梁耐久试验方法。

本发明的技术方案是：一种扭力梁耐久试验装置，包括主体支架、衬套外套筒固定支架、升降组件和转盘，衬套外套筒固定支架设于转盘上，升降组件与主体支架间设有升降调整机构和升降锁定机构，转盘可转动地连接于升降组件上，转盘与升降组件间设有偏转锁定机构。衬套外套筒固定支架用于连接扭力梁的衬套外套筒，从而固定扭力梁端部，主体支架为升降组件、转盘及衬套外套筒固定支架提供支撑，升降调整机构可调节升降组件在主体支架上升降，从而使转盘、衬套外套筒固定支架获得所需的位置高度，完成升降调整后，通过升降锁定机构可保持位置高度，以适应扭力梁耐久试验过程中力臂长度的调整。转盘可相对于升降组件转动，以适用不同规格扭力梁上不同的衬套外套筒倾角，偏转锁定机构则可将转盘的转动角度加以保持。本扭力梁耐久试验装置可进行高度和偏转角度的调整，以适应不同规格的扭力梁，使得不同规格的扭力梁都可在本扭力梁耐久试验装置上进行试验，从而大大增强装置的通用性，降低试验装置的开发成本，减少重复设计，缩短整体试验周期。

作为优选，主体支架包括安装底座和支撑杆，所述升降组件包括支撑角座和顶盘，支撑杆垂直固连在安装底座上，支撑角座滑动连接在支撑杆上，顶盘固连在支撑角座顶部，转盘连接在顶盘上。支撑角座为顶盘提供支撑，又与支撑杆滑动连接，从而确保升降组件可携扭力梁在主体支架上改变位置。

作为优选，所述升降调整机构包括升降调整齿轮和升降调整齿条，升降调整齿轮转动连接于支撑角座上，升降调整齿条设于支撑杆上，升降调整齿轮与升降调整齿条啮合。升降调整齿轮转动时，与升降调整齿条间产生排斥力，由于升降组件在支撑杆上未加固定，因此升降调整齿轮和升降调整齿条间的作用力反推升降调整齿轮携升降组件一起沿支撑杆移动，实现升降组件的升降。

作为优选，升降调整齿轮的转轴贯穿支撑角座，且升降调整齿轮的转轴外露部分固连有摇柄。这样的结构设置可以方便地进行升降调整齿轮的操作，只需转动摇柄就可轻松驱动升降调整齿轮，调整升降组件乃至被测试扭力梁样品的位置高度。

作为优选，所述升降锁定机构包括可插入升降调整齿轮齿隙中的齿轮卡板，齿轮卡板滑动连接在支撑角座上。齿轮卡板可在支撑角座上滑动，将齿轮卡板抽出时，升降调整齿轮的转动不受阻碍，升降调整齿轮即可转动带动升降组件升降；升降组件升降到位后，将齿轮卡板推到位，楔入升降调整齿轮齿隙中，升降调整齿轮转动受阻，升降组件在支撑杆升降调整齿条上的位置被锁定，保持升降调整后的位置高度。

作为优选，所述偏转锁定机构包括均设于转盘和顶盘上的弧形槽，以及穿连在弧形槽内的转盘边缘锁紧螺栓及配套螺母，转盘和顶盘上的弧形槽位置对应且分别贯通转盘、顶盘的顶、底面。螺母松开时，转盘和顶盘间可相对转动，进而实现转盘上衬套外套筒固定支架的偏转，以适应不同规格扭梁上的不同衬套外套筒倾角；螺母在转盘边缘锁紧螺栓上旋紧，压紧转盘和顶盘时，转盘和顶盘间通过摩擦力保持相对位置固定。本偏转锁定机构结构简单，加工方便，易于实施。

作为优选，转盘中心通过中心锁紧螺栓及配套螺母与所述升降组件连接。中心锁紧螺栓与配套螺母锁紧时，转盘与所述升降组件固连为一体，进一步强化偏转锁定机构结构的锁定功能；螺母松开时，转盘则可以中心锁紧螺栓为轴心转动进行偏转角度的调整。

一种应用所述扭力梁耐久试验装置的扭力梁耐久试验方法，包括以下步骤：

A．制作所述的扭力梁耐久试验装置和可调整长度的力臂等效装置；

B．将扭力梁（3）端部的衬套外套筒固定在扭力梁耐久试验装置（1）的衬套外套筒固定支架（5）上，将力臂等效装置一端连接在扭力梁端部的轮毂轴上，另一端连接在液压缸上，以模拟车辆运行时扭力梁所受的地面作用力，调整力臂等效装置的长度以模拟扭力梁在各种轮径的车辆上所处位置；

C．根据需要调整所述升降组件在主体支架上的位置高度，以模拟扭力梁在各种轮径的汽车上的状态，然后通过所述升降锁定机构将升降组件在主体支架上的位置高度锁定；

D．根据需要调整扭力梁耐久试验装置相对于扭力梁的偏转角度，以适应各种型号扭力梁的衬套外套筒倾角，然后通过所述偏转锁定机构将偏转角度锁定；

E．加载荷，静置，定期观察，记录扭力梁出现裂纹的周期。

本试验方法中由于力臂等效装置的内固定筒、外旋转筒通过螺纹连接，因此内固定筒、外旋转筒间通过相对旋转可转换成轴向相对位置的改变，方便地实现力臂长度的改变，更好地模拟不同直径轮胎的汽车上的扭力梁工况，而由于应用了所述可调整高度的扭力梁耐久试验装置，因此能更好地模拟不同车型上不同规格扭力梁的工况，更方便地实施不同规格扭力梁的试验。

本发明的有益效果是：

通用性极大增强。本发明可进行高度和偏转角度的调整，以适应不同规格的扭力梁，使得不同规格的扭力梁都可在本扭力梁耐久试验装置上进行试验，从而大大增强装置的通用性。

降低试验装置的开发成本。由于本发明具有良好通用性，可减少相似结构设备的重复设计，精简设备及附件，降低试验装置的开发成本。

缩短整体试验周期。本发明对不同规格的扭力梁都适用，无需为更换不同规格的试验样品而更换甚至重新设计试验装置，因此可缩短整体试验周期。

方便试验设备的使用和管理。由于本发明具有良好通用性，可减少试验设备的配备种类，从而可方便试验设备的使用和管理。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明另一视角的结构示意图；

图3为本发明中主体支架与升降组件的一种连接状态示意图；

图4为本发明中转盘与升降组件的一种连接状态示意图；

图5为本发明中所使用的力臂等效装置的一种结构示意图；

图6为本发明的一种使用状态示意图。

图中，1-扭力梁耐久试验装置，2-力臂等效装置，3-扭力梁，4-主体支架，5-衬套外套筒固定支架，6-转盘，7-安装底座，8-支撑杆，9-支撑角座，10-顶盘，11-升降调整齿轮，12-摇柄，13-齿轮卡板，14-转盘边缘锁紧螺栓，15-中心锁紧螺栓，16-轮毂轴固定支座，17-内固定筒，18-外旋转筒，19-液压缸连接耳座，20-锁紧螺母，21-升降调整齿条，22-弧形槽，23-连接块。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

如图1至图6所示，一种扭力梁耐久试验装置，包括主体支架4、衬套外套筒固定支架5、升降组件、升降调整机构、升降锁定机构和转盘6，衬套外套筒固定支架5设于转盘6上，升降组件滑动连接在主体支架4上，升降组件与主体支架4间设有升降调整机构和升降锁定机构，转盘6可转动地连接于升降组件上，转盘6与升降组件间设有偏转锁定机构。主体支架4包括安装底座7和支撑杆8，所述升降组件包括支撑角座9和顶盘10，支撑杆8垂直固连在安装底座7上，支撑角座9滑动连接在支撑杆8上，支撑角座9呈L形，由两块平板垂直焊接而成，支撑杆8位于在两块平板的夹角内，其中一块平板上设有竖向滑槽，支撑杆8滑动嵌置在该竖向滑槽内。顶盘10焊接固连在支撑角座9顶部，转盘6连接在顶盘10上。所述升降调整机构包括升降调整齿轮11和升降调整齿条21，升降调整齿轮11转动连接于支撑角座9上，升降调整齿条21设于支撑杆8上，升降调整齿轮11与升降调整齿条21啮合。升降调整齿轮11的转轴贯穿支撑角座9中另一块平板，即不带竖向滑槽的那块平板，且升降调整齿轮11的转轴外露部分固连有摇柄12。所述升降锁定机构包括可插入升降调整齿轮11齿隙中的齿轮卡板13，齿轮卡板13滑动连接在支撑角座9上，与升降调整齿轮11处于同一块平板上。所述偏转锁定机构包括均设于转盘6和顶盘10上的弧形槽22，以及穿连在弧形槽22内的转盘边缘锁紧螺栓14及配套螺母，转盘6和顶盘10上的弧形槽22位置对应且分别贯通转盘6、顶盘10的顶、底面。弧形槽22与转盘6自身同轴，即弧形槽22的圆心角顶点位于转盘6中心。转盘6中心通过中心锁紧螺栓15及配套螺母与所述升降组件的顶盘10连接。

一种使用上述扭力梁耐久试验装置的扭力梁耐久试验方法，包括以下步骤：

A．制作所述的可调整高度和偏转角度的扭力梁耐久试验装置1，以及可调整长度的力臂等效装置2，力臂等效装置2包括轮毂轴固定支座16、内固定筒17、外旋转筒18和液压缸连接耳座19，内固定筒17通过一连接块23与轮毂轴固定支座16固连，外旋转筒18螺纹连接在内固定筒17外，液压缸连接耳座19固设于外旋转筒18端部，内固定筒17上螺纹连接有锁紧螺母20，锁紧螺母20抵接外旋转筒18端面；

B．扭力梁3两端与两扭力梁耐久试验装置1一一对应连接，将扭力梁3端部的衬套外套筒固定在扭力梁耐久试验装置1上；扭力梁3两端与两力臂等效装置2一一对应连接，将力臂等效装置2一端连接在扭力梁3端部的轮毂轴上，另一端连接在液压缸上，以模拟车辆运行时扭力梁3所受的地面作用力，调整力臂等效装置2的长度以模拟扭力梁3在各种轮径的车辆上所处位置；

C．根据需要，通过摇动摇柄12驱动升降调整齿轮11在升降调整齿条21上运动，以调整扭力梁耐久试验装置1的整体高度，模拟扭力梁3在各种轮径的汽车上的状态，然后通过所述升降锁定机构将扭力梁耐久试验装置1的整体高度锁定；

D．根据需要通过松紧转盘边缘锁紧螺栓14、中心锁紧螺栓15及各自配套螺母调整扭力梁耐久试验装置1相对于扭力梁3的偏转角度，以适应各种型号扭力梁3的衬套外套筒倾角，然后通过所述偏转锁定机构将偏转角度锁定；

E．加载荷，静置，定期观察，记录扭力梁出现裂纹的周期。

Claims (8)

1.一种扭力梁耐久试验装置，其特征是包括主体支架（4）、衬套外套筒固定支架（5）、升降组件、升降调整机构、升降锁定机构和转盘（6），衬套外套筒固定支架（5）设于转盘（6）上，升降组件滑动连接在主体支架（4）上，升降组件与主体支架（4）间设有升降调整机构和升降锁定机构，转盘（6）可转动地连接于升降组件上，转盘（6）与升降组件间设有偏转锁定机构。

2.根据权利要求1所述的扭力梁耐久试验装置，其特征是主体支架（4）包括安装底座（7）和支撑杆（8），所述升降组件包括支撑角座（9）和顶盘（10），支撑杆（8）垂直固连在安装底座（7）上，支撑角座（9）滑动连接在支撑杆（8）上，顶盘（10）固连在支撑角座（9）顶部，转盘（6）连接在顶盘（10）上。

3.根据权利要求2所述的扭力梁耐久试验装置，其特征是所述升降调整机构包括升降调整齿轮（11）和升降调整齿条（21），升降调整齿轮（11）转动连接于支撑角座（9）上，升降调整齿条（21）设于支撑杆（8）上，升降调整齿轮（11）与升降调整齿条（21）啮合。

4.根据权利要求3所述的扭力梁耐久试验装置，其特征是升降调整齿轮（11）的转轴贯穿支撑角座（9），且升降调整齿轮（11）的转轴外露部分固连有摇柄（12）。

5.根据权利要求3所述的扭力梁耐久试验装置，其特征是所述升降锁定机构包括可插入升降调整齿轮（11）齿隙中的齿轮卡板（13），齿轮卡板（13）滑动连接在支撑角座（9）上。

6.根据权利要求2所述的扭力梁耐久试验辅助装置，其特征是所述偏转锁定机构包括均设于转盘（6）和顶盘（10）上的弧形槽（22），以及穿连在弧形槽（22）内的转盘边缘锁紧螺栓（14）及配套螺母，转盘（6）和顶盘（10）上的弧形槽（22）位置对应且分别贯通转盘（6）、顶盘（10）的顶、底面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的扭力梁耐久试验装置，其特征是转盘（6）中心通过中心锁紧螺栓（15）及配套螺母与所述升降组件连接。

8.一种应用权利要求1所述扭力梁耐久试验装置的扭力梁耐久试验方法，其特征是包括以下步骤：

A．制作所述的扭力梁耐久试验装置（1）和可调整长度的力臂等效装置（2）；

B．将扭力梁（3）端部的衬套外套筒固定在扭力梁耐久试验装置（1）的衬套外套筒固定支架（5）上，将力臂等效装置（2）一端连接在扭力梁（3）端部的轮毂轴上，另一端连接在液压缸上，以模拟车辆运行时扭力梁（3）所受的地面作用力，调整力臂等效装置（2）的长度以模拟扭力梁（3）在各种轮径的车辆上所处位置；

C．根据需要调整所述升降组件在主体支架（4）上的位置高度，以模拟扭力梁（3）在各种轮径的汽车上的状态，然后通过所述升降锁定机构将升降组件在主体支架（4）上的位置高度锁定；

D．根据需要调整扭力梁耐久试验装置（1）相对于扭力梁（3）的偏转角度，以适应各种型号扭力梁（3）的衬套外套筒倾角，然后通过所述偏转锁定机构将偏转角度锁定；

E．加载荷，静置，定期观察，记录扭力梁出现裂纹的周期。