CN110553843B - 一种三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机。其包括测试单元，测试单元包括夹持组件和两个顶紧组件，夹持组件用于固定弹性轴承衬套的外圈，两个顶紧组件对称设置于弹性轴承衬套的两侧，用于固定弹性轴承衬套的内圈；第一加载单元，连接于夹持组件，夹持组件下方设置有滑动组件，第一加载单元驱动夹持组件沿滑动组件直线往复运动；第二加载单元，与第一加载单元垂直设置，第二加载单元连接于夹持组件，第二加载单元驱动夹持组件绕弹性轴承衬套的竖直径向中心线扭转；第三加载单元，连接于顶紧组件，第三加载单元驱动顶紧组件绕弹性轴承衬套的中心轴扭转。本发明用于模拟弹性轴承衬套在受到三个方向的力的作用下的疲劳寿命。

Description

一种三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机

技术领域

本发明涉及汽车零件检测技术领域，尤其涉及一种三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机。

背景技术

弹性轴承衬套用于汽车下控制臂及车轮支架上，其结构为外钢套及内钢套，中间为橡胶衬套，橡胶衬套与金属套用胶粘接并经过高温过盈压配合，乘用车的悬架衬套不但可以减少传递到车身的冲击和振动，同时还要保证汽车的操控稳定性，保证悬架的弹性运动学特性。

悬架部分衬套受到两向力的影响较大，比如前下控制臂前后衬套、后横拉杆衬套等。但有部分衬套类似扭转梁衬套、后纵臂衬套等受到三个方向的力影响都比较大，如果在台架试验中只做径向和扭转对衬套的考核并不全面，无法较好地模拟此类衬套在轴向上的受力，无法真实地考核此类衬套在车上的疲劳寿命。对于这种不同需求，不同作动缸(扭转缸和直线缸)都可以实现扭转功能的情况，由此需要设计一个按作动缸资源以及试验要求可以自由切换模式的三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，用于模拟弹性轴承衬套在受到三个方向的力的作用下的疲劳寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，包括：

测试单元，所述测试单元包括夹持组件和两个顶紧组件，所述夹持组件用于固定所述弹性轴承衬套的外圈，两个所述顶紧组件对称设置于弹性轴承衬套的两侧，用于固定所述弹性轴承衬套的内圈；

第一加载单元，连接于所述夹持组件，所述夹持组件下方设置有滑动组件，所述第一加载单元驱动所述夹持组件沿所述滑动组件直线往复运动；

第二加载单元，与所述第一加载单元垂直设置，所述第二加载单元连接于所述夹持组件，所述第二加载单元驱动所述夹持组件绕所述弹性轴承衬套的竖直径向中心线扭转；

第三加载单元，连接于所述顶紧组件，所述第三加载单元驱动所述顶紧组件绕所述弹性轴承衬套的中心轴扭转。

优选地，所述夹持组件包括连接于所述第一加载单元上的支座，以及设置于所述支座上的锁紧组件，所述锁紧组件能够相对于所述支座绕弹性轴承衬套的竖直径向中心线转动。

优选地，所述锁紧组件上设置有转动轴，所述支座上设置有与所述转动轴配合第一转动轴承，所述转动轴沿竖直方向设置。

优选地，所述锁紧组件包括：

第一锁紧件和第二锁紧件，所述第一锁紧件和所述第二锁紧件的内径均与通用衬套的外径配合，所述通用衬套与所述弹性轴承衬套的外圈过盈配合。

优选地，所述滑动组件包括导轨底板，设置于所述导轨底板上的直线导轨，以及与所述直线导轨配合滑动的滑块，所述支座连接于所述滑块。

优选地，所述三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机还包括固定板，所述顶紧组件包括设置于所述固定板上的两个支撑座，及传动轴，以及顶紧头，两个所述支撑座间隔预设距离设置，所述传动轴经第二转动轴承与所述支撑座转动连接；

所述顶紧头设置于所述传动轴的一端，所述顶紧头用于顶紧所述弹性轴承衬套的内圈。

优选地，每个所述第二转动轴承的两侧分别设置有挡圈和调整螺母，所述调整螺母位于两个所述支撑座之间。

优选地，所述第一加载单元包括第一加载杆和驱动所述第一加载杆运动的第一驱动组件；

所述第二加载单元包括第二加载杆和驱动所述第二加载杆运动的第二驱动组件，所述第一加载杆和所述第二加载杆垂直设置；

所述第三加载单元包括第三加载杆和驱动所述第三加载杆运动的第三驱动组件，所述第三加载杆连接于所述顶紧组件；

所述第一驱动组件、所述第二驱动组件和所述第三驱动组件均设置于所述固定板。

优选地，所述三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机还包括摇柄，所述摇柄的一端连接于所述传动轴，所述摇柄的另一端连接于所述第三加载杆。

优选地，所述第一驱动组件、所述第二驱动组件和所述第三驱动组件均为直线油缸。

本发明的有益效果：本实施例中通过夹持组件夹持弹性轴承衬套的外圈，顶紧组件夹持弹性轴承衬套的内圈，通过滑动组件的导向，第一加载单元驱动夹持组件沿滑动组件直线往复运动。从而模拟弹性轴承衬套沿其偏移自身中心轴线的工况。第二加载单元的第二加载杆与第一加载杆垂直，第二加载单元驱动夹持组件所述弹性轴承衬套的竖直径向中心线为中心轴扭转，第二加载单元对弹性轴承衬套的此方向的扭转进行工况进行模拟。第三加载单元驱动顶紧组件绕弹性轴承衬套的中心轴扭转，从而对弹性轴承衬套的另一方向的扭转进行模拟。通过上述三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机对弹性轴承衬套的工况进行模拟，使其工况更接近实际工况进行疲劳测试，使疲劳测试后得到的结果更准确。

附图说明

图1是本发明的三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机的结构示意图；

图2是本发明的顶紧组件和夹持组件的结构示意图；

图3是本发明的夹持组件的结构示意图；

图4是本发明的夹持组件和顶紧头的结构示意图；

图5是本发明的夹持组件的结构爆炸图；

图6是本发明的顶紧组件和摇柄的结构示意图；

图7是本发明的顶紧组件的内部结构示意图。

图中：

1、测试单元；

11、夹持组件；111、支座；112、锁紧组件；1121、第一锁紧件；1122、第二锁紧件；113、转动轴；114、第一转动轴承；115、通用衬套；

12、顶紧组件；121、支撑座；122、传动轴；123、挡圈；124、调整螺母；125、第二转动轴承；126、顶紧头；127、锁紧螺母；128、支撑杆；

2、弹性轴承衬套；

3、第一加载单元；31、第一加载杆；32、第一驱动组件；

4、滑动组件；41、导轨底板；42、直线导轨；43、滑块；

5、第二加载单元；51、第二加载杆；52、第二驱动组件；

6、第三加载单元；61、第三加载杆；62、第三驱动组件；

7、固定板；

8、摇柄。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本实施例中提供了一种三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，包括固定板7、测试单元1、第一加载单元3、第二加载单元5和第三加载单元6，其中各个单元均设置于固定板7上。上述测试单元1包括夹持组件11和两个顶紧组件12，夹持组件11用于固定弹性轴承衬套2的外圈，两个顶紧组件12对称设置于弹性轴承衬套2两侧，用于固定弹性轴承衬套2的内圈。

第一加载单元3连接于夹持组件11，夹持组件11下方设置有滑动组件4，第一加载单元3能够带动夹持组件11沿滑动组件4直线往复运动。

第二加载单元5，与第一加载单元3垂直设置，第二加载单元5连接于夹持组件11，第二加载单元5驱动夹持组件11绕弹性轴承衬套2的竖直径向中心线扭转。

第三加载单元6，连接于顶紧组件12，第三加载单元6驱动顶紧组件12绕弹性轴承衬套2的中心轴扭转。

本实施例中通过夹持组件11夹持弹性轴承衬套2的外圈，顶紧组件12夹持弹性轴承衬套2的内圈，通过滑动组件4的导向，第一加载单元3驱动夹持组件11沿滑动组件4直线往复运动。从而模拟弹性轴承衬套2沿其偏移自身中心轴线的工况。第二加载单元5的第二加载杆51与第一加载杆31垂直，第二加载单元5驱动夹持组件11绕弹性轴承衬套2的竖直径向中心线扭转，第二加载单元5对弹性轴承衬套2的此方向的扭转进行工况进行模拟。第三加载单元6驱动顶紧组件12绕弹性轴承衬套2的中心轴扭转，从而对弹性轴承衬套2的另一方向的扭转进行模拟。通过上述三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机对弹性轴承衬套2的工况进行模拟，使其工况更接近实际工况进行疲劳测试，使疲劳测试后得到的结果更准确。

具体地，如图3-图5所示，上述夹持组件11包括连接于第一加载杆31的支座111，本实施例中的支座111为U型支座，以及设置于支座111内能够相对于支座111转动的锁紧组件112，锁紧组件112能够绕弹性轴承衬套2的竖直径向中心线转动。

如图3和图4所示，上述U型支座设置于滑动组件4，滑动组件4包括导轨底板41、及设置于导轨底板41上的直线导轨42，以及与直线导轨42配合滑动的滑块43，U型支座连接于滑块43。第一加载单元3驱动U型支座直线往复运动时，通过直线导轨42提供导向，从而能够模拟弹性轴承衬套2受到沿垂直于中心轴线的力后偏移的工况。

如图5所示，上述锁紧组件112和弹性轴承衬套2之间通过通用衬套115连接，通用衬套115套设于弹性轴承衬套2的外圈，且与弹性轴承衬套2的外圈固定连接，在模拟弹性轴承衬套2的不同受力工况时，使弹性轴承衬套2和通用衬套115能够一体动作。锁紧组件112套设于通用衬套115，且与通用衬套115固定连接，锁紧组件112和通用衬套115能够一体动作。

锁紧组件112位于U型支座内，且锁紧组件112与U型支座转动连接，具体地，锁紧组件112上下安装有转动轴113，转动轴113与第一转动轴承114连接，第一转动轴承114的中心轴线与通用衬套115的竖直径向中心线重合，通过第一转动轴承114，锁紧组件112能够绕第一转动轴承114的中心轴线转动。

锁紧组件112包括两个第一锁紧件1121和第二锁紧件1122，第一锁紧件1121和第二锁紧件1122的内径均与通用衬套115的外径配合。第一锁紧件1121和第二锁紧件1122相互配合，能够径向夹紧通用衬套115，弹性轴承衬套2安装于通用衬套115内，通过第一锁紧件1121和第二锁紧件1122夹紧弹性轴承衬套2。上述转动轴113安装于第二锁紧件1122的上，两个转动轴113分别位于第二锁紧件1122的上下两端，此转动轴113与通用衬套115的竖直径向中心线重合。

如图1所示，第一加载单元3中的第一驱动组件32为第一直线油缸，第一直线油缸的输出端连接于第一加载杆31，第一加载杆31连接于U型支座。

第二加载单元5和第一加载单元3的结构类似，第二加载单元5包括第二加载杆51和驱动第二加载杆51运动的第二驱动组件52，第二直线油缸与第一直线油缸垂直设置，第二加载杆51与第一加载杆31垂直设置，第一直线油缸和第二直线油缸均设置于固定板7上。第二直线油缸连接于第二加载杆51，第二加载杆51连接于锁紧组件112的第二锁紧件1122上，第二直线油缸通过第二加载杆51驱动锁紧组件112绕第一转动轴承114的中心轴线扭转。

第三加载单元6的第三驱动组件62为第三直线油缸，第三直线油缸的输出端驱动第三加载杆61连接于顶紧组件12。第三加载单元6包括第三加载杆61和驱动第三加载杆61沿直线往复运动的第三驱动组件62，第三加载杆61与第一加载杆31平行，且与第二加载杆51垂直，第三加载杆61连接于顶紧组件12，顶紧组件12上设置有摇柄8，第三加载杆61连接于摇柄8，通过摇柄8带动顶紧组件12绕弹性轴承衬套2的中心轴扭转。

如图6和图7所示，顶紧组件12包括设置于固定板7上的两个支撑座121，两个支撑座121间隔预设距离设置。传动轴122穿设于两个支撑座121，传动轴122和两个支撑座121之间通过第二转动轴承125转动连接。

两个支撑座121的一侧设置有挡圈123，另一侧在转动轴113上套设有调整螺母124，调整螺母124设置于两个支撑座121之间。挡圈123和调整螺母124分别抵压于第二转动轴承125的两端，防止第二转动轴承125的轴向窜动。为进一步防止调整螺母124松动，在调整螺母124的一侧设置有锁紧螺母127，锁紧螺母127位于两个支撑座121之间。

摇柄8设置于传动轴122的一端，第三加载杆61经摇柄8与传动轴122偏心连接。传动轴122的另一端连接有顶紧头126，顶紧头126为锥形，如图7所示，顶紧头126的中心设置有支撑杆128(如图4中所示)，支撑杆128穿设于弹性轴承衬套2，位于弹性轴承衬套2中心，用于支撑弹性轴承衬套2。支撑杆128的两端设置有顶紧头126内，顶紧头126顶紧于弹性轴承衬套2的内圈。

第二转动轴承125两侧设置挡圈123和调整螺母124，可以加强驱动轴在传动过程中的传动轴122的稳定性，使结构传动过程中，传动轴122因疲劳试验机工作时产生的振动产生挠性弯曲。

本实施例中通过第一加载单元3驱动夹持组件11沿垂直于弹性轴承衬套2的中心轴的方向往复直线运动，模拟弹性轴承衬套2的径向的受力工况，第二加载单元5驱动锁紧组件112绕弹性轴承衬套2的竖直径向中心线扭转，模拟弹性轴承衬套2绕竖直径向中心轴的扭矩的工况。第三加载单元6驱动顶紧组件12绕弹性轴承衬套2的中心轴扭转，模拟弹性轴承衬套2受到绕中心轴的扭矩的工况。通过模拟弹性轴承衬套2在三个方向上的受力工况，更接近弹性轴承衬套2在实际工作状态下的受力，弹性轴承衬套2在疲劳试验机上测试得到的疲劳寿命更准确。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，其特征在于，包括：

测试单元(1)，所述测试单元(1)包括夹持组件(11)和两个顶紧组件(12)，所述夹持组件(11)用于固定弹性轴承衬套(2)的外圈，两个所述顶紧组件(12)对称设置于所述弹性轴承衬套(2)的两侧，用于固定所述弹性轴承衬套(2)的内圈；

第一加载单元(3)，连接于所述夹持组件(11)，所述夹持组件(11)下方设置有滑动组件(4)，所述第一加载单元(3)驱动所述夹持组件(11)沿所述滑动组件(4)直线往复运动；

第二加载单元(5)，与所述第一加载单元(3)垂直设置，所述第二加载单元(5)连接于所述夹持组件(11)，所述第二加载单元(5)驱动所述夹持组件(11)绕所述弹性轴承衬套(2)的竖直径向中心线扭转；

第三加载单元(6)，连接于所述顶紧组件(12)，所述第三加载单元(6)驱动所述顶紧组件(12)绕所述弹性轴承衬套(2)的中心轴扭转；

固定板(7)，所述顶紧组件(12)包括设置于所述固定板(7)上的两个支撑座(121)，及传动轴(122)，以及顶紧头(126)，两个所述支撑座(121)间隔预设距离设置，所述传动轴(122)经第二转动轴承(125)与所述支撑座(121)转动连接；

所述顶紧头(126)设置于所述传动轴(122)的一端，所述顶紧头(126)用于顶紧所述弹性轴承衬套(2)的内圈。

2.根据权利要求1所述的三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，其特征在于，所述夹持组件(11)包括连接于所述第一加载单元(3)上的支座(111)，以及设置于所述支座(111)上的锁紧组件(112)，所述锁紧组件(112)能够相对于所述支座(111)绕弹性轴承衬套(2)的竖直径向中心线转动。

3.根据权利要求2所述的三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，其特征在于，所述锁紧组件(112)上设置有转动轴(113)，所述支座(111)上设置有与所述转动轴(113)配合第一转动轴承(114)，所述转动轴(113)沿竖直方向设置。

4.根据权利要求2所述的三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，其特征在于，所述锁紧组件(112)包括：

第一锁紧件(1121)和第二锁紧件(1122)，所述第一锁紧件(1121)和所述第二锁紧件(1122)的内径均与通用衬套(115)的外径配合，所述通用衬套(115)与所述弹性轴承衬套(2)的外圈过盈配合。

5.根据权利要求2所述的三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，其特征在于，所述滑动组件(4)包括导轨底板(41)，设置于所述导轨底板(41)上的直线导轨(42)，以及与所述直线导轨(42)配合滑动的滑块(43)，所述支座(111)连接于所述滑块(43)。

6.根据权利要求1所述的三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，其特征在于，每个所述第二转动轴承(125)的两侧分别设置有挡圈(123)和调整螺母(124)，所述调整螺母(124)位于两个所述支撑座(121)之间。

7.根据权利要求1所述的三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，其特征在于，所述第一加载单元(3)包括第一加载杆(31)和驱动所述第一加载杆(31)运动的第一驱动组件(32)；

所述第二加载单元(5)包括第二加载杆(51)和驱动所述第二加载杆(51)运动的第二驱动组件(52)，所述第一加载杆(31)和所述第二加载杆(51)垂直设置；

所述第三加载单元(6)包括第三加载杆(61)和驱动所述第三加载杆(61)运动的第三驱动组件(62)，所述第三加载杆(61)连接于所述顶紧组件(12)；

所述第一驱动组件(32)、所述第二驱动组件(52)和所述第三驱动组件(62)均设置于所述固定板(7)。

8.根据权利要求7所述的三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，其特征在于，所述三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机还包括摇柄(8)，所述摇柄(8)的一端连接于所述传动轴(122)，所述摇柄(8)的另一端连接于所述第三加载杆(61)。

9.根据权利要求7所述的三轴向弹性轴承衬套疲劳试验机，其特征在于，所述第一驱动组件(32)、所述第二驱动组件(52)和所述第三驱动组件(62)均为直线油缸。