CN112014091B - 一种板簧测试装置以及轨迹、刚度测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板簧测试装置，包括：测量台、板簧定位结构、标尺组以及加载座。其中，板簧定位结构，包括沿左右向相互间隔、且沿左右向滑动安装于所述测量台上的两个定位件，两个所述定位件用于定位板簧两端的卷耳；标尺组，包括分别设于两个所述定位件上且均沿上下向延伸的两个第一标尺杆，以及沿左右向延伸且设于两个所述第一标尺杆之间的第二标尺杆；加载座，用于设于所述板簧上，以向所述板簧加载测试力。本发明提供的板簧测试装置，旨在解决传统技术中人工测量板簧工序复杂、且测量精度低的问题。

Description

一种板簧测试装置以及轨迹、刚度测试方法

技术领域

本发明涉及板簧测试技术领域，具体为一种板簧测试装置以及轨迹、刚度测试方法。

背景技术

板簧在商用车上的应用广泛，特别是大跨度少片式(一般少于5片)的板簧目前更是大量的应用到商用车的前悬架系统上。针对板簧有多种类型的测试，例如板簧的运动轨迹测试，前板簧的运动轨迹的精确确定对于减小悬架系统与转向系统的运动干涉量，提高车辆转向系统的稳定性，减小由于制动、颠簸导致的车辆转向瞬时失控问题具有重要意义；或者板簧的半钢度测试，少片式的钢板弹簧采用采用变截面扎制而成，因此在轧制过程中单片板簧的前后厚度肯定会存在差异，不同的厚度差异会导致板簧的前后半刚度的差异。如果在实际使用过程中，一个板簧前后端存在刚度差异，会导致其前后端变形造成差异，造成后桥后倾角的不同，特别是前桥板簧，如果板簧半刚度不同，会导致前桥的后倾角差异，转向性能一致性差。然而传统技术中缺少对板簧进行测试的设备，人工进行测试较为繁琐、且难以保证测试精度。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种板簧测试装置，旨在解决传统技术中，人工测量板簧工序复杂、且测量精度低的问题。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种板簧测试装置，包括：

测量台；

板簧定位结构，包括沿左右向相互间隔、且沿左右向滑动安装于所述测量台上的两个定位件，两个所述定位件用于定位板簧两端的卷耳；

标尺组，包括分别设于两个所述定位件上且均沿上下向延伸的两个第一标尺杆，以及沿左右向延伸且设于两个所述第一标尺杆之间的第二标尺杆；以及，

加载座，用于设于所述板簧上，以向所述板簧加载测试力。

可选地，每个所述定位件上均设有开口向上的容置槽，两个所述卷耳分别对应安设于两个所述容置槽内；

每个所述容置槽的上端跨设有第一定位销，各所述第一定位销分别穿设于各所述卷耳，且两端对应连接于各所述容置槽呈相对设置的两个侧壁。

可选地，一所述定位件上，所述容置槽呈相对设置的两个侧壁上均开设有开口向上的安装凹槽，所述第一定位销的两端分别设于两个所述安装凹槽内。

可选地，一所述定位件上，两个所述安装凹槽的底壁面均开设有限位槽；

所述第一定位销的两端外侧面均设有定位凸环，两个所述定位凸环分别至少部分对应卡设于两个所述限位槽内。

可选地，所述第一标尺杆与对应的所述定位件之间设有定位销连接结构。

可选地，所述第一标尺杆的下端开设有定位孔；

所述定位销连接结构包括：

安装销筒，一端连接于所述第一定位销，另一端穿设于所述定位孔内，所述安装销筒远离所述第一定位销的一端设有螺纹连接孔；以及，

锁紧螺杆，设于所述螺纹连接孔内，用以将所述第一标尺杆锁紧安装于所述安装销筒上。

可选地，所述第一定位销的端部设有安载孔，且端部设有连通所述安载孔的止转槽；

所述安装销筒远离所述锁紧螺杆的一端的外侧面设有止转平面，所述安装销筒插装于所述安载孔内，且所述止转平面与止转槽的侧壁贴合。

可选地，所述加载座包括呈相对设置的上盖以及下盖，所述上盖以及下盖之间形成有安装通道，所述板簧穿设于所述安装通道且向所述安装通道的两侧延伸；和/或，

所述标尺组还包括标尺安装座，所述标尺安装座沿上下向活动安装于所述第一标尺杆，所述第二标尺杆沿左右向活动安装于所述标尺安装座。

在上述板簧测试装置的基础上，本发明还提供了一种板簧轨迹的测试方法，包括以下步骤：

提供上述板簧测试装置；

通过所述标尺组测量获得所述板簧的初始测量参数，其中，所述初始测量参数包括所述板簧的中心到所述板簧两端的两个卷耳之间的初始距离x1、x2，以及所述板簧的中心到所述测量台的上基准面之间的初始距离y1；

多次施加不同力值的测试外力于所述加载座上，通过所述标尺组分别测量获得所述板簧的不同组的实际测量参数，其中，所述实际测量参数包括所述板簧的中心到所述板簧两端的两个卷耳之间的实际加载距离x1n’、x2n’，以及所述板簧的中心到所述测量台的上基准面之间的实际加载距离yn’；

建立测量坐标系，以其中一卷耳为坐标原点，将获得的所述初始测量参数以及不同组的所述实际测量参数转化为离散坐标点，拟合所述离散坐标点，获得所述板簧的测量运动轨迹；

获得测量坐标系与实际坐标系之间的转换参数，根据所述测量运动轨迹以及所述转换参数，获得所述板簧的实际运动轨迹。

本发明还提供了一种板簧半刚度的测试方法，包括以下步骤：

提供上述板簧测试装置；

通过所述标尺组测量获得所述板簧两端的初始高度参数；

施加测试外力于所述加载座上，再次通过所述标尺组分别测量获得所述板簧的两端的实际高度参数；

根据测试外力的力值、所述初始高度参数以及所述实际高度参数分别计算所述板簧两端的刚度。

本发明提供的技术方案中，板簧测试装置，包括：测量台、板簧定位结构、标尺组以及加载座。其中，板簧定位结构，包括沿左右向相互间隔、且沿左右向滑动安装于所述测量台上的两个定位件，两个所述定位件用于定位板簧两端的卷耳，保持板簧测量时的稳定性；标尺组，包括分别设于两个所述定位件上且均沿上下向延伸的两个第一标尺杆，以及沿左右向延伸且设于两个所述第一标尺杆之间的第二标尺杆；加载座，用于设于所述板簧上，以向所述板簧加载测试力。通过对板簧施加测试力，能够使用标尺组对板簧的形变参数进行测量，解决了传统技术中人工检测板簧不方便、且测量精度较低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的板簧测试装置一实施例的立体结构示意简图；

图2为图1中所述定位件的立体结构示意简图；

图3为图1中所述第一定位销的立体结构示意简图；

图4为图1中所述定位销连接结构的立体结构示意简图；

图5为图1中所述加载座的立体结构示意简图；

图6为本发明提供的板簧轨迹的测试方法的步骤流程示意图；

图7为本发明提供的板簧半钢度的测试方法的步骤流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

板簧在商用车上的应用广泛，特别是大跨度少片式(一般少于5片)的板簧目前更是大量的应用到商用车的前悬架系统上。针对板簧有多种类型的测试，例如板簧的运动轨迹测试，前板簧的运动轨迹的精确确定对于减小悬架系统与转向系统的运动干涉量，提高车辆转向系统的稳定性，减小由于制动、颠簸导致的车辆转向瞬时失控问题具有重要意义；或者板簧的半钢度测试，少片式的钢板弹簧采用采用变截面扎制而成，因此在轧制过程中单片板簧的前后厚度肯定会存在差异，不同的厚度差异会导致板簧的前后半刚度的差异。如果在实际使用过程中，一个板簧前后端存在刚度差异，会导致其前后端变形造成差异，造成后桥后倾角的不同，特别是前桥板簧，如果板簧半刚度不同，会导致前桥的后倾角差异，转向性能一致性差。然而传统技术中缺少对板簧进行测试的设备，人工进行测试较为繁琐、且难以保证测试精度。

鉴于此，本发明提供一种板簧测试装置1000以及轨迹、刚度测试方法。本说明书附图中，图1为本发明提供的板簧测试装置1000一实施例的立体结构示意简图；图2为图1中所述定位件210的立体结构示意简图；图3为图1中所述第一定位销220的立体结构示意简图；图4为图1中所述定位销连接结构230的立体结构示意简图；图5为图1中所述加载座400的立体结构示意简图；图6为本发明提供的板簧轨迹的测试方法的步骤流程示意图；图7为本发明提供的板簧半钢度的测试方法的步骤流程示意图。

请参阅图1-图5，本发明提供了一种板簧测试装置1000，包括：测量台100、板簧定位结构200、标尺组300以及加载座400。其中板簧定位结构200，包括沿左右向相互间隔、且沿左右向滑动安装于测量台100上的两个定位件210，两个定位件210用于定位板簧两端的卷耳，需要说明的是，板簧两端均向内卷曲形成卷耳，卷耳上形成有通孔，方便对卷耳进行定位。标尺组300，包括分别设于两个定位件210上且均沿上下向延伸的两个第一标尺杆310，以及沿左右向延伸且设于两个第一标尺杆310之间的第二标尺杆320；加载座400，用于设于板簧上，以向板簧加载测试力。通过加载座400向板簧施加外力，再通过标尺组300对板簧各项形变参数进行测量，有助于把握板簧的整体参数。

具体地，每个定位件210上均设有开口向上的容置槽211，两个卷耳分别对应安设于两个容置槽211内；在本实施例中，每个定位件210设为U型座。每个容置槽211的上端跨设有第一定位销220，各第一定位销220分别穿设于各卷耳，且两端对应连接于各容置槽211呈相对设置的两个侧壁。通过定位销穿设于卷耳上的通孔，将卷耳固定于各定位件210上。

进一步地，每个定位件210上，容置槽211呈相对设置的两个侧壁上均开设有开口向上的安装凹槽212，第一定位销220的两端分别设于两个安装凹槽212内，且中部穿设于卷耳上的通孔。在每个定位件210上，两个安装凹槽212的底壁面均开设有限位槽213；第一定位销220的两端外侧面均设有定位凸环221，两个定位凸环221分别至少部分对应卡设于两个限位槽213内，一方面是对第一定位销220起着安装固定作用，另一方面也防止施加外力时，第一定位销220发生旋转，影响板簧的测试数据。

如上所述，本发明提供的技术方案中还设有标尺组300对板簧的参数进行测量，请参阅图1，第一标尺杆310与对应的定位件210之间设有定位销连接结构230。具体地，第一标尺杆310的下端开设有定位孔311，定位销连接结构230包括：安装销筒231，一端连接于第一定位销220，另一端穿设于定位孔311内，安装销筒231远离第一定位销220的一端设有螺纹连接孔233；锁紧螺杆232，设于螺纹连接孔233内，用以将第一标尺杆310锁紧安装于所述安装销筒231上。安装销筒231一端与锁紧螺杆232螺纹连接，用于固定第一标尺杆310，另一端与定位件210固定连接，将第一标尺杆310固定于定位件210上。

进一步地，第一定位销220的端部设有安载孔222，且端部设有连通安载孔222的止转槽223；安装销筒231远离锁紧螺杆232的一端的外侧面设有止转平面234，安装销筒231插装于安载孔222内，且止转平面234与止转槽223的侧壁贴合。安装销筒231插接于第一定位销220内、且通过止转槽223以及止转平面234的相互配合，防止安装销筒231发生旋转，影响第一标尺的安装稳定性。

更进一步地，加载座400包括呈相对设置的上盖410以及下盖420，上盖410以及下盖420之间形成有安装通道，板簧穿设于安装通道且向安装通道的两侧延伸；标尺组300还包括标尺安装座330，标尺安装座330沿上下向活动安装于第一标尺杆310，第二标尺杆320沿左右向活动安装于标尺安装座330。请参阅图1-图5，标尺安装座330包括相对设置、且互相铆接的两个安装块，每个安装块上分别设有沿竖直向延伸以及沿水平向延伸的凹槽，用于与第一标尺杆310以及第二标尺杆320的端部相互配合以固定标尺组300。

请参阅图6，在上述板簧测试装置1000的基础上，本发明提供了一种板簧轨迹的测试方法，包括以下步骤：

提供上述板簧测试装置,；

通过所述标尺组测量获得所述板簧的初始测量参数，其中，所述初始测量参数包括所述板簧的中心到所述板簧两端的两个卷耳之间的初始距离x1、x2，以及所述板簧的中心到所述测量台的上基准面之间的初始距离y1；

多次施加不同力值的测试外力于所述加载座上，通过所述标尺组分别测量获得所述板簧的不同组的实际测量参数，其中，所述实际测量参数包括所述板簧的中心到所述板簧两端的两个卷耳之间的实际加载距离x1n’、x2n’，以及所述板簧的中心到所述测量台的上基准面之间的实际加载距离yn’；

建立测量坐标系，以其中一卷耳为坐标原点，将获得的所述初始测量参数以及不同组的所述实际测量参数转化为离散坐标点，拟合所述离散坐标点，获得所述板簧的测量运动轨迹；

获得测量坐标系与实际坐标系之间的转换参数，根据所述测量运动轨迹以及所述转换参数，获得所述板簧的实际运动轨迹。

具体地，进行板簧的运动轨迹测量时，首先通过所述标尺组300测量获得所述板簧的初始测量参数，其中，所述初始测量参数包括所述板簧的中心到所述板簧两端的两个卷耳之间的初始距离x1、x2，以及所述板簧的中心到所述测量台100的上基准面之间的初始距离y1；接着将液压加载设备连接至加载座400，多次施加不同力值的测试外力于所述加载座400上，通过所述标尺组300分别测量获得所述板簧的不同组的实际测量参数，其中，所述实际测量参数包括所述板簧的中心到所述板簧两端的两个卷耳之间的实际加载距离x1n’、x2n’，以及所述板簧的中心到所述测量台100的上基准面之间的实际加载距离yn’；

由于前悬架钢板弹簧装配状态与在检测台上不同，按照整车的装配状态，板簧相当于检测台将偏转角度α，以板簧前卷耳为坐标原点，按照整车的坐标方向，钢板弹簧的运动轨迹坐标点为：X＝x1’cosα-y’sinα，Y＝y1’cosα+x1’sinα，其中α＝ACos((L2+(x1’+x2’)2-R2)/(2*L*(x1’+x2’)))R为车辆悬架系统吊耳的长度，L为测量台100的长度。拟合测量的各项离散坐标点，获得所述板簧的测量运动轨迹。

请参阅图7，本发明还提供了一种板簧半刚度的测试方法，包括以下步骤：

提供上述板簧测试装置；

通过所述标尺组测量获得所述板簧两端的初始高度参数；

施加测试外力于所述加载座上，再次通过所述标尺组分别测量获得所述板簧的两端的实际高度参数；

根据测试外力的力值、所述初始高度参数以及所述实际高度参数分别计算所述板簧两端的刚度。

测量时首先通过所述标尺组300测量获得所述板簧两端至所述板簧中心平面的初始高度参数h1以及h2；接着将液压加载设备连接至加载座400进行压力加载，然后通过标尺组300分别测量板簧两端到板簧中心平面的垂直距离h1’和h2’，然后根据液压加载设配的加载载荷的变化值T，板簧前后端的板刚度K1＝0.5*T/h1-h1’，K2＝0.5T/h2-h2’。需要说明的是，在板簧运动轨迹的测量中，标尺安装座330的两个安装座是转动连接的，在板簧刚度的测量中，标尺安装座330的两个安装座是固定连接的。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种板簧测试装置，其特征在于，包括：

测量台；

板簧定位结构，包括沿左右向相互间隔、且沿左右向滑动安装于所述测量台上的两个定位件，两个所述定位件用于定位板簧两端的卷耳；

标尺组，包括分别设于两个所述定位件上且均沿上下向延伸的两个第一标尺杆，以及沿左右向延伸且设于两个所述第一标尺杆之间的第二标尺杆；以及，

加载座，用于设于所述板簧上，以向所述板簧加载测试力；

所述标尺组还包括标尺安装座，所述标尺安装座沿上下向活动安装于所述第一标尺杆，所述第二标尺杆沿左右向活动安装于所述标尺安装座；

所述标尺安装座包括相对设置、且相互转动连接的两个安装块，每个所述安装块上分别设置有沿竖直方向延伸以及沿水平方向延伸的凹槽，用以与所述第一标尺杆以及所述第二标尺杆的端部相互配合。

2.如权利要求1所述的板簧测试装置，其特征在于，每个所述定位件上均设有开口向上的容置槽，两个所述卷耳分别对应安设于两个所述容置槽内；

每个所述容置槽的上端跨设有第一定位销，各所述第一定位销分别穿设于各所述卷耳，且两端对应连接于各所述容置槽呈相对设置的两个侧壁。

3.如权利要求2所述的板簧测试装置，其特征在于，一所述定位件上，所述容置槽呈相对设置的两个侧壁上均开设有开口向上的安装凹槽，所述第一定位销的两端分别设于两个所述安装凹槽内。

4.如权利要求3所述的板簧测试装置，其特征在于，一所述定位件上，两个所述安装凹槽的底壁面均开设有限位槽；

所述第一定位销的两端外侧面均设有定位凸环，两个所述定位凸环分别至少部分对应卡设于两个所述限位槽内。

5.如权利要求2所述的板簧测试装置，其特征在于，所述第一标尺杆与对应的所述定位件之间设有定位销连接结构。

6.如权利要求5所述的板簧测试装置，其特征在于，所述第一标尺杆的下端开设有定位孔；

所述定位销连接结构包括：

安装销筒，一端连接于所述第一定位销，另一端穿设于所述定位孔内，所述安装销筒远离所述第一定位销的一端设有螺纹连接孔；以及，

锁紧螺杆，设于所述螺纹连接孔内，用以将所述第一标尺杆锁紧安装于所述安装销筒上。

7.如权利要求6所述的板簧测试装置，其特征在于，所述第一定位销的端部设有安载孔，且端部设有连通所述安载孔的止转槽；

所述安装销筒远离所述锁紧螺杆的一端的外侧面设有止转平面，所述安装销筒插装于所述安载孔内，且所述止转平面与止转槽的侧壁贴合。

8.如权利要求1所述的板簧测试装置，其特征在于，所述加载座包括呈相对设置的上盖以及下盖，所述上盖以及下盖之间形成有安装通道，所述板簧穿设于所述安装通道且向所述安装通道的两侧延伸。

9.一种板簧轨迹的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供如权利要求1至8任意一项所述的板簧测试装置；

通过所述标尺组测量获得所述板簧的初始测量参数，其中，所述初始测量参数包括所述板簧的中心到所述板簧两端的两个卷耳之间的初始距离x1、x2，以及所述板簧的中心到所述测量台的上基准面之间的初始距离y1；

多次施加不同力值的测试外力于所述加载座上，通过所述标尺组分别测量获得所述板簧的不同组的实际测量参数，其中，所述实际测量参数包括所述板簧的中心到所述板簧两端的两个卷耳之间的实际加载距离x1n’、x2n’，以及所述板簧的中心到所述测量台的上基准面之间的实际加载距离yn’；

建立测量坐标系，以其中一卷耳为坐标原点，将获得的所述初始测量参数以及不同组的所述实际测量参数转化为离散坐标点，拟合所述离散坐标点，获得所述板簧的测量运动轨迹；

获得测量坐标系与实际坐标系之间的转换参数，根据所述测量运动轨迹以及所述转换参数，获得所述板簧的实际运动轨迹。

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