CN112903217A - 托臂梁试验工装 - Google Patents

Abstract

托臂梁试验工装，涉及到机械零部件的测试领域，试验工装用于对左托臂梁和右托臂梁的刚强度测试，包括两个间隔设置的基台；滑动件，与基台一一对应并可滑动的设置在基台上，左托臂梁、右托臂梁同时横跨两个基台；承力件，用于与左托臂梁、右托臂梁上的车桥装夹部固定；承力件通过车桥装夹部悬空设置在两个基台之间；和作动缸，位于左托臂梁和右托臂梁之间且固定在承力件上；作动缸由上到下施力作用在承力件上，左托臂梁、右托臂梁同时受力形变且通过滑动件在基台上来回滑动；通过对该试验工装进行结构设计，使得对左右托臂梁成对试验，能够有效模拟整车状态，同时对托臂梁进行刚强度的测试来反应制造误差及制造工艺对托臂梁的影响。

Description

托臂梁试验工装

技术领域

本发明涉及到机械零部件的测试领域，具体为一种托臂梁试验工装。

背景技术

平行四边形导向结构的四气囊全空气悬架系统因为其优异的操控性和舒适性，广泛应用于高等级公路客车、重型载货车及牵引车上；托臂梁在该悬架系统中主要起承载作用，也是连接导向机构、减震机构和稳定机构的核心；所述托臂梁是悬架系统中最为关键的零部件。

在悬架系统设计时，由于汽车底盘结构布局及整车轻量化要求的限制，托臂梁一般采用铸造结构以便于设计开发；但是托臂梁的刚强度设计需要参考与整车同寿命。

有限元虚拟验证是托臂梁设计开发中不可或缺的一环；即便如此，因为制造误差及铸造工艺等原因，还是有必要对托臂梁进行实物台架验证；但是传统的实物台架验证是将整个悬架系统作为试验对象，此方法的缺点是对设备要求高、费用高昂。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种仅针对托臂梁进行测试的工装结构，通过该工装结构实现对整车状态的有效模拟。

本发明提出的技术方案如下：

托臂梁试验工装，所述试验工装用于同时对左托臂梁和右托臂梁的刚强度测试，所述托臂梁试验工装包括

两个间隔设置的基台；

滑动件，与所述基台一一对应并可滑动的设置在所述基台上，所述左托臂梁、右托臂梁同时横跨两个所述基台且所述左托臂梁、右托臂梁上的空气弹簧安装部分别与所述滑动件固定；

承力件，用于同时与所述左托臂梁、右托臂梁上的车桥装夹部固定；所述承力件通过所述车桥装夹部悬空设置在两个所述基台之间；和

作动缸，位于所述左托臂梁和所述右托臂梁之间且固定在所述承力件上；

所述作动缸由上到下施力作用在所述承力件上，所述左托臂梁、右托臂梁同时受力形变且通过所述滑动件在所述基台上来回滑动。

进一步的，所述作动缸铰接固定在所述承力件上。

进一步的，所述承力件包括承板梁和间隔设置在所述承板梁两侧的增高块，两个所述增高块分别与所述左托臂梁的车桥装夹部、所述右托臂梁的车桥装夹部固定；两个所述增高块之间还设置有铰接座，所述铰接座与所述承板梁固定，所述作动缸通过所述铰接座与所述承板梁铰接固定。

进一步的，所述增高块与所述承板梁上平面形成的高度差为L1，所述作动缸与所述铰接座的铰接转动轴线与所述承板梁上平面形成的高度差为L2，其中L1＝L2。

进一步的，所述承板梁的下端面还设置有加强板以加强所述承板梁的刚强度。

进一步的，每个所述滑动件包括安装板和辊轮，所述左托臂梁和所述右托臂梁上的空气弹簧安装部固定在所述安装板上，所述辊轮设置在所述安装板的下端面，所述安装板通过所述辊轮实现与所述基台的相对滑动。

进一步的，每个所述基台上还设置有底座，所述底座上设有滑道；所述辊轮位于所述滑道内并可在所述滑道内反复滑动。

进一步的，所述底座包括底板、两个侧板和两个挡板，所述侧板呈“7”字结构并镜像设置在所述底板的两侧，所述底板和两个所述侧板共同围成所述滑道；两个所述挡板分别设置在所述滑道的两端。

进一步的，所述辊轮至少设置两个，所述辊轮之间间隔设置；每个所述辊轮包括辊轴和套装在所述辊轴两端的轴承；

每个所述滑动件还至少包括两个装载块，所述装载块沿着所述辊轴的轴线方向间隔分布；每个所述装载块上设有与所述辊轴一一对应的卡口，所述安装板固定在所述装载块上且所述装载块的卡口分别卡接在所述辊轴上。

进一步的，所述托臂梁试验工装还包括滑动导轨支座，所述滑动导轨支座上设有可上下滑动的滑动副，所述滑动副与所述承力件固定以稳定所述承力件的上下浮动。

采用本技术方案所达到的有益效果为：

1、本工装可以对左右托臂梁成对试验，能够有效模拟整车状态。

2、本工装结构简单，在悬架综合试验台或普通试验设备上均可实现验证，可行性高，费用较低。

3.相对比虚拟验证，采用本工装对托臂梁进行刚强度的测试能较好的反应制造误差及制造工艺对托臂梁的影响。

附图说明

图1为本发明托臂梁试验工装的整体结构图。

图2为托臂梁试验工装的的另一视角结构图。

图3为左右托臂梁的结构图。

图4为承力件与托臂梁、作动缸的安装示意图。

图5为承力件的结构图。

图6为滑动件与基座的安装结构图。

图7为滑动件的爆炸结构图。

图8为调整垫块的结构图。

图9为图8中A-A的剖面示意图。

其中：10基台、20滑动件、21安装板、22辊轮、23底座、24装载块、30承力件、31承板梁、32增高块、33铰接座、34加强板、40作动缸、50滑动导轨支座、51滑动副、60调整垫块、61外环套、62调节台、63旋紧环、100空气弹簧安装部、200车桥装夹部、221辊轴、222轴承、231底板、232侧板、233挡板、241卡口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本实施例提供了一种托臂梁试验工装，通过该试验工装实现对托臂梁的刚强度测试；为了能够有效的模拟整车状态，该试验工装可以同时实现对左托臂梁和右托臂梁的刚强度测试。

参见图1-图2，本方案中提及的托臂梁试验工装包括两个间隔设置的基台10、设置在基台10上的滑动件20、用于与托臂梁安装固定的承力件30和固定在承力件30上的作动缸40。

这里提供的基台10采用镂空设计，同时在基台10的六个面上均设置多个条形安装孔，利用条形安装孔来方便对各个零部件的安装固定。

滑动件20与基台10一一对应并可滑动的设置在基台10上，这里描述的一一对应设置可以理解为一个基台10上滑动设置有一个滑动件20，两个滑动件20均可在基台10上滑动，且两个滑动件20的滑动方向在一条直线上。

托臂梁的两端分别固定在滑动件20上，这里的托臂梁包括左托臂梁和右托臂梁，即左右托臂梁的两端均固定在滑动件20上；同时为了便于后文的描述，这里对托臂梁的结构做出介绍：参见图3，托臂梁的结构包括两端位置的空气弹簧安装部100和中间位置的车桥装夹部200，空气弹簧安装部100用于与悬架系统中的空气弹簧(未画出)固定；车桥装夹部200用于与悬架系统中的车桥座(未画出)进行固定，而左托臂梁和右托臂梁的组成结构相同，但是两者为镜像结构件。

因此，参见图1，上文描述的左右托臂梁的两端均固定在滑动件20上，可以理解为：左托臂梁、右托臂梁同时横跨两个基台10，并且左托臂梁、右托臂梁上的空气弹簧安装部100分别与固定在基台10上的滑动件20上。

参见图1、图4-图5，承力件30同时与左托臂梁、右托臂梁上的车桥装夹部200固定，即承力件30通过车桥装夹部200悬空设置在两个基台10之间。

作动缸40的作用在于施加作用力(载荷力)，模拟整车系统产生的载荷；作动缸40固定在承力件30上并且位于左托臂梁和右托臂梁之间，这里最好将作动缸40设置在左托臂梁和右托臂梁间隔距离的中心位置处，这样在作动缸40开始施加作用力时，可以确保左右两个托臂梁受力的均衡。

作动缸40由上到下施力(等同于载荷力)作用在承力件30上时，左托臂梁、右托臂梁同时受力上下浮动形变，同时左右托臂梁的两端也就驱使滑动件20在基台10上来回直线滑动，以配合左右托臂梁的上下浮动；通过对试验装置进行以上结构的设计，能够较好的同时实现对左右托臂梁的刚强度的测试，能较好的反应出制造误差及制造工艺对托臂梁的影响。

可选的，作动缸40铰接固定在承力件30上，以便作动缸40与承力件30之间的调节安装。

本实施例中，承力件30包括承板梁31和间隔设置在承板梁31两侧的增高块32，承板梁31主要起到承载支撑作用；增高块32主要用于实现与左右托臂梁的车桥装夹部200进行固定，即可以理解为：左右托臂梁的车桥装夹部200分别固定在对应的增高块32上；两个增高块32之间还设置有铰接座33，铰接座33与承板梁31固定，作动缸40通过铰接座33与承板梁31铰接固定。

本实施例中，为了提高测试的试验精度，应当保证作动缸40、左托臂梁和右托臂梁受力点水平分力产生的力矩接近于零，所以对于作动缸40、左托臂梁和右托臂梁受力点的力高度差应当保持一致；即可以理解为增高块32与承板梁31上平面形成的高度差为L1，作动缸40与铰接座33的铰接转动轴线与承板梁31上平面形成的高度差为L2，其中L1和L2的差距大小应当尽量小，最好是L1＝L2。

可选的，承板梁31的下端面还设置有加强板34，承板梁31和加强板34可以采用焊接或者整体加工的方式来加强承板梁31的刚强度。

参见图1、图6-图7，滑动件20与左右托臂梁的空气弹簧安装部100固定，保证在车桥装夹部200上下浮动时空气弹簧安装部100能够稳定的反复滑动。

具体的，滑动件20包括安装板21和辊轮22，左托臂梁和右托臂梁上的空气弹簧安装部100实质上固定在滑动件20内的安装板21上，辊轮22设置在安装板21的下端面，辊轮22在基台10上的滚动将使得安装板安装板21相对于基台10产生相对滑动。

本实施例中，左托臂梁和右托臂梁上的空气弹簧安装部100是通过调整垫块60固定在安装板21上的，这里的调整垫块60主要用于调节四个位置的空气弹簧安装部100之间的高度误差，以保证在进行载荷力试验时，空气弹簧安装部100能够处于同一水平面。

具体的，参见图8-图9，调整垫块60包括直接固定在安装板21上的外环套61，外环套61内设置有调节台62，调节台62的上端面与空气弹簧安装部100直接固定；调节台62的外壁上设置有外螺纹，外环套61的内壁上设置有内螺纹，内外螺纹的配合使得调节台62能够在外环套61旋动实现上下调节，同时在调节台62上还套接设置有旋紧环63。

在具体的使用时，在将调节台62相对于外环套61旋动，调整到合适的高度之后，再旋动旋紧环63，使得旋紧环63直接抵接在外环套61上，此时调节台62将无法再调节旋动，而实现了调节台62高度的固定。

参见图6-图7，为了实现对辊轮22在基台10上的滚动引导，即保证辊轮22在各自对应基台10上的滚动路径最终能够在一条直线上，本实施例中，在每个基台10上还设置有底座23，底座23上设有滑道；辊轮22位于滑道内并可在滑道内反复滑动。

即可以理解为在每个基台10上还设置有底座23，每个底座23内均设置有滑道，两个滑道处于同一条直线上，这样将辊轮22分别设置在对应的滑道内，使得辊轮22能够在滑道的引导下反复直线滚动。

具体的，底座23包括底板231、两个侧板232和两个挡板233，底板231与基台10固定，侧板232呈“7”字结构并镜像设置在底板231的两侧，这样底板231和两个侧板232共同围成上文描述的滑道；两个挡板233分别设置在滑道的两端，其作用在于避免辊轮22在反复直线滚动时滚出滑道，利用设置在滑道两端的挡板233，将辊轮22始终限制在滑道内。

可选的，辊轮22至少设置两个，辊轮22之间间隔设置以保证滚动时的稳定性；每个辊轮22包括辊轴221和套装在辊轴221两端的轴承222，在辊轴221上设置有至少两个装载块24，装载块24沿着辊轴221的轴线方向间隔分布；每个装载块24上设有与辊轴221一一对应的卡口241，安装板21通过装载块24上搭载在辊轴221上。

具体的，卡口241为半圆孔状，该卡口241能够刚好的搭接卡在辊轴221上；并且在本实施例中，每个滑道内设置的辊轮22为三个，三个辊轮22上一共搭载有三个装载块24，三个装载块24沿着辊轴221的轴线方向等间隔分布，每个装载块24上均设置有与辊轴221对应的三个卡口241。

本实施例中，参见图1、图4，左托臂梁、右托臂梁受力上下浮动形变的同时，承力件30同样的上下运动，因此，为了保证承力件30上下运动的稳定性，设置了滑动导轨支座50来实现对承力件30的维稳支持，在滑动导轨支座50上设有可上下滑动的滑动副51，滑动副51与承力件30固定以稳定承力件30的上下浮动。

本工装结构简单，可以对左右托臂梁成对试验，能够有效模拟整车状态，采用本工装对托臂梁进行刚强度的测试能较好的反应制造误差及制造工艺对托臂梁的影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.托臂梁试验工装，所述试验工装用于同时对左托臂梁和右托臂梁的刚强度测试，其特征在于，所述托臂梁试验工装包括

两个间隔设置的基台(10)；

滑动件(20)，与所述基台(10)一一对应并可滑动的设置在所述基台(10)上，所述左托臂梁、右托臂梁同时横跨两个所述基台(10)且所述左托臂梁、右托臂梁上的空气弹簧安装部(100)分别与所述滑动件(20)固定；

承力件(30)，用于同时与所述左托臂梁、右托臂梁上的车桥装夹部(200)固定；所述承力件(30)通过所述车桥装夹部(200)悬空设置在两个所述基台(10)之间；和

作动缸(40)，位于所述左托臂梁和所述右托臂梁之间且固定在所述承力件(30)上；

所述作动缸(40)由上到下施力作用在所述承力件(30)上，所述左托臂梁、右托臂梁同时受力形变且通过所述滑动件(20)在所述基台(10)上来回滑动。

2.根据权利要求1所述的托臂梁试验工装，其特征在于，所述作动缸(40)铰接固定在所述承力件(30)上。

3.根据权利要求2所述的托臂梁试验工装，其特征在于，所述承力件(30)包括承板梁(31)和间隔设置在所述承板梁(31)两侧的增高块(32)，两个所述增高块(32)分别与所述左托臂梁的车桥装夹部(200)、所述右托臂梁的车桥装夹部(200)固定；两个所述增高块(32)之间还设置有铰接座(33)，所述铰接座(33)与所述承板梁(31)固定，所述作动缸(40)通过所述铰接座(33)与所述承板梁(31)铰接固定。

4.根据权利要求3所述的托臂梁试验工装，其特征在于，所述增高块(32)与所述承板梁(31)上平面形成的高度差为L1，所述作动缸(40)与所述铰接座(33)形成的铰接转动轴线与所述承板梁(31)上平面形成的高度差为L2，其中L1＝L2。

5.根据权利要求3所述的托臂梁试验工装，其特征在于，所述承板梁(31)的下端面还设置有加强板(34)以加强所述承板梁(31)的刚强度。

6.根据权利要求1或4或5所述的托臂梁试验工装，其特征在于，每个所述滑动件(20)包括安装板(21)和辊轮(22)，所述左托臂梁和所述右托臂梁上的空气弹簧安装部(100)固定在所述安装板(21)上，所述辊轮(22)设置在所述安装板(21)的下端面，所述安装板(21)通过所述辊轮(22)实现与所述基台(10)的相对滑动。

7.根据权利要求6所述的托臂梁试验工装，其特征在于，每个所述基台(10)上还设置有底座(23)，所述底座(23)上设有滑道；所述辊轮(22)位于所述滑道内并可在所述滑道内反复滚动。

8.根据权利要求7所述的托臂梁试验工装，其特征在于，所述底座(23)包括底板(231)、两个侧板(232)和两个挡板(233)，所述侧板(232)呈“7”字结构并镜像设置在所述底板(231)的两侧，所述底板(231)和两个所述侧板(232)共同围成所述滑道；两个所述挡板(233)分别设置在所述滑道的两端。

9.根据权利要求8所述的托臂梁试验工装，其特征在于，所述辊轮(22)至少设置两个，所述辊轮(22)之间间隔设置；每个所述辊轮(22)包括辊轴(221)和套装在所述辊轴(221)两端的轴承(222)；

每个所述滑动件(20)还至少包括两个装载块(24)，所述装载块(24)沿着所述辊轴(221)的轴线方向间隔分布；每个所述装载块(24)上设有与所述辊轴(221)一一对应的卡口(241)，所述安装板(21)固定在所述装载块(24)上且所述装载块(24)的卡口(241)分别卡接在所述辊轴(221)上。

10.根据权利要求1所述的托臂梁试验工装，其特征在于，所述托臂梁试验工装还包括滑动导轨支座(50)，所述滑动导轨支座(50)上设有可上下滑动的滑动副(51)，所述滑动副(51)与所述承力件(30)固定以稳定所述承力件(30)的上下浮动。

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