CN113551892A - 一种多轴疲劳耐久测试工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多轴疲劳耐久测试工装，包括模拟轮胎接地连接装置，模拟轮胎接地连接装置的侧部与轮端X轴加载单元相连、上部与轮端Y轴加载单元一端相连、下部与轮端Z轴加载单元的一端相连，模拟轮胎接地连接装置上与轮端Y轴加载单元相对的一侧面上连接有转向节，转向节上分别连接有弹簧臂、连杆和牵引臂，牵引臂的一端连接有车身支架相连，车身支架安装在车身固定单元上，连杆和弹簧臂的一端分别与连杆固定单元以及副车架固定单元相连，弹簧臂下侧的减震器连接点和减震弹簧连接点分别与模拟减震器Z轴加载单元以及模拟减震弹簧固定单元连接。本发明结构合理紧凑，可方便应用于汽车悬架零部件疲劳耐久实验验证，搭建容易，降低实验成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件生产工装领域，具体为一种多轴疲劳耐久测试工装。
背景技术
汽车底盘的悬架系统是连接轮胎和车身的支持系统，悬架系统主要作用为支持车身，改善乘坐感受，承担整个轮端输入力传递作用。汽车悬架系统属于车用安全件，其强度和耐久必须要达到设计要求以此来保障驾乘人员的安全；汽车悬架的多通道耐久实验是验证整个悬架系统寿命的关键试验项目，该实验项目通常都是采用国外进口的多通道实验机来完成，因为实验设备昂贵，只有少数公司拥有验证能力，往往无法满足现在高强度试验的要求。
发明内容
本发明提供了一种多轴疲劳耐久测试工装，结构合理紧凑，可方便应用于汽车悬架零部件疲劳耐久实验验证，工装搭建容易，降低实验成本。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多轴疲劳耐久测试工装，包括模拟轮胎接地连接装置，所述的模拟轮胎接地连接装置的侧部与轮端X轴加载单元相连、上部与轮端Y轴加载单元一端相连、下部与轮端Z轴加载单元的一端相连，所述的模拟轮胎接地连接装置上与轮端Y轴加载单元相对的一侧面上连接有转向节，所述的转向节上分别连接有弹簧臂、连杆和牵引臂，所述的牵引臂的一端连接有车身支架相连，所述的车身支架安装在车身固定单元上，所述的连杆和弹簧臂的一端分别与连杆固定单元以及副车架固定单元相连，所述的弹簧臂下侧的减震器连接点和减震弹簧连接点分别与模拟减震器Z轴加载单元以及模拟减震弹簧固定单元连接。
作为优选，所述的模拟轮胎接地连接装置包括板状主体，所述的板状主体的上端和下端分别设置有Y轴加载连接部和Z轴加载连接部，所述的板状主体的侧部设置有X轴加载连接部，所述的板状主体的中部设置有转向节连接孔。
作为优选，所述的轮端Z轴加载单元和模拟减震器Z轴加载单元的结构相同，均包括尾座和转动设置在尾座一侧的驱动液压缸，所述的驱动液压缸另一端底部通过缓冲座与中支座相连，所述的驱动液压缸的伸出杆与载荷方向转化装置的一端转动相连，所述的载荷方向转化装置的另一端与竖向设置的拉杆的一端相连，所述的拉杆的另一端连接有第一转动连接头。
作为优选，所述的载荷方向转化装置包括底板和并排设置在底板上侧的转轴座，所述的转轴座之间横向连接有中转轴，所述的中转轴上并排设置的等腰直角三角形板，所述的中转轴从直角三角形板直角端横向穿过，所述的等腰直角三角形板的两底角端均转动连接有连接球铰，两个连接球铰分别连接驱动液压缸的伸出杆和拉杆。
作为优选，所述的模拟减震弹簧固定单元包括基板和下端与基板转动相连的弹簧拉杆，所述的弹簧拉杆的上端通过第二转动连接头与弹簧臂相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
结构紧凑合理，可方便应用于汽车悬架零部件疲劳耐久实验验证，其明显的优势在于：(1)结构巧妙，将Z向载荷转换为水平加载，更容易控制，降低实验搭建的难度；(2)使用液压缸搭建实验系统代替进口昂贵的设备，极大降低实验成本；(3)整体结构合理，简单实用。
附图说明
图1为本发明的俯视结构图；
图2为图1的B-B向半剖结构图；
图3为本发明的模拟轮胎接地连接装置的主视结构图；
图4为本发明的模拟轮胎接地连接装置的立体结构图；
图5为本发明的载荷方向转化装置的分解结构图；
图6为本发明的载荷方向转化装置的组装立体结构图；
图7为本发明的轮端Z轴加载单元的立体结构图；
图8为本发明的模拟减震器Z轴加载单元的立体结构图；
图9为本发明的模拟减震弹簧固定单元的立体结构图。
附图说明：
1、轮端Y轴加载单元，11、转向节，12、模拟轮胎接地连接装置，121、板状主体，122、X轴加载连接部，123、Z轴加载连接部，124、Y轴加载连接部，125、转向节连接孔，13、弹簧臂，14、模拟减震弹簧固定单元，2、轮端Z轴加载单元，21、尾座，22、驱动液压缸，23、缓冲座，24、中支座，25、载荷方向转化装置，26、拉杆，27、第一转动连接头，3、轮端X轴加载单元，4、模拟减震器Z轴加载单元，141、基板，142、弹簧拉杆，143、第二转动连接头，5、副车架固定单元，251、底板，252、连接球铰，253、轴承，254、转轴座，255、等腰直角三角形板，256、中转轴，6、连杆固定单元，7、连杆，8、车身固定单元，9、车身支架，10、牵引臂。
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。
如图1-9所示，本发明提供为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多轴疲劳耐久测试工装，包括模拟轮胎接地连接装置12，所述的模拟轮胎接地连接装置12的侧部与轮端X轴加载单元3相连、上部与轮端Y轴加载单元1一端相连、下部与轮端Z轴加载单元2的一端相连，所述的模拟轮胎接地连接装置12上与轮端Y轴加载单元1相对的一侧面上连接有转向节11，所述的转向节11上分别连接有弹簧臂13、连杆7和牵引臂10，所述的牵引臂10的一端连接有车身支架9相连，所述的车身支架9安装在车身固定单元8上，所述的连杆7和弹簧臂13的一端分别与连杆固定单元6以及副车架固定单元5相连，所述的弹簧臂13下侧的减震器连接点和减震弹簧连接点分别与模拟减震器Z轴加载单元4以及模拟减震弹簧固定单元14连接，在本实施例中，所述的轮端X轴加载单元3，轮端Y轴加载单元1和轮端Z轴加载单元2与模拟轮胎接地连接装置12连接在一起，为整个悬架系统提供三向加载力，加上模拟减震器Z轴加载单元4，这四个加载单元中均包含了液压缸，使用这四组液压缸提供加载力，通过驱动模块为整个实验装置加载随机载荷，实现轮端三向力和弹簧臂Z向耐久载荷加载，可同时验证转向节11，弹簧臂13，连杆7、牵引臂10和车身支架9的疲劳耐久。其中轮端三向力为整车坐标系的X向，Y向和Z向载荷，模拟不同工况下，轮胎与地面接触点处的载荷，弹簧臂13和模拟减震器Z轴加载单元4模拟在不同的路面激励下筒式减震器与弹簧臂13作用点处的响应载荷。
在本实施例中，多轴疲劳耐久测试工装使用弹簧臂13与副车架固定单元6和连杆固定单元5代替副车架进行试验，简化整个实验系统，并且有效降低实验成本；使用模拟减震弹簧固定单元14代替减震弹簧，降低安装的难度，提高实验的安全性。
在本实施例中，如图3-4所示，所述的模拟轮胎接地连接装置12包括板状主体121，所述的板状主体121的上端和下端分别设置有Y轴加载连接部124和Z轴加载连接部123，所述的板状主体121的侧部设置有X轴加载连接部122，所述的板状主体121的中部设置有转向节连接孔125，通过结构简单的板状主体121可以实现与Y轴加载连接部124、Z轴加载连接部123和X轴加载连接部122连接，还可以通过转向节连接孔125连接转向节11，大大降低了测试工装的安装难度，使整个工装更加紧凑，成本更低。
在本实施例中，如图7-8所示，所述的轮端Z轴加载单元2和模拟减震器Z轴加载单元4的结构相同，均包括尾座21和转动设置在尾座21一侧的驱动液压缸22，所述的驱动液压缸22另一端底部通过缓冲座23与中支座24相连，所述的驱动液压缸22的伸出杆与载荷方向转化装置25的一端转动相连，所述的载荷方向转化装置25的另一端与竖向设置的拉杆26的一端相连，所述的拉杆26的另一端连接有第一转动连接头27，通过驱动液压缸22的动作可以使伸出杆伸出，由于载荷方向转化装置25需要转化角度，需要进行转动，驱动液压缸22无法一直保持水平，所以通过缓冲座23可以使驱动液压缸22进行一定角度的转动，以满足载荷方向转化装置25转动的需要，缓冲座23能更好地模拟路况，也能使驱动液压缸22自动回位，缓冲座23为并排设置的两个，采用橡胶材料制成，可以在竖直方向上伸缩。
在本实施例中，如图5-6所示，所述的载荷方向转化装置25包括底板251和并排设置在底板251上侧的转轴座254，所述的转轴座254之间横向连接有中转轴256，所述的中转轴256上并排设置的等腰直角三角形板255，所述的中转轴256从直角三角形板255直角端横向穿过，中转轴256与转轴座254之间设置有轴承253，所述的等腰直角三角形板255的两底角端均转动连接有连接球铰252，两个连接球铰252分别连接驱动液压缸22的伸出杆和拉杆26，驱动液压缸22通过连接球铰252可以使等腰直角三角形板255发生翻转，由于是等腰直角三角形板255，所以可以将驱动液压缸22的水平力1:1的转换为拉杆26的垂直力。
在本实施例中，如图9所示，所述的模拟减震弹簧固定单元14包括基板141和下端与基板141转动相连的弹簧拉杆142，所述的弹簧拉杆142的上端通过第二转动连接头143与弹簧臂13相连，通过第二转动连接头143可以为弥补工装的制造和组装误差，释放自由度，保证零件在自由状态下加载。
虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (5)
1.一种多轴疲劳耐久测试工装，其特征在于，包括模拟轮胎接地连接装置(12)，所述的模拟轮胎接地连接装置(12)的侧部与轮端X轴加载单元(3)相连、上部与轮端Y轴加载单元(1)一端相连、下部与轮端Z轴加载单元(2)的一端相连，所述的模拟轮胎接地连接装置(12)上与轮端Y轴加载单元(1)相对的一侧面上连接有转向节(11)，所述的转向节(11)转向节(11)上分别连接有弹簧臂(13)、连杆(7)和牵引臂(10)，所述的牵引臂(10)的一端连接有车身支架(9)相连，所述的车身支架(9)安装在车身固定单元(8)上，所述的连杆(7)和弹簧臂(13)的一端分别与连杆固定单元(6)以及副车架固定单元(5)相连，所述的弹簧臂(13)下侧的减震器连接点和减震弹簧连接点分别与模拟减震器Z轴加载单元(4)以及模拟减震弹簧固定单元(14)连接。
2.根据权利要求1所述的多轴疲劳耐久测试工装，其特征在于：所述的模拟轮胎接地连接装置(12)包括板状主体(121)，所述的板状主体(121)的上端和下端分别设置有Y轴加载连接部(124)和Z轴加载连接部(123)，所述的板状主体(121)的侧部设置有X轴加载连接部(122)，所述的板状主体(121)的中部设置有转向节连接孔(125)。
3.根据权利要求1所述的多轴疲劳耐久测试工装，其特征在于：所述的轮端Z轴加载单元(2)和模拟减震器Z轴加载单元(4)的结构相同，均包括尾座(21)和转动设置在尾座(21)一侧的驱动液压缸(22)，所述的驱动液压缸(22)另一端底部通过缓冲座(23)与中支座(24)相连，所述的驱动液压缸(22)的伸出杆与载荷方向转化装置(25)的一端转动相连，所述的载荷方向转化装置(25)的另一端与竖向设置的拉杆(26)的一端相连，所述的拉杆(26)的另一端连接有第一转动连接头(27)。
4.根据权利要求3所述的多轴疲劳耐久测试工装，其特征在于：所述的载荷方向转化装置(25)包括底板(251)和并排设置在底板(251)上侧的转轴座(254)，所述的转轴座(254)之间横向连接有中转轴(256)，所述的中转轴(256)上并排设置的等腰直角三角形板(255)，所述的中转轴(256)从直角三角形板(255)直角端横向穿过，所述的等腰直角三角形板(255)的两底角端均转动连接有连接球铰(252)，两个连接球铰(252)分别连接驱动液压缸(22)的伸出杆和拉杆(26)。
5.根据权利要求1所述的多轴疲劳耐久测试工装，其特征在于：所述的模拟减震弹簧固定单元(14)包括基板(141)和下端与基板(141)转动相连的弹簧拉杆(142)，所述的弹簧拉杆(142)的上端通过第二转动连接头(143)与弹簧臂(13)相连。
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