CN115791032A - 一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于静力试验技术领域，公开了一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置和方法，装置包括弯曲固定接头、弯曲加载接头和扭矩测量传感器，弯曲固定接头上具有安装弹性轴承底部大接头的安装接口，弯曲固定接头的背面具有安装在扭矩施加装置上的平台接头，弯曲加载接头一端放入弹性轴承顶部小接头的凹槽内并与之匹配，弯曲加载接头另一端连接扭矩测量传感器。本发明有效解决了以往球型弹性轴承弯曲刚度试验弯曲角度需要通过测量位移转化得到以及弯曲力矩无法实时测量所带来的测量误差大、测试精度低问题，同时也消除了依靠人工手动施加弯曲力矩的效率低问题，试验装置简单、实用，可操作性强，具有较高的试验精度和工作效率。

Description

一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置和方法

技术领域

本发明属于静力试验技术领域，涉及一种球形弹性轴承的静力试验装置，具体涉及一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置和方法。

背景技术

弹性轴承是一种金属隔片与橡胶叠层的结构件，由大接头、小接头和弹性体叠层组成，其中弹性体叠层是由金属隔片与橡胶叠层复合而成，然后通过硫化粘接与由铝合金锻件经机械加工而成的大接头、小接头形成一个整体。弹性轴承的结构简图如图1所示，大接头上有2个在同一平面上的大安装连接孔，小接头上有一凹槽和2个垂直于凹槽方向的小安装连接孔。

弹性轴承弯曲刚度是指使弹性轴承大、小接头绕Y轴方向产生单位相对扭转角所需的力矩，即

式中Mβ是施加的弯曲力矩(单位:N·m),β是弯曲角(单位:°)，Kβ是弯曲刚度(单位:N·m/°)。

以往弹性轴承弯曲刚度测试所用的装置如图2所示，弹性轴承的大接头通过大螺栓固定在弯曲台架上，弯曲加载接头和弯曲加载杆通过小螺栓与弹性轴承的小接头连接，试验时，利用松紧螺套分别在弯曲加载杆的两端向下施加弯曲力F1或F2模拟弯曲力矩Mβ，同时通过激光位移传感器测量弯曲加载杆在加载方向的位移，经过计算转化得到弯曲角β。该试验装置完全依靠人工手动施加载荷，费时费力、效率较低，同时弯曲角β是通过测量位移计算转化得到，存在较大测量误差，从而使得弯曲刚度测试结果误差较大，精度低。

目前国内尚无公开形式的球型弹性轴承弯曲刚度性能试验自动测试装置，国外亦未检索到有关的公开文献。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提供了一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置和方法，可以自动开展测试，不再需要通过测量位移来计算弯曲角，从而提高球型弹性轴承弯曲刚度测试精度，同时较少人力、物力消耗，提升工作效率。

本发明的技术方案：

一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，包括弯曲固定接头、弯曲加载接头和扭矩测量传感器，弯曲固定接头上具有安装弹性轴承底部大接头的安装接口，弯曲固定接头的背面具有安装在扭矩施加装置上的平台接头，弯曲加载接头一端放入弹性轴承顶部小接头的凹槽内并与之匹配，弯曲加载接头另一端连接扭矩测量传感器。

进一步的，弯曲固定接头包括固定底板、支撑底板和2块支撑竖版，固定底板垂直设在支撑底板的一端，2块支撑竖版分别垂直设在支撑底板的两侧，固定底板和2块支撑竖版共同组成包围弹性轴承的大接头三个侧边固定座，支撑底板是支撑弹性轴承的大接头底部的支撑面。

进一步的，弹性轴承的大接头放入弯曲固定接头的安装接口内后，使用大接头螺栓和大接头螺母从侧面旋入支撑竖版抵紧并固定弹性轴承的侧面，支撑竖版有配合大接头螺母的通孔。

进一步的，固定底板的外侧具有下固定螺栓，下固定螺栓与扭矩施加装置的平台接口相匹配。

进一步的，弯曲加载接头包括加载竖板和转接圆盘，加载竖板的宽度与弹性轴承顶部小接头的凹槽匹配，加载竖板的一端与转接圆盘固定连接，转接圆盘具有与扭矩测量传感器相配合的接口。

进一步的，加载竖板的宽度方向近边缘设有小接头螺栓通孔，加载竖板放入弹性轴承顶部小接头的凹槽内后，通过小接头螺栓和小接头螺母配合小接头螺栓通孔与弹性轴承的小接头固定。

进一步的，转接圆盘沿圆盘均匀分布有至少3个转接螺纹孔，上固定螺栓通过转接螺纹孔连接转接圆盘和扭矩测量传感器。

一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试方法，使用上述的一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，将弹性轴承的大接头安装并固定在弯曲固定接头内，再将弯曲加载接头的加载端放入并固定在弹性轴承的小接头内，弯曲加载接头的接头端与扭矩测量传感器连接，弯曲固定接头安装在扭矩施加装置的扭矩施加平台上；启动扭矩施加装置以一定的角度和速率转动，扭矩测量传感器自动测量并提供弹性轴承的刚性扭矩。

本发明的有益效果：

本发明通过设计一套球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置和测试方法，有效解决了以往球型弹性轴承弯曲刚度试验弯曲角度需要通过测量位移转化得到以及弯曲力矩无法实时测量所带来的测量误差大、测试精度低问题，同时也消除了依靠人工手动施加弯曲力矩的效率低问题，试验装置简单、实用，可操作性强，具有较高的试验精度和工作效率。

附图说明

图1为本发明背景技术的弹性轴承结构示意图；

图2为本发明背景技术的以往弯曲刚度安装测试图；

图3为本发明球型弹性轴承弯曲刚度试验装置图；

图4为本发明球型弹性轴承弯曲刚度试验装置立体图；

图5为本发明弯曲固定接头结构示意图；

图6为本发明弯曲加载接头结构示意图；

其中，1—弹性轴承，2—弯曲固定接头，3—弯曲加载接头，4—扭矩测量传感器，5—大接头螺栓，6—大接头螺母，7—小接头螺栓，8—小接头螺母，9—下固定螺栓，10—上固定螺栓；

2a—固定底板，2b—支撑底板，2c—支撑竖版，2d—大接头螺栓通孔，2e—沉头螺栓通孔；

3a—加载竖板，3b—转接圆盘，3c—小接头螺栓通孔，3d—转接螺纹孔。

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一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，包括弯曲固定接头2、弯曲加载接头3和扭矩测量传感器4，弯曲固定接头2上具有安装弹性轴承1底部大接头的安装接口，弯曲固定接头2的背面具有安装在扭矩施加装置上的平台接头，弯曲加载接头3一端放入弹性轴承1顶部小接头的凹槽内并与之匹配，弯曲加载接头3另一端连接扭矩测量传感器4。

弯曲固定接头2包括固定底板2a、支撑底板2b和2块支撑竖版2c，固定底板2a垂直设在支撑底板2b的一端，2块支撑竖版2c分别垂直设在支撑底板2b的两侧，固定底板2a和2块支撑竖版2c共同组成包围弹性轴承1的大接头三个侧边固定座，支撑底板2b是支撑弹性轴承1的大接头底部的支撑面。

弹性轴承1的大接头放入弯曲固定接头2的安装接口内后，使用大接头螺栓5和大接头螺母6从侧面旋入支撑竖版2c抵紧并固定弹性轴承1的侧面，支撑竖版2c有配合大接头螺母6的通孔。

固定底板2a的外侧具有下固定螺栓9，下固定螺栓9与扭矩施加装置的平台接口相匹配。

弯曲加载接头3包括加载竖板3a和转接圆盘3b，加载竖板3a的宽度与弹性轴承1顶部小接头的凹槽匹配，加载竖板3a的一端与转接圆盘3b固定连接，转接圆盘3b具有与扭矩测量传感器4相配合的接口。

加载竖板3a的宽度方向近边缘设有小接头螺栓通孔3c，加载竖板3a放入弹性轴承1顶部小接头的凹槽内后，通过小接头螺栓7和小接头螺母8配合小接头螺栓通孔3c与弹性轴承1的小接头固定。

转接圆盘3b沿圆盘均匀分布有至少3个转接螺纹孔3d，上固定螺栓10通过转接螺纹孔3d连接转接圆盘3b和扭矩测量传感器4。

一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试方法，使用上述的一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，将弹性轴承的大接头安装并固定在弯曲固定接头内，再将弯曲加载接头的加载端放入并固定在弹性轴承的小接头内，弯曲加载接头的接头端与扭矩测量传感器连接，弯曲固定接头安装在扭矩施加装置的扭矩施加平台上；启动扭矩施加装置以一定的角度和速率转动，扭矩测量传感器自动测量并提供弹性轴承的刚性扭矩。

下面是本发明另一个实施例。

本发明的球型弹性轴承弯曲刚度试验装置由弯曲固定接头2、弯曲加载接头3、大接头螺栓5、大接头螺母6、小接头螺栓7、小接头螺母8、下固定螺栓9和上固定螺栓10组成。其特征在于分别通过弯曲固定接头2与扭矩施加装置扭转机构的连接以及弯曲加载接头3与扭矩测量传感器4的连接即可实现对弹性轴承弯曲方向设定角度下的力矩施加和力矩值的精确测量。

下面参照图3和图4对本专利做进一步详细说明。球型弹性轴承弯曲刚度试验装置由弯曲固定接头2、弯曲加载接头3、大接头螺栓5、大接头螺母6、小接头螺栓7、小接头螺母8、下固定螺栓9和上固定螺栓10组成。试验安装时，首先将2个下固定螺栓9穿过弯曲固定接头2底部的2个沉头螺栓通孔2e后拧入扭矩施加装置底部的螺纹孔，从而将弯曲固定接头2固定在扭矩施加装置上，然后用大接头螺栓5和大接头螺母6将球型弹性轴承大接头固定在弯曲固定接头2上，其次使用小接头螺栓7和小接头螺母8将弯曲加载接头3与球型弹性轴承小接头固定在一起，最后使用上固定螺栓10将扭矩测量传感器4的一端固定在弯曲加载接头3上，另一端固定在扭矩施加装置的上平台上。

安装完成后通过系统专用软件来控制扭矩施加装置以一定的角度和速率按图3所示方向进行转动，即可实现对球型弹性轴承弯曲方向设定角度下的力矩施加和力矩值的自动、实时、精确测量，从而实现球型弹性轴承弯曲刚度的快速、高精度测试。

弯曲固定接头2和弯曲加载接头3分别如图5和图6所示，弯曲固定接头2由1块固定底板2a、1块支撑底板2b和2块支撑竖版2c组成，其中固定底板2a上开有2个沉头螺栓通孔2e用于放置下固定螺栓9将弯曲固定接头2固定在扭矩施加装置上，2块支撑竖版2c上各开有2个大接头螺栓通孔2d用于放置大接头螺栓5将弹性轴承大接头固定在弯曲固定接头2上。弯曲加载接头3由1个加载竖板3a和1个转接圆盘3b组成，其中加载竖板3a上开有2个小接头螺栓通孔3c用于放置小接头螺栓7将弯曲加载接头3与弹性轴承小接头固定连接，转接圆盘3b上开有8个沿圆盘均匀分布的转接螺纹孔3d用于放置上固定螺栓10将扭矩测量传感器4的一端固定在弯曲加载接头3上，另一端通过上固定螺栓10与扭矩施加装置的上平台固定连接，从而实现对所施加力矩值的实时精确测量。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，其特征在于，包括弯曲固定接头(2)、弯曲加载接头(3)和扭矩测量传感器(4)，弯曲固定接头(2)上具有安装弹性轴承(1)底部大接头的安装接口，弯曲固定接头(2)的背面具有安装在扭矩施加装置上的平台接头，弯曲加载接头(3)一端放入弹性轴承(1)顶部小接头的凹槽内并与之匹配，弯曲加载接头(3)另一端连接扭矩测量传感器(4)。

2.根据权利要求1所述的一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，其特征在于，弯曲固定接头(2)包括固定底板(2a)、支撑底板(2b)和2块支撑竖版(2c)，固定底板(2a)垂直设在支撑底板(2b)的一端，2块支撑竖版(2c)分别垂直设在支撑底板(2b)的两侧，固定底板(2a)和2块支撑竖版(2c)共同组成包围弹性轴承(1)的大接头三个侧边固定座，支撑底板(2b)是支撑弹性轴承(1)的大接头底部的支撑面。

3.根据权利要求2所述的一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，其特征在于，弹性轴承(1)的大接头放入弯曲固定接头(2)的安装接口内后，使用大接头螺栓(5)和大接头螺母(6)从侧面旋入支撑竖版(2c)抵紧并固定弹性轴承(1)的侧面，支撑竖版(2c)有配合大接头螺母(6)的通孔。

4.根据权利要求2所述的一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，其特征在于，固定底板(2a)的外侧具有下固定螺栓(9)，下固定螺栓(9)与扭矩施加装置的平台接口相匹配。

5.根据权利要求1所述的一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，其特征在于，弯曲加载接头(3)包括加载竖板(3a)和转接圆盘(3b)，加载竖板(3a)的宽度与弹性轴承(1)顶部小接头的凹槽匹配，加载竖板(3a)的一端与转接圆盘(3b)固定连接，转接圆盘(3b)具有与扭矩测量传感器(4)相配合的接口。

6.根据权利要求5所述的一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，其特征在于，加载竖板(3a)的宽度方向近边缘设有小接头螺栓通孔(3c)，加载竖板(3a)放入弹性轴承(1)顶部小接头的凹槽内后，通过小接头螺栓(7)和小接头螺母(8)配合小接头螺栓通孔(3c)与弹性轴承(1)的小接头固定。

7.根据权利要求6所述的一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，其特征在于，转接圆盘(3b)沿圆盘均匀分布有至少3个转接螺纹孔(3d)，上固定螺栓(10)通过转接螺纹孔(3d)连接转接圆盘(3b)和扭矩测量传感器(4)。

8.一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试方法，使用如权利要求1-7中任意所述的一种球型弹性轴承弯曲刚度试验自动测试装置，其特征在于，将弹性轴承的大接头安装并固定在弯曲固定接头内，再将弯曲加载接头的加载端放入并固定在弹性轴承的小接头内，弯曲加载接头的接头端与扭矩测量传感器连接，弯曲固定接头安装在扭矩施加装置的扭矩施加平台上；启动扭矩施加装置以一定的角度和速率转动，扭矩测量传感器自动测量并提供弹性轴承的刚性扭矩。

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