CN117516914A - 一种耐久试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐久试验台，包括机床架，与所述机床架配合设置有疲劳测试装置，所述疲劳测试装置包括设置在机床架上的转动机构和摆动机构，以及设置在所述机床架一侧的加载机构，在转动机构、摆动机构以及加载机构的相互配合下实现球头销的疲劳测试，载荷、摆动角度以及转动交底均可调，可模拟极限工况、普通工况等多工况下的磨损情况，有利于对球头销出厂前物理性能参数的检验，提高使用安全性，这种自动化的疲劳测试，可实现持续性不间断的测试，测试效率远高于现有技术中的装车实验，并且测试成本较低，实现疲劳测试的自动化。

Description

一种耐久试验台

技术领域

本发明涉及疲劳测试设备技术领域，尤其涉及一种耐久试验台。

背景技术

球头销组件作为汽车转向系统中的关键零部件，位于转向器和转向节臂之间，随轮胎上下运动，通过球销的旋转和摆动，将方向盘的操舵力传输给轮胎，实现车轮上下跳动和转向运动，是保证汽车操纵的稳定性，行驶的平顺性、舒适性、安全性及使汽车正确、准确行驶的关键零部件。

球头销组件出现故障时，轻则影响汽车的稳定性，重则会造成车辆操作失灵，导致发生安全事故。因此，球头销组件的可靠性对整车安全非常重要。

公开号为CN110479622A，专利名称为一种球头销检测装置及球头销生产线的中国专利申请，公开了一种球头销检测装置及球头销生产线，球头销检测装置包括：工作台以及设置于所述工作台上的检测圆盘、驱动模块和检测模块，其中，检测模块包括至少三个检测单元，检测单元沿检测圆盘的周向设置；检测圆盘上设置至少两个球头销定位模块，且相邻两所述球头销定位模块对应的圆心角与相邻两所述检测单元对应的圆心角相同；驱动模块用于驱动检测圆盘转动，进而使检测圆盘带动球头销定位模块上的球头销转动，使球头销依次经过所述检测模块中的检测单元。本发明方案通过设置检测圆盘，在检测圆盘转动过程中，可以带动多个球头销同时经过检测单元进行检测，有效提高了球头销的检测效率。

但是这种检测仅基于各出厂参数，但是疲劳磨损度的测试还是需要装车实验才能完成，测试成本较高，且测试效率较低。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种测试成本较低，且测试效率较高，实现自动化的测试球头销疲劳度的耐久试验台，能够保证球头销出厂的可靠性和安全性。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种耐久试验台，包括机床架，与所述机床架配合设置有疲劳测试装置，所述疲劳测试装置包括设置在机床架上的转动机构和摆动机构，以及设置在所述机床架一侧的加载机构，所述摆动机构包括摆动架，所述摆动架上设置有与所述转动机构联动的转动座，所述转动座上设置有球头磨损测试座，球头销的球头置于所述球头磨损测试座内，球头销的另一端通过所述加载机构相抵，在转动机构、摆动机构以及加载机构的相互配合下实现球头销的疲劳测试。

上述技术方案中，所述机床架包括底板以及置于所述底板上的第一竖板以及第二竖板，所述第一竖板与所述第二竖板相对设置且之间预留有工作空间，所述第一竖板远离所述第二竖板的一侧底板上工作面上预留有安装位，工作空间用于摆动架的安装，而安装位则用于安装驱动摆动架的机构。

上述技术方案中，所述第一竖板以及所述第二竖板上分别对称开设有第一轴孔以及第二轴孔，连接轴分别对应设置在第一轴孔和第二轴孔内，所述第一竖板与所述第二竖板的顶部通过转动安装板连接，轴孔用于摆动架的安装，转动安装板用于配合转动机构安装用。

上述技术方案中，所述转动机构包括转动驱动组件、转动驱动臂、转动连接组件、转动臂组件以及联动组件，所述转动驱动组件设置于所述第二竖板的外侧壁上，所述转动驱动臂一端与所述转动驱动组件连接，另一端与所述转动连接组件连接，转动连接组件穿设在所述的转动安装板上，其下工作端安装有转动臂组件，转动臂组件穿过所述的摆动架于联动组件联动配合。

上述技术方案中，所述转动驱动组件包括驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有转动角度调节盘，所述转动角度调节盘上设置有连接结构，所述转动驱动臂的一端与所述连接结构连接，转动角度调节盘起到调节转动角度的作用，能够实现不同工况的模拟测试。

上述技术方案中，所述转动臂组件包括上转动连接座、下转动连接座以及位于所述上转动连接座以及所述下转动连接座之间的万向节，所述下转动连接座的下工作端连接联动组件，进一步实现转动动作的传递。

上述技术方案中，所述联动组件包括与所述下转动连接座的下工作端连接的第一联动臂，所述第一联动臂的两端分别连接有第一连动杆和第二连动杆，所述第一连动杆和所述第二连动杆的另一端分别与和转动座联动的第二联动臂和第三联动臂。

上述技术方案中，所述摆动机构包括设置在所述第一竖板与所述第二竖板的预留工作空间内的摆动架以及设置在底板安装位上用于驱动所述摆动架动作的驱动机构，所述摆动架通过连接轴与所述第一竖板和所述第二竖板转动连接，所述驱动机构的输出端设置有摆动角度调节盘，摆动连杆一端与所述摆动角度调节盘连接，摆动连杆的另一端与摆动臂连接，所述摆动臂的另一端与位于第一竖板上连接轴连接，能够实现摆动角度的调整，以满足各个工况下的模拟测试需求。

上述技术方案中，所述摆动架包括具有双层结构的工作部以及双耳结构的连接部，所述工作部上贯穿双层结构设置有安装位，转动座设置在安装位中，连接部上设置有与第一轴孔相对应的第一转轴连接孔以及与第二轴孔相对应的第二转轴连接孔，连接轴分别对应穿设在第一轴孔、第二轴孔以及所述第一转轴连接孔和第二转轴连接孔内。这样，就能够使摆动架在第一竖板与第二竖板之间的预留工作空间内摆动。

上述技术方案中，所述加载机构包括反力架，所述反力架上设置有向所述机床架方向延伸布置的加载驱动机构，所述加载驱动机构靠近所述机床架的端部设置有与所述球头磨损测试座位置对应的抵靠部，用于对待测件提供负载，模拟装车受力情况。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过采用由驱动电机驱动的转动机构和摆动机构，以及由油缸驱动的加载机构相互配合，准确模拟球头销在装车后的磨损工况，即存在转动的同时完成摆动动作，并且以此同时受到的载荷，并且载荷、摆动角度以及转动交底均可调，可模拟极限工况、普通工况等多工况下的磨损情况，有利于对球头销出厂前物理性能参数的检验，提高使用安全性，这种自动化的疲劳测试，可实现持续性不间断的测试，测试效率远高于现有技术中的装车实验，并且测试成本较低，实现疲劳测试的自动化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明后侧视角结构示意图。

图3为本发明爆炸结构示意图。

图4为转动机构与摆动架配合关系示意图。

图5为转动机构结构示意图。

附图标记：机床架1、加强筋10、底板11、第一竖板12、第二竖板13、安装位11a、第一轴孔12a、第二轴孔13a、转动安装板14、安装孔141；球头磨损测试座2；加载机构3、反力架31、加载驱动机构32、抵靠部33；摆动架41、第一转轴连接孔41a、第二转轴连接孔41b、驱动机构42、摆动角度调节盘43、摆动连杆44、摆动臂45；转动座50、转动驱动组件51、驱动电机511、转动角度调节盘512、连接结构512a、转动驱动臂52、转动连接组件53、上转动连接座541、下转动连接座542、万向节543、联动组件55、第一联动臂551、第一连动杆552、第二连动杆553、第二联动臂554、第三联动臂555；待测件A。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明。

以下描述用于揭露本发明以本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参见图1至图5，一种耐久试验台，包括机床架1，机床架1呈U型，包括一体设置的底板11，第一竖板12以及第二竖板13，转动安装板14。

底板11水平设置，第一竖板12与第二竖板13竖向设置，且第一竖板12与第二竖板13结构一致并相对设置于底板11长度方向的两端，在第一竖板12与第二竖板13之间预留有工作空间，用于转动机构和摆动机构的工作，转动安装板14连接设置在第一竖板12与第二竖板13的顶部。

位于第一竖板12的外侧底板11上，即远离第二竖板13一侧的底板11上工作面上预留有安装位11a。

更进一步的，在第一竖板12以及第二竖板13上均对称开设有第一轴孔12a、第二轴孔13a，在转动安装板14上设置有安装孔141。

为了加强第一竖板12与第二竖板13的强度，在第一竖板12与第二竖板13和底板11的连接外侧设置有加强筋10。

疲劳测试装置与机床架1配合设置，包括模拟工况下转动动作的转动机构、模拟摆动动作的摆动机构以及施加载荷的加载机构3。

其中转动机构和摆动机构均通过机床架1设置，而加载机构3则对应设置在机床架1的一侧，用于对待测件A施加载荷。

摆动机构包括摆动架41、驱动机构42，其中，摆动架41具有包括工作部以及双耳结构的连接部的双层结构，这种双层结构即提高了摆动架的刚度，又能够减重，工作部为平行布置的双层板状结构，其上贯穿双层结构设置有安装位，包括第一安装位和第二安装位，该安装位为孔状结构，其中，第一安装位居中设置，而第二安装位的设置数量取决的实际使用情况，当待测量较大时，可设置多个，本申请中，作为优选，第二安装位设置为两组，即设置有两组贯穿在双层安装位上的孔，即上层两个孔，下层两个孔，上下两孔尺寸一致并位置对应，并位于第一安装位的两侧。

连接部一体对称设置在双层平面结构的两个端部，设置方向与第一竖板12和第二竖板13平行，且连接部的双耳结构上设置有第一转轴连接孔41a、第二转轴连接孔41b，两个转轴连接孔的尺寸与第一轴孔12a和第二轴孔13a相对应，一个连接轴依次穿设在第一轴孔12a和第一转轴连接孔41a内，另一根连接轴穿设在第二轴孔13a和第二转轴连接孔41b内，使得摆动架41设置在第一竖板12与第二竖板13的预留工作空间内，且能够通过转轴转动。

驱动机构42设置在底板上工作面的安装位11a处，与其还连接设置有摆动角度调节盘43，可以实现摆动角度的调节，以实现模拟多工况下的摆动运动，本方案中的驱动机构42优选采用驱动电机。

摆动角度调节盘43上连接有摆动连杆44，摆动连杆44的伸出端与摆动臂45连接，摆动臂45的另一端与位于第一竖板12上连接轴连接，即穿设在驱动机构42侧的第一轴孔12a和第一转轴连接孔41a内的连接轴上，当然，为了能够实现两根连接轴的同步摆动，在另一侧的连接轴上设置有同步器。

这样，在驱动机构42的驱动下，摆动架41能够在第一竖板12与第二竖板13的预留工作空间内摆动，且摆动角度可调。

转动机构包括转动座50、转动驱动组件51、转动驱动臂52、转动连接组件53、转动臂组件以及联动组件55。

转动座50通过摆动架41上设置的第二安装位安装，显然，转动座50的设置数量与第二安装位的设置数量一致，因此，此处的转动座50优选设置有两组，分别对应安装在两个第二安装位上，且使得转动座50穿设在摆动架41的双层结构上，使转动座50的上部凸出于摆动架41的上工作面外，而转动座50的下部凸出于摆动架41的下工作面外，这样设置的转动座，其内部的转轴安装长度增长，有利于测试工作的稳定。

而用于待测件A的球头销球头磨损测试的球头磨损测试座2则设置在转动座50顶部，包括具有与球头造型相匹配的半球形容纳腔，且腔口的开口方向朝向加载机构3的方向。

转动驱动组件51具体包括驱动电机511和转动角度调节盘512，转动角度调节盘512设置在驱动电机511的输出端，位于转动角度调节盘512的上工作面上设置有连接结构512a。

转动驱动臂52为一两端均设置有连接配合结构的杆件，一端套设在连接结构512a上，另一端套设在转动连接组件53上。

驱动电机511和转动角度调节盘512均设置在第二竖板13的外侧壁上，且转动角度调节盘512高于第二竖板13的顶面，转动驱动臂52横向布置，与转动连接组件53的连接端向安装孔141的方向延伸，转动角度调节盘512可实现转动角度的调整。

转动连接组件53包括转动连接条，其一端设置有连接柱，用于与转动驱动臂52连接，另一端设置有连接套，用于与转动臂组件连接。

转动臂组件包括上转动连接座541、下转动连接座542以及万向节543，其中，上转动连接座541通过转动安装板14上的安装孔141安装，转动连接组件53设置在上转动连接座541的顶部并凸出在转动安装板14外，万向节543连接在上转动连接座541的下工作端，并与下转动连接座542配合连接，而下转动连接座542通过摆动架41的第一安装位安装在其双层结构上，通过摆动架41的双层结构，增加了下转动连接座542内转动轴的安装长度，有利于测试的稳定性。

位于下转动连接座542的下工作端，即下转动连接座542伸出摆动架41的下工作面的一端连接联动组件55。

联动组件55主要用于在转动臂组件的联动下使转动座50完成转动动作。

联动组件55包括第一联动臂551、第二联动臂554和第三联动臂555，第一联动臂551与第二联动臂554之间通过第一连动杆552连接，第一联动臂551与第三联动臂555之间通过第二连动杆553连接。

而第一联动臂551的另一端与下转动连接座542连接，用于传递来自转动臂组件的转动力，第二联动臂554以及第三联动臂555则分别与两个转动座50的下部连接，用于将第一联动臂551接收的转动传递至两个转动座50上，使得其能够带动球头磨损测试座2动作。

很显然，这样的设置用于匹配具有两个转动座50的结构，当转动座50设置数量更多，或者设置数量减少时，则联动组件55的联动臂会依情况增加或者减少。

与转动机构以及摆动机构配合的加载机构3则包括反力架31、加载驱动机构32以及抵靠部33。

显然，反力架31的设置数量是与转动座50的设置数量一致，实际上，更确切的说是与球头磨损测试座2的设置数量一致。反力架31为一支架结构，用于设置加载驱动机构32用，加载驱动机构32优选采用油缸，在油缸上还配合设置有力传感器，在油缸上驱动杆的端部设置有抵靠部33，在初始阶段时，抵靠部33与球头磨损测试座2相对，即使抵靠部33朝向球头磨损测试座2的开口方向。

上述实施例的具体动作过程如下：将待测件A的球头置于球头磨损测试座2内，通过反力架31的油缸作用下，使抵靠部33与待测件A的后端相抵，转动机构与摆动机构同时动作，在驱动机构42的驱动下，摆动架41在第一竖板12与第二竖板13的预留工作空间内往复摆动，需要变换工况时，可通过摆动角度调节盘43，实现摆动角度的调节，在摆动的同时，位于摆动架41上的转动座50也在驱动电机511的驱动下，由转动驱动臂52带动转动臂组件，进而通过联动组件55使其转动。

最终目的是使球头磨损测试座2在摆动的同时实现转动，并配合加载机构3实现待测件A的装车模拟测试，完成各工况下的疲劳测试。

不需要装车测试，降低了测试成本，同时能够一次实现多件测试，并且可以实现不间断的测试，提高测试效率，自动化程度高，有利于提高零件出厂前物理性能参数的检验，提高使用安全性，

本领域技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能以及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种耐久试验台，包括机床架（1），其特征在于，与所述机床架（1）配合设置有疲劳测试装置，所述疲劳测试装置包括均设置在机床架（1）上的转动机构和摆动机构，以及设置在所述机床架一侧的加载机构（3），所述摆动机构包括摆动架（41），所述摆动架（41）上设置有与所述转动机构联动的转动座（50），所述转动座（50）上设置有球头磨损测试座（2），球头销的球头置于所述球头磨损测试座（2）内，球头销的另一端通过所述加载机构（3）相抵，在转动机构、摆动机构以及加载机构（3）的相互配合下实现球头销的疲劳测试。

2.根据权利要求1所述的耐久试验台，其特征在于，所述机床架（1）包括底板（11）以及置于所述底板（11）上的第一竖板（12）以及第二竖板（13），所述第一竖板（12）与所述第二竖板（13）相对设置且之间预留有工作空间，所述第一竖板（12）远离所述第二竖板（13）的一侧底板（11）上工作面上预留有安装位（11a）。

3.根据权利要求2所述的耐久试验台，其特征在于，所述第一竖板（12）以及所述第二竖板（13）上分别对称开设有第一轴孔（12a）以及第二轴孔（13a），连接轴分别对应设置在第一轴孔（12a）和第二轴孔（13a）内，所述第一竖板（12）与所述第二竖板（13）的顶部通过转动安装板（14）连接。

4.根据权利要求3所述的耐久试验台，其特征在于，所述转动机构包括转动驱动组件（51）、转动驱动臂（52）、转动连接组件（53）、转动臂组件以及联动组件（55），所述转动驱动组件（51）设置于所述第二竖板（13）的外侧壁上，所述转动驱动臂（52）一端与所述转动驱动组件（51）连接，另一端与所述转动连接组件（53）连接，转动连接组件穿设在所述的转动安装板上，其下工作端安装有转动臂组件，转动臂组件穿过所述的摆动架于联动组件联动配合。

5.根据权利要求4所述的耐久试验台，其特征在于，所述转动驱动组件包括驱动电机（511），所述驱动电机（511）的输出端设置有转动角度调节盘（512），所述转动角度调节盘（512）上设置有连接结构（512a），所述转动驱动臂（52）的一端与所述连接结构（512a）连接。

6.根据权利要求5所述的耐久试验台，其特征在于，所述转动臂组件包括上转动连接座（541）、下转动连接座（542）以及位于所述上转动连接座（541）以及所述下转动连接座（542）之间的万向节（543），所述下转动连接座（542）的下工作端连接联动组件（55）。

7.根据权利要求6所述的耐久试验台，其特征在于，所述联动组件（55）包括与所述下转动连接座（542）的下工作端连接的第一联动臂（551），所述第一联动臂（551）的两端分别连接有第一连动杆（552）和第二连动杆（553），所述第一连动杆（552）和所述第二连动杆（553）的另一端分别与和转动座（50）联动的第二联动臂（554）和第三联动臂（555）。

8.根据权利要求4所述的耐久试验台，其特征在于，所述摆动机构包括设置在所述第一竖板（12）与所述第二竖板（13）的预留工作空间内的摆动架（41）以及设置在底板安装位（11a）上用于驱动所述摆动架（41）动作的驱动机构（42），所述摆动架（41）通过连接轴与所述第一竖板（12）和所述第二竖板（13）转动连接，所述驱动机构（42）的输出端设置有摆动角度调节盘（43），摆动连杆（44）一端与所述摆动角度调节盘（43）连接，摆动连杆（44）的另一端与摆动臂（45）连接，所述摆动臂（45）的另一端与位于第一竖板（12）上连接轴连接。

9.根据权利要求8所述的耐久试验台，其特征在于，所述摆动架（41）包括具有双层结构的工作部以及双耳结构的连接部，所述工作部上贯穿双层结构设置有安装位，转动座（50）设置在安装位中，连接部上设置有与第一轴孔（12a）相对应的第一转轴连接孔（41a）以及与第二轴孔（13a）相对应的第二转轴连接孔（41b），连接轴分别对应穿设在第一轴孔（12a）、第二轴孔（13a）以及所述第一转轴连接孔（41a）和第二转轴连接孔（41b）内。

10.根据权利要求1所述的耐久试验台，其特征在于，所述加载机构（3）包括反力架（31），所述反力架（31）上设置有向所述机床架（1）方向延伸布置的加载驱动机构（32），所述加载驱动机构（32）靠近所述机床架（1）的端部设置有与所述球头磨损测试座（2）位置对应的抵靠部（33）。