CN204924651U - 转向节试验组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转向节试验组件，包括转向节和试验夹具，试验夹具包括制动钳替代件、制动盘替代件、第一轴承和第二轴承，制动盘替代件上设置有第一轴承安装孔和第二轴承安装孔，第一轴承安装于第一轴承安装孔中，第二轴承安装于第二轴承安装孔中，转向节套接于第一轴承上并固定连接制动钳替代件，制动钳替代件套接于第二轴承上。本实用新型通过第一轴承活动连接制动盘替代件和转向节，释放了转向节相对于制动盘的转动自由度，并通过第二轴承活动连接制动钳替代件和制动盘替代件，释放了制动钳相对于制动盘的转动自由度，使得转向节的试验工况符合了实际工况，提高了转向节强度和寿命评价的准确性。

Description

转向节试验组件

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件测试技术领域，特别涉及一种转向节试验组件。

背景技术

在车辆制造领域，车辆的行驶操控性和舒适性与底盘结构中的悬挂系统息息相关，而悬挂结构的简单与复杂也直接决定着车辆制造成本的高低。其中，麦弗逊式悬架作为众多悬挂系统中的一种，因其具有重量轻、结构简单、成本低等优点，目前广泛应用于车辆系统中。

麦弗逊式悬架主要包括转向节、控制臂、转向横拉杆、横向稳定杆、横向稳定杆连杆、减震器上安装衬套总成、减震器支架总成和制动盘。其中，转向节是麦弗逊式悬架中重要的安全零件，其承受转向轮的负载以及路面传递来的冲击，同时还承受来自转向器的转向力而实现转向功能。实际使用时，车辆转向系统对转向节的强度、抗冲击性、疲劳强度以及可靠性方面都有很高的要求，因此，转向节设计过程中，转向节试验是必不可少的环节。试验的准确性关乎了转向节的质量和可靠性，并直接关系着车辆行驶的安全性和可靠性，故而转向节的试验必须准确。

现有的，在转向节的制动力台架试验中，往往从车辆制动系统工作原理角度出发，通过仿照制动钳摩擦片工作时对转向节产生的载荷，来优化转向节夹具结构，以达到准确评估转向节强度的目的。如图1所示，现有的转向节夹具包括用于替代制动盘的圆盘11和用于替代制动钳的连接板12，其中，所述连接板12通过两颗螺栓13与圆盘11固定连接。

然而，发明人发现，图1提供的转向节夹具中，所述连接板12与圆盘11通过螺栓连接将产生如下问题：

一、有限的螺栓紧固力会造成圆盘11和连接板12之间产生振动、异响和松动等问题，不利于保证试验的连续性和稳定性；

二、螺栓或销钉连接会使加载时连接板12的转动自由度受到约束，此与实际工况不符。

此外，中国专利申请号为200810220145.7和201320708819.4的专利还分别公开了一种转向节试验装置。但是，所述两个专利中公开的转向节试验装置同样存在一些问题，具体地说：

一、公开的两个转向节试验装置均没有采用原装轴承(如车轮轴承或轮毂轴承)固定转向节和用于充当制动盘的加载件(即201320708819.4中的加载肋板，200810220145.7中的加力板)，此与实际工况不符；

二、公开的两个转向节试验装置均在转向节上的轮毂轴承孔处，通过螺栓将转向节与加载件连接，使得转向节与加载件之间无法相对自由转动，同样与实际工况不符；

三、所述加载件产生的扭矩通过转向节上的轮毂轴承孔加载到转向节上，改变了实车中转向节扭矩的传递路径，更与实车制动时转向节的受力传递路径不同。

因此，现有的转向节试验夹具和装置均不能真实反映转向节在实车制动中受到的载荷状况，从而无法准确评价制动力工况下转向节的强度和寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种转向节试验组件，以在转向节制动力试验中，真实模拟转向节受到的载荷状况，从而准确评价转向节的强度和寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种转向节试验组件，包括转向节和试验夹具，所述试验夹具包括制动钳替代件、制动盘替代件、第一轴承和第二轴承，所述制动盘替代件上设置有第一轴承安装孔和第二轴承安装孔，所述第一轴承安装于所述第一轴承安装孔中，所述第二轴承安装于所述第二轴承安装孔中，所述转向节套接于所述第一轴承上并固定连接所述制动钳替代件，所述制动钳替代件套接于所述第二轴承上。

可选的，在所述的转向节组件中，所述制动盘替代件为一板状体结构，所述板状体结构包括基部和延伸部，所述延伸部对称分布于所述基部的两侧。

可选的，在所述的转向节试验组件中，所述第一轴承安装孔设置于所述基部上，所述第二轴承安装孔设置于所述延伸部上。

可选的，在所述的转向节试验组件中，所述制动钳替代件为一板状体结构并横跨所述制动盘替代件的两侧。

可选的，在所述的转向节试验组件中，所述第二轴承为一鱼眼轴承，所述转向节试验组件还包括销轴和约束结构，所述销轴设置于所述鱼眼轴承上，所述制动钳替代件套接于所述销轴上，所述约束结构用于限定所述鱼眼轴承的非轴向转动自由度。

可选的，在所述的转向节试验组件中，所述制动钳替代件包括第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和第二夹板分别位于所述制动盘替代件的两侧并套接在所述销轴上，其中，所述第一夹板固定连接所述第二夹板，所述第二夹板固定连接所述转向节。

可选的，在所述的转向节试验组件中，所述制动钳替代件还包括垫块，所述第一夹板通过所述垫块固定连接所述第二夹板，并且，通过所述第一夹板、第二夹板和垫块限定所述第二轴承的非轴向转动自由度。

可选的，在所述的转向节试验组件中，所述制动钳替代件包括左制动钳替代件和右制动钳替代件，所述左制动钳替代件用于固定连接左转向节，所述右制动钳替代件用于固定连接右转向节。

可选的，在所述的转向节试验组件中，所述第二轴承安装孔的数量为两个并对称分布在所述第一轴承安装孔的两侧，每个第二轴承安装孔中安装有一个第二轴承，每个第二轴承上套接有一个制动钳替代件。

可选的，在所述的转向节试验组件中，所述制动盘替代件的厚度为35～45mm。

综上所述，本实用新型提供的转向节试验组件，具有以下有益效果：

1、本实用新型一方面通过第一轴承活动连接转向节与制动盘替代件，释放了转向节相对于制动盘的转动自由度，使得转向节与制动盘替代件的连接方式，符合实车中转向节与制动盘通过轴承(如车轮轴承或轮毂轴承)连接的连接方式，另一方面通过第二轴承活动连接制动盘替代件和制动钳替代件，释放了制动盘替代件和制动钳替代件之间的转动自由度，符合了实车中制动钳和制动盘之间的连接关系，从而使得转向节在试验时的约束状态和受载条件(包括载荷的传递路径和加载位置)，均符合了实车中转向节的约束状态和受载条件，最终确保了转向节的试验工况符合实际工况，进而可以准确评价转向节的强度和寿命；

2、本实用新型的制动钳替代件包括了左制动钳替代件和右制动钳替代件，可分别连接左转向节和右转向节，使得试验夹具可同时适用于左、右转向节试验，应用范围广；

3、本实用新型的第二轴承采用鱼眼轴承活动连接制动盘替代件和制动钳替代件，由于鱼眼轴承可承受较大的制动力，可靠性高。

附图说明

图1为现有的转向节试验夹具的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的转向节试验组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的试验夹具的分解结构示意图。

具体实施方式

首先，针对背景技术中提及的技术问题，发明人研究发现，转向节的实际工况具有以下特点：

第一、实车制动时，制动钳通过刹车片作用于制动盘从而产生制动力，进而制动钳会沿刹车片接触面中心产生旋转趋势，继而对转向节加载；

第二、实车制动系统中，转向节固定不动，而制动盘相对于转向节可以自由转动；

第三、实车制动时，车轮轴承可以自由转动，使得轮毂轴承孔不会对转向节产生太大的作用力，而转向节又与制动钳固定连接，故而，制动钳产生的加载力会通过制动钳安装孔对转向节施加作用力，因而转向节的受力主要来自制动卡钳而非轮毂轴承孔。

结合上述三点，不难发现：现有技术中的转向节试验夹具通过螺栓或销钉连接的方式均不符合转向节在实车制动中受到的载荷情况，评价效果不佳；而且过多的约束势必导致受载荷零件的应力分布产生变化，从而影响零件的强度，进而对零件的评价产生影响。

本实用新型基于实车制动系统工作原理，通过以下两方面可实现转向节的试验工况符合实际工况，具体如下：

按照实车状态，一方面将转向节与制动盘通过轴承活动连接，以使转向节相对于制动盘可以自由转动，另一方面将制动钳和制动盘同样通过轴承活动连接，以使制动钳相对于制动盘具有一定的转动自由度。这样既符合了实车状态下转向节的约束状态，而且也符合了实车状态下转向节受到的载荷条件，此处，所述载荷条件包括载荷的传递路径以及加载位置等，通常地，加载力的传递路径不同，加载力施加于转向节上的位置和大小也不同，从而零件评价的结果也不同。

基于上述原理，本实用新型提供了一种转向节试验组件，包括转向节和试验夹具，所述试验夹具包括制动钳替代件、制动盘替代件、第一轴承和第二轴承，所述制动盘替代件上设置有第一轴承安装孔和第二轴承安装孔，所述第一轴承安装于所述第一轴承安装孔中，所述第二轴承安装于所述第二轴承安装孔中，所述转向节套接于所述第一轴承上并固定连接所述制动钳替代件，所述制动钳替代件套接于所述第二轴承上。。

上述转向节试验组件可适用于转向节的两个方向试验，包括制动力方向和侧向力方向，通过两个方向试验，可以评价转向节在实际使用过程中的疲劳强度和寿命。

以下结合附图2至3对本实用新型提出的转向节试验组件作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

参阅图2～3，本实施例的转向节试验组件包括转向节21和用于安装转向节21的试验夹具，其中，所述试验夹具包括制动盘替代件22、制动钳替代件23和第一轴承24。

所述第一轴承24安装在制动盘替代件22上。所述第一轴承24通常为一车轮轴承或轮毂轴承。此处，需要说明的是，所述第一轴承24的型号必须或尽可能与实车中用于连接制动盘和转向节的轴承相同或相近，以保证转向节与制动盘替代件的连接方式符合实车中的连接方式，从而使得约束和载荷条件符合实际工况。

本实施例的制动盘替代件22上设有用于放置第一轴承24的第一轴承安装孔25。所述第一轴承安装孔25设于制动盘替代件22的中央部位。

所述转向节21进一步固定套接于第一轴承24上，并同时固定连接制动钳替代件23。本实施例的转向节21包括转向节本体和设置于所述转向节本体上的轮毂轴承孔和制动钳安装孔，所述转向节本体通过所述轮毂轴承孔套接于第一轴承24上，并同时通过所述制动钳安装孔固定连接制动钳替代件23。

其中，所述制动钳替代件23上可设置螺栓孔，以使转向节21和制动钳替代件23通过所述制动钳安装孔和螺栓孔螺栓固定连接。较佳的，所述螺栓孔的数量与所述制动钳安装孔的数量相一致。

所述制动钳替代件23又进一步通过第二轴承26活动连接制动盘替代件22。此处，所述活动连接可以理解为：所述制动钳替代件23可沿制动盘替代件22的法线方向转动，以满足实车中制动钳可沿刹车片接触面中心相对于制动盘产生转动趋势的情况。而且，所述第二轴承26同样安装在制动盘替代件22上，且所述第二轴承26位于所述第一轴承24的一侧。

为了更好的实施本申请，本实施例的第二轴承26优选为一鱼眼轴承，并且，所述转向节试验组件还包括设置于所述鱼眼轴承中的销轴27。具体的，所述鱼眼轴承上设置有球销，所述销轴27设置于所述球销中，而所述制动钳替代件23套接于销轴27上。采用鱼眼轴承活动连接制动盘替代件和制动钳替代件，由于鱼眼轴承可承受较大的制动力，可靠性高。

此外，建议选用尺寸相对较大的鱼眼轴承，因为尺寸大的鱼眼轴承，能承受较大的制动力，更有效确保试验的可靠性。所述鱼眼轴承的尺寸优选为Φ30mm。另外，选用鱼眼轴承时，考虑到鱼眼轴承实际上可以释放三个转动自由度，为了符合实际工况，还需约束除轴向转动自由度以外的其余两个转动自由度。

继续参阅图3，本实施例的制动盘替代件22上还设有用于放置第二轴承26的第二轴承安装孔28，所述第二轴承安装孔28位于第一轴承安装孔25的一侧。

本实施例的制动盘替代件22可选为一第一板状体结构，其包括基部和对称分布于所述基部两侧的延伸部。所述第一轴承安装孔25设置于所述基部上，同时，所述第二轴承安装孔28设置于所述延伸部上。

所述基部可选为八边形结构，所述延伸部为梯形结构，其中，所述梯形结构的下底部固定连接于所述八边形结构上。优选的，所述延伸部为等腰梯形结构。其他实施例中，所述制动盘替代件可选为一盘状体结构。

本实施例的制动钳替代件23为一第二板状体结构，所述第二板状体结构横跨制动盘替代件22的两侧。其他实施例中，所述制动钳替代件23可选位于制动盘替代件22用于安装转向节21的一侧，具体的，本实用新型并不限定，只要便于制动钳替代件23一方面与转向节21固定连接，另一方面与制动盘替代件22法向转动连接即可。

本实施例的制动钳替代件23横跨制动盘替代件22的两侧时，所述制动钳替代件23包括第一夹板231和第二夹板232，所述第一夹板231和第二夹板232分别位于制动盘替代件22的两侧并套接在销轴27上，其中，所述第一夹板231固定连接第二夹板232，所述第二夹板232固定连接转向节21。

选用鱼眼轴承时，由于鱼眼轴承上的球销具有三个方向的转动自由度，其中一个方向的转动自由度为轴向转动自由度。为了约束除轴向转动自由度以外的其余两个方向的转动自由度，所述转向节试验组件还包括约束结构，所述约束结构用于限定所述鱼眼轴度的两个非轴向转动自由度。

进一步的，所述制动钳替代件23还包括垫块29，所述第一夹板231通过垫块29固定连接第二夹板232，具体的，所述垫块29将第一夹板231和第二夹板232的同一端固定连接在一起。其中，所述垫块29的数量为两个，所述第一夹板231和第二夹板232的每一端通过一个垫块29固定连接。特别的，由第一夹板231、垫块29和第二垫块232组成的结构还可以限定所述鱼眼轴承的两个非轴向转动自由度，从而确保转动连接状态符合实车中制动钳相对于制动盘的连接状态。在此，所述第一夹板231、第二夹板232和垫块29用作本实用新型中的约束结构的具体例子。当然，能够限定鱼眼轴承的非轴向转动自由度的结构并不局限于本实用新型所述的约束结构，在现有技术中，还有能够实现限定鱼眼轴承的非轴向转动自由度这一功能的其他结构，在此，本实用新型并不限定。

较佳的，所述第一夹板231、第二夹板232和垫块29可制成一整体结构，便于拆卸和安装。其他实施例中，所述第一夹板231、第二夹板232和垫块29也可各自制成单独的零部件，利于更换破坏的零部件，节约使用成本。

本实施例中，所述第一夹板231和垫块29形成一U字型结构，所述第二夹板232为一Z字型结构。所述Z字型结构包括竖直部分以及与所述竖直部分垂直的水平部分。

进一步的，为了使试验夹具同时适用于左、右转向节试验，所述制动钳替代件23包括用于与左转向节固定连接的左制动钳替代件，以及用于与右转向节固定连接的右制动钳替代件。

本实施例中，所述第二轴承安装孔28的数量设置为两个，并对称分布于第一轴承安装孔25的两侧，每个第二轴承安装孔28内均设置有一个第二轴承26，每个第二轴承26可用于套接一个制动钳替代件，例如是左制动钳替代件或右制动钳替代件。

本实施例的试验夹具尤其适用于麦弗逊式悬架上使用的转向节。但是，本实用新型包括但不局限于麦弗逊式悬架上使用的转向节，转向节试验时，只要面临如何使试验工况符合实际工况问题，本实用新型可以借鉴，而不应过分限制转向节的应用结构。

本实施例中，为了节省时间，降低试验成本，所述制动盘替代件22的厚度优选为兼顾侧向力方向和制动力方向试验。这是因为，侧向力方向试验中的制动盘替代件的刚度通常须大于制动力方向试验中制动盘替代件的刚度。

较佳的，所述制动盘替代件22的厚度范围为35～45mm。更较佳的，所述制动盘替代件22的厚度为40mm。

上述实施例提供的转向节试验组件中，制动力试验时，所述转向节21套接在第一轴承24上并不随第一轴承24转动，所述第一夹板231和第二夹板232套接在第二轴承26上，并相对于制动盘替代件22具有旋转趋势，同时所述第二夹板232固定连接转向节21，这样，所述转向节21和制动钳替代件23固定连接成一体，如此，便可以模拟制动工况下对转向节的加载。

本实施例的试验夹具可适用于转向节的两个方向试验，即制动力方向和侧向力方向。其中，制动力方向试验中，制动力的加载位于制动盘替代件22的平面内，以产生制动扭矩，从而考察转向节受制动力时的强度和寿命；侧向力方向试验中，侧向力的加载必须垂直于制动盘替代件22，以考察转向节受侧向力时的强度和寿命。由于此为本领域技术人员容易获取的技术，本实用新型在此并不作详细叙述。

综上，本实用新型提供的转向节试验组件，相比于现有技术，具有以下优点：

首先，本实用新型一方面通过第一轴承将转向节与制动盘替代件活动连接，释放了转向节相对于制动盘的转动自由度，使得转向节与制动盘替代件的连接方式，符合了实车中转向节与制动盘通过轴承(如车轮轴承或轮毂轴承)连接的固定方式，另一方面通过第二轴承活动连接制动盘替代件和制动钳替代件，释放了制动盘替代件和制动钳替代件之间的转动自由度，符合了实车中制动钳和制动盘之间的连接关系，从而使得转向节在试验时的约束状态和受载条件(包括载荷的传递路径和加载位置)，均符合了实车中转向节的约束状态和受载条件，最终确保了转向节的试验工况符合实际工况，进而可以准确评价转向节的强度和寿命。

其次，本实用新型的制动钳替代件包括左制动钳替代件和右制动钳替代件，可分别连接左转向节和右转向节，使得试验夹具可同时适用于左、右转向节试验，应用范围广。

再次，本实用新型的第二轴承采用鱼眼轴承活动连接制动盘替代件和制动钳替代件，由于鱼眼轴承可承受较大的制动力，因此，可靠性高。

复次，本实用新型选用的制动盘替代件能够兼容侧向力和制动力方向试验，不仅提供了足够的刚度支撑，节省了使用成本，而且提高了试验夹具的适用性。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种转向节试验组件，包括转向节和试验夹具，其特征在于，所述试验夹具包括制动钳替代件、制动盘替代件、第一轴承和第二轴承，所述制动盘替代件上设置有第一轴承安装孔和第二轴承安装孔，所述第一轴承安装于所述第一轴承安装孔中，所述第二轴承安装于所述第二轴承安装孔中，所述转向节套接于所述第一轴承上并固定连接所述制动钳替代件，所述制动钳替代件套接于所述第二轴承上。

2.如权利要求1所述的转向节试验组件，其特征在于，所述制动盘替代件为一板状体结构，所述板状体结构包括基部和延伸部，所述延伸部对称分布于所述基部的两侧。

3.如权利要求2所述的转向节试验组件，其特征在于，所述第一轴承安装孔设置于所述基部上，所述第二轴承安装孔设置于所述延伸部上。

4.如权利要求1所述的转向节试验组件，其特征在于，所述制动钳替代件为一板状体结构并横跨所述制动盘替代件的两侧。

5.如权利要求1所述的转向节试验组件，其特征在于，所述第二轴承为一鱼眼轴承，所述转向节试验组件还包括销轴和约束结构，所述销轴设置于所述鱼眼轴承上，所述制动钳替代件套接于所述销轴上，所述约束结构用于限定所述鱼眼轴承的非轴向转动自由度。

6.如权利要求5所述的转向节试验组件，其特征在于，所述制动钳替代件包括第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和第二夹板分别位于所述制动盘替代件的两侧并套接在所述销轴上，其中，所述第一夹板固定连接所述第二夹板，所述第二夹板固定连接所述转向节。

7.如权利要求6所述的转向节试验组件，其特征在于，所述制动钳替代件还包括垫块，所述第一夹板通过所述垫块固定连接所述第二夹板，并且，通过所述第一夹板、第二夹板和垫块限定所述第二轴承的非轴向转动自由度。

8.如权利要求1或2所述的转向节试验组件，其特征在于，所述制动钳替代件包括左制动钳替代件和右制动钳替代件，所述左制动钳替代件用于固定连接左转向节，所述右制动钳替代件用于固定连接右转向节。

9.如权利要求8所述的转向节试验组件，其特征在于，所述第二轴承安装孔的数量为两个并对称分布在所述第一轴承安装孔的两侧，每个第二轴承安装孔中安装有一个第二轴承，每个第二轴承上套接有一个制动钳替代件。

10.如权利要求1所述的转向节试验组件，其特征在于，所述制动盘替代件的厚度为35～45mm。