CN213875227U - 一种底盘球铰链失效测试试验工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械部件测试辅具领域，具体涉及一种底盘球铰链失效测试试验工装夹具，包括底座，底座上装配有夹持机构，夹持机构包括压件和成对的夹持件，压件将夹持件压在底座上进行限位，所述夹持件能够卡在球头壳卡槽的下方。本实用新型的夹具设计不会影响球铰链在拉脱试验或压脱试验中球头脱出失效过程，不会增加球铰链失效载荷，并且针对同一试验的不同规格球铰链，可以共用一个夹具，保证试验方法与夹具结构一致性，从而保证不同规格球铰链的失效试验结果，可比较性更强，避免频繁更换试验的夹具，提高试验效率。

Description

一种底盘球铰链失效测试试验工装夹具

技术领域

本实用新型涉及机械部件测试辅具领域，具体涉及一种底盘球铰链失效测试试验工装夹具。

背景技术

中国保险汽车安全指数C-IASI从耐撞性与维修经济性指数、车内乘员安全指数、车外行人安全指数和车辆辅助安全指数四个方面进行测试评价，在车内乘员安全指数中包括正面25％偏置碰撞试验、侧面碰撞试验、车顶强度试验和座椅鞭打试验，其中正面25％偏置碰撞对车内乘员的安全具有重要意义。由于正面25％偏置碰撞刚性避障与车身偏置率较小，大多数车体纵梁前端无法参与有效变形吸能，导致碰撞能量无法有效耗散，撞击侧零件与连接件发生大量失效。而车身侵入量作为耐撞性研发重要的考察指标，轮辋的偏转姿态与强度是影响上、下车体侵入量的显著因素，而轮辋通过螺栓连接着转向节，转向节通过球铰链分别连接着转向横拉杆、摆臂等底盘部件。因此底盘区域球铰链断裂与否控制着轮胎在碰撞过程中的偏转姿态，轮胎偏转姿态的不同，会导致碰撞载荷传递方式不一样，从而直接影响车体耐撞性评级。因此在车型开发过程中需要对球铰链失效做出预测。

转向节连接的球铰链主要包括与摆臂之间球铰链、与转向横拉杆之间球铰链以及横向稳定杆与横向稳定杆连接杆之间球铰链，球铰链的主要连接元件是球头、球头销和球头壳，球头壳内开设有球窝容纳球头；在实际使用时，球头销与球头壳之间还设有防尘罩，在球头壳靠近球窝出口处的外侧壁上开设有卡接防尘罩的卡槽，让防尘罩遮挡住球头销与球窝间的间隙，防止灰尘进入，避免球铰链在车辆运行过程中产生异响；球头壳位于卡槽下方处开设凹槽以方便进行安装。针对球铰链的结构，球铰链的失效模式主要包括：在球头销轴向上受拉力时的拉脱失效，在球头销受到垂直于销柱轴线压力时的压脱失效。

为获取两种失效模式失效载荷曲线，采用电子万能试验机分别对三种不同规格底盘球铰链进行失效测试，设计夹具需满足：1、对不同类型球头提供稳定可靠的夹持，试验过程中不允许零件松动；2、设计统一的夹具能满足对不同车型底盘球铰链进行装夹测试；3、模块设计简单，保证每次试验拆卸更换效率；4、统一的夹具边界条件，保证试验结果之间可参考性。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种底盘球铰链失效测试试验工装夹具，以解决不同规格球铰链在进行同一失效试验时频繁更换夹具的问题。

本方案中的底盘球铰链失效测试试验工装夹具，包括底座，所述底座设有夹持机构，所述夹持机构包括压件和成对的夹持件，所述压件将夹持件压在底座上进行限位，所述夹持件能够卡在球头壳卡槽的下方。

本方案的有益效果是：

在进行拉脱试验或压脱试验时，通过夹持件卡在球头壳卡槽的下方；首先，保持了球头壳在拉脱试验或压脱试验中球头脱出时不被阻碍，不会增加球铰链的失效载荷；其次，针对同一试验的不同规格球铰链，成对的夹持件能够夹持在不同类型球铰链的球头壳上，可以共用一个夹具，避免频繁更换试验的夹具，提高试验速度；最后，同一个夹具能够保证不同类型球铰链在同一试验下的可参考性。

进一步，所述压件包括上压模，所述上压模与底座形状相同，所述上压模与底座可拆卸连接，所述上压模朝向底座的侧壁上开设有容纳夹持件的限位槽，所述上压模上开设有连通限位槽的开口。

有益效果是：在进行拉脱试验时，底座和上压模能够对夹持件在竖直方向上进行限位，上压模与底座可拆卸连接，可以反复安装使用，开口能够方便球铰链的球头壳上的摆臂、转向横拉杆或横向稳定杆伸出安装。

进一步，所述夹持件的径向截面成弧形状，所述夹持件的轴向截面成L形，两个所述夹持件能够组合成圆环，任一所述夹持件上开设有卡口。

有益效果是：在拉脱试验时，两个夹持件组合成圆环能够提高对球铰链限位的稳定性，保持开口与卡口同轴，由卡口供球铰链的摆臂、转向横拉杆或横向稳定杆伸出，既保证了球铰链夹持的稳定性，又给球铰链的球头壳上的摆臂、转向横拉杆或横向稳定杆留有伸出缺口，方便安装。

进一步，所述上压模和底座的外形成圆柱状，所述上压模中心处开设有连通开口并贯穿限位槽的通孔，所述底座的底部上固设有供试验机夹持的夹持柱。

有益效果是：上压模的通孔供球头销伸出，通孔以及开口形成的缺口，以及夹持柱，便于球铰链的球头销伸出安装并进行夹持拉动。

进一步，所述底座包括围成三角空间的底板、腰板和斜面板，所述腰板一端固设在底板上，所述斜面板一端固设在底板上，所述斜面板的另一端与腰板另一端固定连接。

有益效果是：通过三角状的底座进行压脱试验，底座通过三块板围成三角空间，能够在压脱试验时提高底座的稳定性。

进一步，所述夹持机构还包括两块压住夹持件的限位板，所述限位板与斜面板可拆卸连接，所述限位板位于斜面板的中部处，所述限位板上开设有容纳夹持件并进行限位的夹持槽，所述夹持槽成L形。

有益效果是：通过限位板对夹持件进行限位，保持夹持件位置的固定，避免压脱试验时，夹持件移位引起误差。

进一步，所述夹持件的径向截面成圆弧状，所述夹持件的轴线截面成L形，两个所述夹持件能够形成C形。

有益效果是：两个夹持件的形状能够在轴向和径向上卡住球铰链的球头壳，能够在压脱试验时稳定球铰链，同时还能在球铰链需要受力的两个相对立的自由度上留有缺口，不会加强球铰链的强度。

进一步，所述斜面板上可拆卸连接有压板，所述压板位于限位板上方处的斜面板上。

有益效果是：在压脱试验时，通过压板可以对球铰链上的摆臂、转向横拉杆或横向稳定杆等部分进行限位，同时斜面板与压板共同配合，缓冲球铰链拉脱试验的摆臂、转向横拉杆或横向稳定杆的力。

进一步，所述斜面板的倾斜角度为45°-60°。

有益效果是：在压脱试验时，斜面板的倾斜角度能够便于球铰链的压脱试验进行。

进一步，所述夹持件与球铰链间预设有活动间隙。

有益效果是：活动间隙能够防止夹持件贴紧球铰链，避免夹持件在贴近球铰链时增加球铰链的失效载荷而影响拉脱试验或压脱试验的结果。

附图说明

图1为本实用新型底盘球铰链失效测试试验工装夹具实施例一的爆炸图；

图2为本实用新型底盘球铰链失效测试试验工装夹具实施例一中转向节与转向横拉杆间的球铰链安装示意图；

图3为本实用新型底盘球铰链失效测试试验工装夹具实施例一中横向稳定杆与横向稳定杆间的球铰链安装示意图；

图4为本实用新型底盘球铰链失效测试试验工装夹具实施例一中转向节与摆臂间的球铰链安装示意图；

图5为本实用新型底盘球铰链失效测试试验工装夹具实施例二的爆炸图；

图6为图5中限位板与夹持架的放大结构图；

图7为本实用新型底盘球铰链失效测试试验工装夹具实施例二中转向节与转向横拉杆间的球铰链安装示意图；

图8为本实用新型底盘球铰链失效测试试验工装夹具实施例二中横向稳定杆与横向稳定杆间的球铰链安装示意图；

图9为本实用新型底盘球铰链失效测试试验工装夹具实施例二中转向节与摆臂间的球铰链安装示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

说明书附图中的附图标记包括：底座1、上压模2、夹持柱3、通孔4、夹持件5、开口6、底板7、腰板8、斜面板9、限位板10、抵压孔13、卡口14、压头15。

实施例一

底盘球铰链失效测试试验工装夹具，如图1和图2所示：包括底座1，底座1中心处开设有抵压孔13，底座1上可拆卸连接有夹持机构，夹持机构可通过多个螺栓进行可拆卸连接，夹持机构包括压件和成对根据球铰壳尺寸配套定制的夹持件5，压件将夹持件5压在底座1上进行限位，夹持件5能够卡在球头壳卡槽的下方。

压件包括上压模2，上压模2与底座1形状相同，上压模2和底座1的外形成圆柱状，上压模2通过多个螺栓与底座1可拆卸连接，例如上压模2上开设四个贯穿的螺纹孔，底座1上开设与螺纹孔位置一一对应的螺纹连接孔，上压模2通过螺栓或螺钉与底座1可拆卸连接；上压模2朝向底座1的侧壁上开设有容纳夹持件5的限位槽，上压模2上开设有连通限位槽的开口6，开口6沿着上压模2的径向延伸；上压模2中心处开设有连通开口6并贯穿限位槽槽底的通孔4，通孔4的直径小于夹持件5的直径，底座1的底部上一体成型有供试验机从下方进行夹持的夹持柱3，夹持柱3外侧壁上预设有螺纹，夹持柱3与试验机螺纹连接；夹持机构配套有螺纹连接在球头销上的圆柱套筒，圆柱套筒供试验机在上方进行夹持，试验机可用现有CTM8010型号的微机控制电子万能试验机，试验机的具体结构在此不赘述。

每个夹持件5的径向截面成弧形状，每个夹持件5的轴向截面成L形，两个夹持件5能够组合成圆环，任一夹持件5上开设有卡口14，夹持件5与球铰链间预设有活动间隙，夹持件5与球铰链间的活动间隙可以设置0.5mm-1mm。

具体实施过程如下：

针对转向节与转向横拉杆间的球铰链，如图2所示，让球头壳底部抵在抵压孔13内，将两个夹持件5卡在球头壳外，球铰链的转向横拉杆伸出卡口14，球头销伸出通孔4，再将上压模2罩在夹持件5外，最后将上压模2通过螺钉固定到底座1上，针对横向稳定杆与横向稳定杆间的球铰链，安装过程与上述一致，如图3所示，针对转向节与摆臂间的球铰链，安装过程与上述一致，如图4所示；即在进行拉脱试验前，先将夹持件5从球铰链的球头壳外侧壁卡在其限位槽下方，然后将球铰链的球头销从开口6卡入限位槽中，保持球头销位于通孔4中，将圆柱套筒旋拧至球头销上，让转向横拉杆从开口6伸出，通过螺栓将上压模2固定在底座1上；由试验机从上方夹住圆柱套筒，由试验机从下方夹住夹持柱3，启动试验机，让试验机分别向上和向下拉球铰链，直至球头从球头壳中脱落完成一次试验；试验完成后，停止试验机，取下夹持机构，拧下螺栓，取出球铰链和夹持件5进行下一次试验。

针对转向节与摆臂、转向节与横向稳定杆的球铰链拉脱试验，使用夹具进行夹持并进行拉脱试验的操作过程与前述一致，在此不再赘述，针对摆臂在夹具上安装前，可以将摆臂磨削成能够通过开口6的结构即可。

本实施例能够针对不同类型的球铰链使用同一套夹具进行拉脱试验，能够避免同一试验而不同试验对象频繁更换不同的试验夹具，提高试验速度；并且夹持件5卡在球头壳卡槽的下方，保持了球头壳在拉脱试验中球头脱出时不被阻碍，不会增加球头壳形变处的强度。

实施例二

与实施例一的区别是，如图5和图6所示，底座1和夹持件5的具体形状和结构不同，底座1包括围成三角空间的底板7、腰板8和斜面板9，腰板8一端焊接在底板7上，斜面板9的倾斜角度为45°-60°，斜面板9的倾斜角度根据实际需要进行设置即可，斜面板9一端焊接在底板7上，斜面板9的另一端与腰板8另一端焊接。

夹持件5的径向截面成圆弧状，夹持件5的轴线截面成L形，两个所述夹持件5能够形成C形，夹持件5的夹持端面与球铰链间具有活动间隙，活动间隙可以设置成1mm；压件还包括两块压住夹持件5的限位板10，限位板10与斜面板9通过螺栓可拆卸连接，限位板10位于斜面板9的中部处，限位板10上开设有容纳夹持件5并进行限位的夹持槽，夹持槽成L形。

斜面板9上通过螺栓可拆卸连接有压板，螺栓位于压板的两端上，压板位于限位板10上方处的斜面板9上，压板成长条状，在图上未画出，在斜面板9上设置压板后，斜面板9的长度向上方延长，在安装球铰链时，将球铰链上连接转向横拉杆、横向稳定杆和摆臂的一端朝着倾斜板9的上方放置，以让压板压住，防止横拉杆、横向稳定杆和摆臂干扰压脱试验。

具体试验时，针对转向节与转向横拉杆间的球铰链的安装，如图7所示，针对横向稳定杆与横向稳定杆间的球铰链的安装，如图8所示，针对转向节与摆臂间的球铰链的安装，如图9所示，在进行压脱试验时，将球铰链的球头壳放置在斜面板9的抵压孔13内，让转向横拉杆部分、摆臂部分或者横向稳定杆部分朝着斜面板9的下部，将夹持件5的弧面从摆臂的两侧抵在球头壳外侧壁上，通过限位板10卡住夹持件5，以螺栓将限位板10固定到斜面板9上；当在转向横拉杆部分、摆臂部分或者横向稳定杆部分朝向斜面板9的上部时，通过压板压住摆臂，将压板通过螺栓固定到斜面板9上；将圆柱套筒旋拧在球头销上，圆柱套筒的端部上一体成型有受力头，圆柱套筒配套有压头15，压头15包括一体成型的大段和小段，小段上设有外螺纹，压头15通过小段固定到试验机上；将底座1放置到试验机上，让受力头位于试验机压力施加部件的正下方，通过试验机压力施加部件向压力头施加压力，直至球头脱离出球头壳即为试验完成；完成试验后，取下圆柱套筒、夹持件5、压板和限位板10，准备下一次试验。

针对转向节与转向横拉杆、转向节与横向稳定杆的球铰链的压脱试验，使用夹具进行夹持并进行压脱试验的操作过程与前述一致，在此不再赘述。

本实施例二在对不同规格的球铰链进行压脱试验时，通过同一个夹具夹持不同球铰链即可，无需针对每种球铰链设计一个夹具进行试验。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种底盘球铰链失效测试试验工装夹具，包括底座，所述底座设有夹持机构，其特征在于：所述夹持机构包括压件和成对的夹持件，所述压件将夹持件压在底座上进行限位，所述夹持件能够卡在球头壳卡槽的下方。

2.根据权利要求1所述的底盘球铰链失效测试试验工装夹具，其特征在于：所述压件包括上压模块，所述上压模块与底座形状相同，所述上压模与底座通过螺栓可拆卸连接，所述上压模朝向底座的侧壁上开设有容纳夹持件的限位槽，所述上压模块上开设有连通限位槽的缺口。

3.根据权利要求2所述的底盘球铰链失效测试试验工装夹具，其特征在于：所述夹持件的径向截面成弧形状，所述夹持件的轴向截面成L形，两个所述夹持件能够组合成扇形圆环，任一所述夹持件上开设有卡口。

4.根据权利要求3所述的底盘球铰链失效测试试验工装夹具，其特征在于：所述上压模和底座的外形成圆柱状，所述上压模中心处开设有连通开口并贯穿限位槽的通孔，所述底座的底部上固设有供试验机夹持的夹持柱。

5.根据权利要求1所述的底盘球铰链失效测试试验工装夹具，其特征在于：所述底座包括围成三角空间的底板、腰板和斜面板，所述腰板一端固设在底板上，所述斜面板一端固设在底板上，所述斜面板的另一端与腰板另一端固定连接。

6.根据权利要求5所述的底盘球铰链失效测试试验工装夹具，其特征在于：所述压件包括两块压住夹持件的限位板，所述限位板与斜面板可拆卸连接，所述限位板位于斜面板的中部处，所述限位板上开设有容纳夹持件并进行限位的夹持槽，所述夹持槽成L形。

7.根据权利要求6所述的底盘球铰链失效测试试验工装夹具，其特征在于：所述夹持件的径向截面成圆弧状，所述夹持件的轴线截面成L形，两个所述夹持件能够形成C形。

8.根据权利要求7所述的底盘球铰链失效测试试验工装夹具，其特征在于：所述压件包括可拆卸连接在底座上的压板，所述压板位于限位板上方处的斜面板上。

9.根据权利要求8所述的底盘球铰链失效测试试验工装夹具，其特征在于：所述斜面板的倾斜角度为45°-60°。

10.根据权利要求4或9所述的底盘球铰链失效测试试验工装夹具，其特征在于：所述夹持件与球铰链间预设有活动间隙。

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