CN219625033U - 一种扭杆弹簧的疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扭杆弹簧的疲劳试验装置。该扭杆弹簧的疲劳试验装置包括支撑结构、摆臂和举升装置，支撑结构上设有扭杆固定座，扭杆固定座用于设置待测扭杆弹簧的固定端，摆臂的一端转动设置在支撑结构上，且用于与扭杆弹簧的扭转端固定连接，摆臂的另一端设置有滚轮，滚轮滚动设置在举升装置的支撑平面上，随着支撑平面的移动，滚轮使摆臂转动并扭转扭杆弹簧。通过举升装置推动支撑平面移动，使滚轮在支撑平面上随着支撑平面移动的同时进行滚动，模拟车轮的跳动，进而带动摆臂转动，驱动扭杆弹簧的扭转端扭转，整个试验过程及受力环境与被测扭杆弹簧的实际工作工况更加吻合，最终疲劳试验数据更具参考价值。

Description

一种扭杆弹簧的疲劳试验装置

技术领域

本实用新型涉及试验装置技术领域，具体涉及一种扭杆弹簧的疲劳试验装置。

背景技术

扭杆弹簧是一种具有扭力特性的金属圆杆，一端固定在车架上，一端固定在悬挂上，车轮跳动的时候，弹跳的力量传递给扭杆，扭杆发生变形，吸收能量，起到缓冲的作用。

疲劳试验是验证汽车零部件性能可靠性的重要试验，对于扭杆弹簧，现有的疲劳试验装置，大都直接将扭杆弹簧的一端固定，对另一端循环多次的施加扭力，这种试验装置施加的试验扭力，直接作用在扭杆弹簧的扭转端，这样在整个试验的过程中，扭杆弹簧受到的扭转力基本保持在扭杆弹簧的圆周方向，即理想的受力情况。而实车上安装的扭杆弹簧所受到扭转力，需要经过摆臂、花键套等结构进行传递，导致扭转力本身与理论情况存在偏差。而且随者车轮跳动、悬架高度变化，整个悬架结构的变形将导致扭杆弹簧的实际受力情况变的更为复杂。另外，随着试验次数的增加，各个传动零部件均会不同程度的出现疲劳磨损、塑性变形等，也会影响扭杆弹簧受到的扭转力。

总之，现有的试验装置未体现受力源头(车轮)到扭杆弹簧之间过程环节的作用力传递，及其对扭杆弹簧疲劳的影响。归结到扭杆弹簧疲劳寿命方面，试验过程对受力过程模拟有缺失，不能更准确的模拟车辆实际工作中扭杆弹簧的受力环境，影响扭杆弹簧疲劳台架试验数据的参考价值。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，扭杆弹簧在疲劳试验中，受力情况与实际工况更加接近，使疲劳试验数据更具参考价值。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，包括支撑结构、摆臂和举升装置，所述支撑结构上设有扭杆固定座，所述扭杆固定座用于设置待测扭杆弹簧的固定端，所述摆臂的一端转动设置在所述支撑结构上，且用于与所述扭杆弹簧的扭转端固定连接，所述摆臂的另一端设置有滚轮，所述滚轮滚动设置在所述举升装置的支撑平面上，随着所述支撑平面的移动，所述滚轮使所述摆臂转动并扭转所述扭杆弹簧。

优选的，所述支撑结构使所述扭杆弹簧水平布置，所述摆臂与所述扭杆弹簧垂直布置。

在上述扭杆弹簧的疲劳试验装置中，通过举升装置推动支撑平面移动，使滚轮在支撑平面上随着支撑平面移动的同时进行滚动，模拟车轮的跳动，进而带动摆臂转动，驱动扭杆弹簧的扭转端扭转，从而使得试验过程及受力环境与被测扭杆弹簧的实际工作工况更加吻合，更加真实模拟车辆运动过程中扭杆弹簧受到的载荷，最终疲劳试验数据更具参考价值。

作为本实用新型扭杆弹簧的疲劳试验装置的改进，所述支撑结构包括支撑桥管和设置在支撑桥管两端的两个装置固定座，所述支撑桥管呈两端开口的水平管状，中部设置有所述扭杆固定座，端部与所述摆臂转动连接。

通过支撑桥管模拟安装扭杆弹簧所用的安装部件：桥总成的桥壳，一方面通过管状的支撑桥管，能够保证扭杆弹簧固定端和扭转端同轴设置，另一方面使扭杆弹簧的固定支撑贴合实际，试验结果更加准确，也可以采用实际桥壳零件进行组装试验装置，同步验证桥壳的疲劳寿命，节约成本。

进一步的，所述支撑桥管的内部设置有两个所述扭杆固定座，两端分别设置有一个所述摆臂。在同一试验装置上，可同时对左、右扭杆弹簧同时进行疲劳试验，提高试验效率。

进一步的，所述摆臂呈长条板状，一端垂直板面设置有轴管，另一端在板体两侧分别转动设置有一个所述滚轮，所述轴管转动设于所述支撑桥管的一端内部。

通过在摆臂的端部设置滚轮，模拟实车车轮与悬臂的运动关系，结构设计巧妙，试验结果更加准确。

作为本实用新型扭杆弹簧的疲劳试验装置的另一种改进，所述举升装置包括举升缸和设于所述举升缸输出端的支撑台，所述支撑台的表面形成支撑所述滚轮滚动的所述支撑平面。优选的，所述支撑平面为水平面。

由于扭力设备成本较高，安装布置精度较繁琐，因此可借助举升缸如推力泵、电缸、油缸等采用此试验装置进行台架搭建，从而实现施加垂直向上作用力，更加真实模拟车辆运动及扭杆弹簧受到的载荷。

综上所述，采用该扭杆弹簧的疲劳试验装置，使试验过程及受力环境与被测扭杆弹簧的实际工作工况更加吻合，更加真实模拟车辆运动过程中扭杆弹簧受到的载荷，最终疲劳试验数据更具参考价值。

附图说明

在附图中：

图1为本实用新型扭杆弹簧的疲劳试验装置的整体结构图。

图2为本实用新型扭杆弹簧的疲劳试验装置的侧面结构图。

图3为本实用新型扭杆弹簧的疲劳试验装置的局部剖切结构图。

图4为中的A部放大图。

图5为本实用新型扭杆弹簧的疲劳试验装置的摆臂结构图。

图6为本实用新型扭杆弹簧的疲劳试验装置的摆臂剖切结构图。

附图标记说明：1、摆臂；11、轴管；12、环形凹槽；2、举升装置；21、举升缸；22、支撑台；3、扭杆固定座；31、第一螺栓；4、扭杆弹簧；51、支撑桥管；511、螺母；512、固定销；52、装置固定座；53、滑动轴承；54、O型密封圈；6、花键衬套；61、内花键轴；62、法兰盘；63、法兰螺栓；7、连接板；71、通孔；8、滚轮；9、固定架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

图1-6示出了本实用新型一种扭杆弹簧的疲劳试验装置。如图1-3所示，该扭杆弹簧的疲劳试验装置包括支撑结构、摆臂1和举升装置2，支撑结构上设有扭杆固定座3，扭杆固定座3用于设置待测扭杆弹簧4的固定端，摆臂1的一端转动设置在支撑结构上，且用于与扭杆弹簧4的扭转端固定连接，摆臂1的另一端设置有滚轮8，滚轮8滚动设置在举升装置2的支撑平面上，随着支撑平面的移动，滚轮8使摆臂1转动并扭转扭杆弹簧4。其中，支撑结构包括支撑桥管51和设置在支撑桥管51两端的两个装置固定座52，使待测试的扭杆弹簧4水平布置，摆臂2与扭杆弹簧4垂直布置，模拟实车扭杆弹簧4的安装状态。

如图3所示，支撑桥管51呈两端开口的水平管状，中部设置有扭杆固定座3，端部与摆臂1转动连接。扭杆固定座3通过第一螺栓31固定在支撑桥管51的内部，且中心设置有与支撑桥管51同轴的内花键孔，内花键孔在试验时候，与扭杆弹簧4的固定端插接，实现花键啮合，周向固定。两个装置固定座52固定在支撑桥管51顶部的固定架9上。

可选的，支撑桥管51的内部设置有两个扭杆固定座3，两端分别设置有一个摆臂1。可以同时对一辆车的左右两个扭杆弹簧4进行同步试验，提高试验效率。

如图5-6所示，摆臂1呈长条板状，一端垂直板面设置有轴管11，另一端在板体两侧分别转动设置有一个滚轮8，轴管11转动设于支撑桥管51的一端内部。

如图4和图6所示，轴管11贯穿摆臂1，与摆臂1过盈压装并焊接，然后在摆臂1侧面上开法兰螺栓安装孔。在轴管11的贯穿端设置有花键衬套6，花键衬套6包括内花键轴61和设于内花键轴61端部的法兰盘62，内花键轴61伸入轴管11的端部，法兰盘62与摆臂1的侧面固定连接。

可选的，如图4所示，内花键轴61的花键孔贯穿法兰盘62，法兰盘62的外侧面设置有连接板7，连接板7与摆臂1固定连接，且对应内花键轴61的轴线处开有通孔71，第二螺栓穿过通孔71拧入扭杆弹簧4端面上的螺栓孔内，进行固定。

可选的，连接板7呈圆盘状，板体上设置有与法兰盘62上相同的螺栓安装孔，连接板7和法兰盘62通过相同法兰螺栓63固定在摆臂1的端部外侧面上。

可选的，轴管11与支撑桥管51之间设置有滑动轴承53和O型密封圈54，滑动轴承53与支撑桥管51过盈配合，O型密封圈54设于支撑桥管51端口对应的轴管11上。

在支撑桥管51内壁过盈压装有轴管11转动用的滑动轴承53，与轴管11外圆转动配合。安装摆臂1及滚轮组件8前应在轴管11上表面涂润滑脂，并在轴管11对应槽内安装O型密封圈54，使滑动灵活。由于扭杆弹簧4疲劳试验频率较慢，因此可以用滑动轴承53实现转动连接，方便拆卸，也不影响试验的进行。

可选的，轴管11的伸入端端部设置有环形凹槽12，环形凹槽12对应的支撑桥管51上设置有限位结构，限位结构用于与环形凹槽12配合，限制轴管11沿自身轴向方向的移动。如图3所示，限位结构包括设于支撑桥管51上的螺母511和与螺母511螺纹配合的固定销512，固定销512拧入螺母511内，并穿过支撑桥管51上的过孔，伸入到环形凹槽12内，进行轴向限位。

可选的，如图1所示，举升装置2包括举升缸21和设于举升缸21输出端的支撑台22，支撑台22的表面形成支撑滚轮8滚动的支撑平面，支撑平面为水平面。

举升缸21可以是液压缸、电缸等，通过控制举升缸21举升支撑台22的高度范围，实现对扭杆弹簧4扭转角度的控制，进行试验。在摆臂1的端部垂直板面过盈安装轴承，轴承内孔过盈安装芯轴，然后再芯轴两端各装一个滚轮8，两个滚轮8的大小相同，且滚动半径大于摆臂1端部尺寸，使滚轮8边缘与支撑平面接触。

使用时，先将带轴管11的摆臂1整体，从支撑桥管51的端部取出；接着将待测扭杆弹簧4的固定端插入到扭杆固定座3的花键孔内；再接着在轴管11上涂抹润滑油、安装O型密封圈54；然后将扭杆弹簧4的扭转端插入到内花键轴61的内花键孔内，同时将带轴管11的摆臂1整体插入到支撑桥管51内；再然后将固定销512拧入螺母511内，对轴管11进行轴向限位；最后将滚轮8放置到支撑台22的水平支撑平面上，打开举升缸21，按照设定的高度范围往复驱动支撑台22，进行试验。

在试验前，应先根据试验要求进行设计转化：将试验扭矩转化为运动振幅，限定举升缸21的运动上限和下限，在规定频率内运动。在举升缸21中可以增加受力监测，以便监控被测扭杆弹簧4的塑性变形是否超出设计要求。此装置可同时安装左、右被测扭杆弹簧4，同时进行疲劳试验，其运动起始位置可自行调整，也可只进行单边试验。如此往复运动，更完整的模拟实车运动，实现扭杆弹簧4的扭转疲劳试验。

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本实用新型后依然可对实用新型的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在实用新型待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，其特征在于，包括支撑结构、摆臂(1)和举升装置(2)，所述支撑结构上设有扭杆固定座(3)，所述扭杆固定座(3)用于设置待测扭杆弹簧(4)的固定端，所述摆臂(1)的一端转动设置在所述支撑结构上，且用于与所述扭杆弹簧(4)的扭转端固定连接，所述摆臂(1)的另一端设置有滚轮(8)，所述滚轮(8)滚动设置在所述举升装置(2)的支撑平面上，随着所述支撑平面的移动，所述滚轮(8)使所述摆臂(1)转动并扭转所述扭杆弹簧(4)。

2.根据权利要求1所述的一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，其特征在于，所述支撑结构包括支撑桥管(51)和设置在支撑桥管(51)两端的两个装置固定座(52)，所述支撑桥管(51)呈两端开口的水平管状，中部设置有所述扭杆固定座(3)，端部与所述摆臂(1)转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，其特征在于，所述支撑桥管(51)的内部设置有两个所述扭杆固定座(3)，两端分别设置有一个所述摆臂(1)。

4.根据权利要求2所述的一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，其特征在于，所述摆臂(1)呈长条板状，一端垂直板面设置有轴管(11)，另一端在板体两侧分别转动设置有一个所述滚轮(8)，所述轴管(11)转动设于所述支撑桥管(51)的一端内部。

5.根据权利要求4所述的一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，其特征在于，所述轴管(11)贯穿所述摆臂(1)，且贯穿端设置有花键衬套(6)，所述花键衬套(6)包括内花键轴(61)和设于内花键轴(61)端部的法兰盘(62)，所述内花键轴(61)伸入所述轴管(11)的端部，所述法兰盘(62)与所述摆臂(1)的侧面固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，其特征在于，所述内花键轴(61)的花键孔贯穿所述法兰盘(62)，所述法兰盘(62)的外侧面设置有连接板(7)，所述连接板(7)与所述摆臂(1)固定连接，且对应所述内花键轴(61)的轴线处开有通孔(71)。

7.根据权利要求6所述的一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，其特征在于，所述连接板(7)呈圆盘状，板体上设置有与所述法兰盘(62)上相同的螺栓安装孔。

8.根据权利要求4所述的一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，其特征在于，所述轴管(11)与所述支撑桥管(51)之间设置有滑动轴承(53)和O型密封圈(54)，所述滑动轴承(53)与所述支撑桥管(51)过盈配合，所述O型密封圈(54)设于所述支撑桥管(51)端口对应的所述轴管(11)上。

9.根据权利要求4所述的一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，其特征在于，所述轴管(11)的伸入端端部设置有环形凹槽(12)，所述环形凹槽(12)对应的所述支撑桥管(51)上设置有限位结构，所述限位结构用于与所述环形凹槽(12)配合，限制所述轴管(11)沿自身轴向方向的移动。

10.根据权利要求1或9所述的一种扭杆弹簧的疲劳试验装置，其特征在于，所述举升装置(2)包括举升缸(21)和设于所述举升缸(21)输出端的支撑台(22)，所述支撑台(22)的表面形成支撑所述滚轮(8)滚动的所述支撑平面，所述支撑平面为水平面。