CN219757722U - 一种橡胶关节综合测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于橡胶关节试验装置的技术领域，具体为一种橡胶关节综合测试装置，包括径向加载单元、待测试单元和偏扭转加载单元，所述径向加载单元设置在待测试单元上方，以提供待测试单元的径向加载力；所述偏扭转加载单元设置在待测试单元一侧，通过传递力轴将偏扭转力传递到待测试单元处，实现径向+偏转测试及径向+扭转测试；所述待测试单元包括固定待测橡胶关节的容置腔体和设置在容置腔体外的连接单元；所述连接单元承载待测橡胶关节和传输径向加载单元和偏扭转加载单元的力。将偏转和扭转设置在同一装置中，使整个装置高度集成，并且适用于不同结构的橡胶关节产品，测试精度高，操作便捷，利于推广使用。

Description

一种橡胶关节综合测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种橡胶关节试验装置的技术领域，特别是一种橡胶关节综合测试装置。

背景技术

球铰结构一般用在轨道机车车辆转向架上，也可用在汽车上，具有三个旋转自由度。球铰的主要作用是确保汽车在行驶方向上的操纵稳定性、行驶平顺性、舒适性及安全性，故要求球铰具有一定的力学性能，如刚度、和疲劳等。

橡胶关节是由橡胶和金属件复合而成的弹性连接体，它具有柔性联接和缓冲振动冲击的作用，被广泛应用于柔性联接位置，起减振降噪的作用。随着现代交通技术的发展，对汽车、火车等主要交通工具的安全性和舒适性提出了更高要求。橡胶球铰替代传统的滑动和滚动轴承，利用其多方向形变和弹性及橡胶的黏弹性，在汽车、火车等交通工具中主要起悬挂、传力、隔振、缓冲和定位的作用，可承受来自径向、轴向、偏转和扭转等多向载荷的疲劳作用和瞬时冲击。因此对橡胶关节进行径向、轴向、偏转和扭转4个方向的刚度试验和疲劳试验是产品生产中常见的检测方式。

经检索，CN2014106687046公开了一种橡胶关节扭转、偏转试验装置及试验方法，扭转试验装置包括底座Ⅰ、压套Ⅰ、力臂Ⅰ以及压力杆Ⅰ，压力杆Ⅰ连接垂向载荷施加装置，橡胶关节的外套装入压套Ⅰ内，橡胶关节的关节芯轴两端分别固定于两固定立板，底座Ⅰ的底板固定于试验机工作台；偏转试验装置结构类似。试验方法，扭转或偏转角度要求与力臂长度计算压力机压头垂向位移量；压力机加载，记录压力机压头垂向位移量与载荷；计算扭转或偏转刚度值。本能够准确检测出橡胶关节的扭转、偏转刚度值，对橡胶关节产品质量的控制具有积极意义；避免了因橡胶关节偏转刚度、扭转刚度不符合设计要求而影响机车运行品质的问题。 但此种装置的扭转试验装置和偏转试验装置为单独设置，占地面积大，设备较为复杂，测试偏转和扭转时需要连接到扭转试验装置和偏转试验装置，操作复杂，影响测试效率。

综上，如何设计一种简单低成本、操作简单，集成度高的综合测试装置成为急需解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型公开了一种橡胶关节综合测试装置，本装置可完成径向+偏转/径向+扭转疲劳试验装置，通过切换90°角度，实现径向+扭转疲劳转化为径向+偏转疲劳试验，且适用于多种类型产品，装置安装简便，试验效率高，试验成本低，通用性好。

针以上述问题，本实用新型提出的技术方案是：

公开一种橡胶关节综合测试装置，包括径向加载单元、待测试单元和偏扭转加载单元，所述径向加载单元设置在待测试单元上方，以提供待测试单元的径向加载力；所述偏扭转加载单元设置在待测试单元一侧，通过传递力轴将偏扭转力传递到待测试单元处，实现径向+偏转测试及径向+扭转测试；所述待测试单元包括固定待测橡胶关节的容置腔体和设置在容置腔体外的连接单元；所述连接单元承载待测橡胶关节和传输径向加载单元和偏扭转加载单元的力。

本实用新型的橡胶关节综合测试装置通过将径向加载单元、待测试单元和偏扭转加载单元合理集成在同一装置内，将偏转和扭转设置在同一装置中，使整个装置高度集成，可以使径向+偏转/径向+扭转疲劳试验变得便捷，并且适用于不同结构的橡胶关节产品，测试精度高，操作便捷，利于推广使用。

进一步地，所述传递力轴安装在轴承座一上，所述传递力轴的输入端与所述加载单元的输出端相连，所述传递力轴的输出端与待测试单元相连；所述加载单元的输出端安装有力臂，通过加载单元加载使传递力轴轴向转动。

进一步地，靠近待测试单元一侧的轴承座一上安装有转动轴一；所述传递力轴的输入端和输出端均设置有调心滚子轴承，所述转动轴一与调心滚子轴承同心设置。这种设计保证了力的传递，使测试结果更加可靠。

进一步地，所述待测试单元安装在轴承座一和轴承座二上，使待测橡胶关节中心轴与传递力轴同轴设置。

进一步地，所述待测试单元的容置腔体包括环向扣合通过螺栓紧固的分瓣式锁紧外套；所述连接单元为相对设置的偏转板和转动轴一；连接在偏转板和转动轴一两侧的偏转侧板和横梁。

进一步地，所述偏转板和转动轴一分别置于轴承座二和轴承座一上；所述轴承座二内设置有转动轴二，所述转动轴二通过圆锥滚子轴承B1与轴承座二装配。

进一步优选地，所述径向加载单元包括径向加载架，所述径向加载架通过螺栓与待测橡胶关节的金属芯轴固定连接。

进一步地，所述偏扭转加载单元包括由上至下设置的偏扭转加载架、连接杆及力臂；相邻结构间设置有过渡连接的杆端关节。

进一步地，所述力臂设置有节叉和固定孔，所述力臂固定在所述传递力轴的输入端，力臂通过杆端关节传递扭转力。

进一步地，所述轴承座一与轴承座二端部分别通过螺栓装轴承挡圈和防尘罩固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型公开了一种橡胶关节综合测试装置，本装置可完成径向+偏转/径向+扭转疲劳试验装置，通过切换90°角度，实现径向+扭转疲劳转化为径向+偏转疲劳试验，且适用于多种类型产品，装置安装简便，试验效率高，试验成本低，通用性好。

本实用新型的橡胶关节综合测试装置通过将径向加载单元、待测试单元和偏扭转加载单元合理集成在同一装置内，将偏转和扭转设置在同一装置中，使整个装置高度集成，可以给径向+偏转/径向+扭转疲劳试验变得便捷，并且适用于不同结构的橡胶关节产品，测试精度高，操作便捷，利于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型所述橡胶关节综合测试装置的结构示意左视图本。

图2为实用新型所述橡胶关节综合测试装置的A-A处剖面结构示意主视图。

图3为本实用新型所述橡胶关节综合测试装置测试径向+扭转试验的装配结构示意图。

图4为本实用新型所述橡胶关节综合测试装置测试径向+偏转试验的装配结构示意图。

图中：1、固定平台；2、轴承座一；3、转动轴一；4、轴承挡圈；5、偏转侧板；6、轴承座二；7、偏转板；8、转动轴二；9、防尘罩；10、传递力轴；10A、输入端，10B、输出端，11、力臂；12、横梁；13、连接杆；14、偏扭转加载架；15、销轴；16、分瓣式锁紧外套；17、径向加载架；18、待测橡胶关节，19、金属芯轴，20、节叉，21、固定孔，B1：圆锥滚子轴承；B2：调心滚子轴承；B3：杆端关节。

具体实施方式

下面结合实施例和附图1－附图4对本实用新型做进一步的描述。

实施例1

如图1和图2所示，本橡胶关节综合测试装置将径向加载单元、待测试单元和偏扭转加载单元集成在同一固定平台1上成为一个试验整体。即成为一种橡胶关节径向+偏转/径向+扭转疲劳装置。

具体地，包括径向加载单元、待测试单元和偏扭转加载单元，径向加载单元设置在待测试单元上方，以提供待测试单元的径向加载力；偏扭转加载单元设置在待测试单元一侧，通过传递力轴10将偏扭转力传递到待测试单元处，实现径向+偏转测试及径向+扭转测试；待测试单元包括固定待测橡胶关节18的容置腔体和设置在容置腔体外的连接单元；连接单元承载待测橡胶关节18和传输径向加载单元和偏扭转加载单元的力。

将传递力轴10安装在两个相对设置的轴承座一2上，传递力轴10的输入端10A与所述加载单元的输出端相连，传递力轴10的输出端10B与待测试单元相连；其输入端10A为轴径小于传递力轴10本体的轴径，将其输入端10A外壁套设有偏扭转加载单元的力臂11，力臂11设置有节叉20和固定孔21，力臂11固定在传递力轴10的输入端10A，力臂11通过杆端关节B3传递扭转力。力臂11动作时会带动传递力轴10轴向转动，即通过偏扭加载单元加载使传递力轴10轴向转动。传递力轴10的输出端10B的端部套设有横截面为T型的转动轴一3，通过螺栓将二者固定，转动轴一3穿过轴承座一2的安装孔，T型转动轴一3大端伸入待测试单元内，T型转动轴一3的连接端与递力轴10的输出端10B的端部套接。

为了使偏扭转加载单元的力传递的有效性，靠近待测试单元一侧的轴承座一2上安装有转动轴一3；传递力轴10的输入端10A和输出端10B均设置有调心滚子轴承B2，转动轴一3与调心滚子轴承B2同心设置。待测试单元安装在轴承座一2和轴承座二6上，使待测橡胶关节18中心与传递力轴10同轴设置。

其中，待测试单元的容置腔体包括环向扣合通过螺栓紧固的分瓣式锁紧外套16；连接单元相对设置的偏转板7和转动轴一3；连接在偏转板7和转动轴一3两侧的偏转侧板5和横梁12。

偏转板7和转动轴一3分别置于轴承座二6和轴承座一2上；轴承座二6内设置有转动轴二8，转动轴二8通过圆锥滚子轴承B1与轴承座二6装配。轴承座一2与轴承座二6端部分别通过螺栓装轴承挡圈4和防尘罩9；偏转板5、偏转侧板7、横梁12通过螺栓连接形成内框架，且同时与分瓣式锁紧外套16连接，进而固定待测橡胶关节18的金属外套，带动待测橡胶关节进行扭转、偏转运动。

另外，径向加载单元包括径向加载架17，径向加载架17为顶端为加载平面，对称设置有加载连接臂，通过螺栓与待测橡胶关节18的金属芯轴19固定连接。

转动轴一3通过调心滚子轴承B2与中间轴承座一2装配，转动轴二8通过圆锥滚子轴承B1与轴承座二6装配，传递力轴10通过调心滚子轴承B2与右侧轴承座一2装配；轴承座一2与轴承座二6端部分别通过螺栓装轴承挡圈4和防尘罩9；偏转板5、偏转侧板7、横梁12通过螺栓连接形成内框架，且同时与分瓣式锁紧外套16连接，进而固定待测橡胶关节18金属外套，带动待测橡胶关节进行扭转、偏转运动。

径向加载试验时：径向加载架17通过螺栓与待测橡胶关节18的金属芯轴连接，传递径向加载的疲劳载荷至金属芯轴上；

如图3，扭转试验时：将待测橡胶关节18的金属芯轴19放置与传递力轴10同一水平高度，并且与传递力轴10同轴设置。测试时，偏扭转加载架14通过杆端关节B3进行连接，传递扭转力；通过力臂11将力传递给传递力轴10，传递力轴10带动转动轴一3，由于转动轴一3带动待测橡胶关节：橡胶关节18轴向转动，完成实验。

如图4，偏转试验时，将偏转板5、偏转侧板7、横梁12形成的内框架旋转90度，同时分瓣式锁紧外套16旋转90度，完成偏转力的传递。偏扭转加载架14通过杆端关节B3进行连接，传递扭转力；通过力臂11将力传递给传递力轴10，传递力轴10带动转动轴一3，由转动轴一3带动待测橡胶关节18轴向转动，完成试验。

本橡胶关节综合测试装置可实现一套装置完成2项二维疲劳测试（径向+扭转、径向+偏转），装置可靠，有效再现产品实际运行疲劳工况，试验成本低，安装效率高。

显然，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，做出的若干改进或修饰都应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种橡胶关节综合测试装置，包括径向加载单元、待测试单元和偏扭转加载单元，其特征在于，所述径向加载单元设置在待测试单元上方，以提供待测试单元的径向加载力；所述偏扭转加载单元设置在待测试单元一侧，通过传递力轴（10）将偏扭转力传递到待测试单元处，实现径向和偏转测试及径向和扭转测试；所述待测试单元包括固定待测橡胶关节（18）的容置腔体和设置在容置腔体外的连接单元；所述连接单元承载待测橡胶关节（18）和传输径向加载单元和偏扭转加载单元的力。

2.根据权利要求1所述橡胶关节综合测试装置，其特征在于，所述传递力轴（10）安装在轴承座一（2）上，所述传递力轴（10）的输入端（10A）与所述加载单元的输出端相连，所述传递力轴（10）的输出端（10B）与待测试单元相连；所述加载单元的输出端安装有力臂（11），通过加载单元加载使传递力轴（10）轴向转动。

3.根据权利要求2所述橡胶关节综合测试装置，其特征在于，靠近待测试单元一侧的轴承座一（2）上安装有转动轴一（3）；所述传递力轴（10）的输入端（10A）和输出端（10B）均设置有调心滚子轴承（B2），所述转动轴一（3）与调心滚子轴承（B2）同心设置。

4.根据权利要求1所述橡胶关节综合测试装置，其特征在于，所述待测试单元安装在轴承座一（2）和轴承座二（6）上，使待测橡胶关节（18）中心与传递力轴（10）同轴设置。

5.根据权利要求4所述橡胶关节综合测试装置，其特征在于，所述待测试单元的容置腔体包括环向扣合通过螺栓紧固的分瓣式锁紧外套（16）；所述连接单元为相对设置的偏转板（7）和转动轴一（3）；连接在偏转板（7）和转动轴一（3）两侧的偏转侧板（5）和横梁（12）。

6.根据权利要求5所述橡胶关节综合测试装置，其特征在于，所述偏转板（7）和转动轴一（3）分别置于轴承座二（6）和轴承座一（2）上；所述轴承座二（6）内设置有转动轴二（8），所述转动轴二（8）通过圆锥滚子轴承（B1）与轴承座二（6）装配。

7.根据权利要求1-6任意一项所述橡胶关节综合测试装置，其特征在于，所述径向加载单元包括径向加载架（17），所述径向加载架（17）通过螺栓与待测橡胶关节（18）的金属芯轴（19）固定连接。

8.根据权利要求7所述橡胶关节综合测试装置，其特征在于，所述偏扭转加载单元包括由上至下设置的偏扭转加载架（14）、连接杆（13）及力臂（11）；相邻结构间设置有过渡连接的杆端关节（B3）。

9.根据权利要求8所述橡胶关节综合测试装置，其特征在于，所述力臂（11）设置有节叉（20）和固定孔（21），所述力臂（11）固定在所述传递力轴（10）的输入端（10A），力臂（11）通过杆端关节（B3）传递扭转力。

10.根据权利要求2所述橡胶关节综合测试装置，其特征在于，所述轴承座一（2）与轴承座二（6）端部分别通过螺栓装轴承挡圈（4）和防尘罩（9）固定。