CN221100064U - 一种转向节六通道疲劳试验台架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种转向节六通道疲劳试验台架，主要用于汽车转向节疲劳试验。该台架包括方箱、旋转支座、转向节、制动盘、轴承、卡钳支架、转向拉杆、下摆臂球销、减震筒、减震筒支撑座、卡钳模拟件、制动力加载装置、下摆臂加载装置、换向装置、连接杆、加载杆。该试验台架能够模拟实际驾驶中的多通道载荷，真实地重现转向节在实车中的受力工况，从而提高试验的准确性和可靠性。试验台架采用原车件和替代件相结合的方式，结构与实车状态相一致。通过换向装置，实现了转向拉杆和下摆臂球销的同时加载。试验台架的控制系统能够实时监测和记录转向节的受力和变形情况。该试验台架结构紧凑，操作简便，维护方便，适用于各种规模的实验室和研发机构。

Description

一种转向节六通道疲劳试验台架

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六通道疲劳试验台架。

背景技术

转向节是汽车底盘上的重要零件之一，它与汽车悬架、前车轴、转向系统以及制动器总成相连，具有承载汽车前部载荷，支撑并带动前轮绕主销转动，及实现汽车灵活转向和正常行驶的作用。转向节的可靠性直接影响到汽车的正常行驶和车载人员的生命安全，特别是转向节在汽车行驶状态下要受到多变的冲击载荷，因此对转向节的强度、刚度及各方面力学性能有更高的要求。所以在转向节的研发过程中，最重要的工作之一就是验证转向节的疲劳寿命是否能够满足各种工况的需要。

目前，常用的转向节检测方法是通过检测转向节的侧向力、制动力、纵向力、垂向力以及转向力等单通道的耐久性能，载荷施加的方式多数为正弦加载；其缺点是：

1）无法模拟转向节在悬架系统中的实际运动特性和受力情况；

2）无法实现多方向同时加载，对转向节工况载荷复现率低，试验结果与实际使用存在偏差；

3）试验结果无法完全反映实际驾驶过程中遇到各种不理想路面的真实反应。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种转向节六通道疲劳试验台架，目的是将试车场采集的载荷谱经过简单的处理后直接施加到转向节上，即通过台架试验的方式重现转向节在实车中的受力工况，从而进一步提高转向节台架试验的准确性。

根据本实用新型，提供一种转向节六通道疲劳试验台架，方箱、旋转支座、减震筒支撑座、卡钳模拟件、制动力加载装置、下摆臂加载装置，其中，旋转支座包括：固定于方箱的连接板和后端设有轴承安装面的法兰轴；减震筒支撑座包括：连接块、一字轴承Ⅰ、连接杆、第一关节轴承和第一关节轴承底座，其中，第一关节轴承连接于第一关节轴承底座，连接杆连接第一关节轴承与一字轴承Ⅰ，连接块的前部、底部及后部分别设有螺纹孔；制动力加载装置包括：制动力加载臂、安装于制动力加载臂底部的制动力加载块和与制动力加载块连接的制动力加载杆；下摆臂加载装置包括：x向加载块、y向加载块、一字轴承Ⅱ、y向加载杆和x向加载杆，其中，x向加载块与y向加载块分别设有球形凹槽并分别连接一字轴承Ⅱ，各一字轴承Ⅱ另一端分别连接y向加载杆和x向加载杆。

优选地，旋转支座还包括：分别与连接板固定连接的前端轴承座、后端轴承座，和用于固定穿过前端轴承座与后端轴承座的法兰轴的锁紧螺母。

优选地，所述的转向节六通道疲劳试验台架还包括换向装置，换向装置包括：杠杆和第二关节轴承，其中杠杆的左右两侧水平方向设有长条孔，每个长条孔的竖直方向各设有多个通孔，第二关节轴承用于和该通孔连接以调整x向加载杆的力臂。

优选地，换向装置还包括：在竖直方向设有长条孔的L型弯板、设有螺栓孔的U型座、滚动轴承、销轴和设有通孔的固定板，其中，固定板的通孔、弯板的长条孔与U型座的螺栓孔经由紧固螺栓相连接，U型座竖直方向设有第一中心通孔，杠杆的中心竖直方向设有第二中心通孔，U型座的第一中心通孔上下各安装一个滚动轴承，杠杆安装于这两个滚动轴承之间，杠杆的第二中心通孔与滚动轴承中心、U型座的第一中心通孔同轴，并使用销轴贯穿并紧固。

优选地，减震筒支撑座还包括底板，第一关节轴承底座固定连接于底板。

优选地，方箱横向安装于平面上，底板固定连接于平面上。

优选地，连接块的螺纹孔包括：设在连接块的前部用于安装第三关节轴承底座的螺纹孔，设在底部用于连接一字轴承Ⅰ的螺栓孔，设在左右两侧分别用于连接第一加载杆的螺栓孔，设在后部用于连接减震筒的螺纹孔。

优选地，轴承安装面有于安装轴承，在轴承上依次安装制动盘、转向节，制动盘的上下部分别设有两套孔，上孔用于安装卡钳支架与卡钳模拟件，下孔用于安装制动力加载臂，转向节的下摆臂安装孔处安装有下摆臂球销。

优选地，x向加载块与y向加载块分别设有与下摆臂球销的球头大小一致的球形凹槽，通过螺栓将x向加载块与y向加载块固定在下摆臂球销的球头上。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1） 通过模拟实际驾驶中的多通道载荷，能够更为真实地重现转向节在实车中的受力工况，从而提高试验的准确性和可靠性。

2） 采用原车件和替代件相结合的方式，确保试验台架的结构与实车状态相一致，提高试验的真实性。

3）通过换向装置，实现了转向拉杆和下摆臂球销的同时加载，进一步增强了试验的复杂性和真实性。

4）试验台架的控制系统能够实时监测和记录转向节的受力和变形情况，为后续的数据分析和评估提供了有力的支持。

5）试验台架结构紧凑，操作简便，维护方便，适用于各种规模的实验室和研发机构。

附图说明

图1为本实用新型的转向节六通道疲劳试验台架的结构示意图;

图2为本实用新型的旋转支座的结构示意图；

图3为本实用新型的减震筒支撑座的结构示意图；

图4为本实用新型的制动力加载装置的结构示意图；

图5位本实用新型的下摆臂加载装置的结构示意图；

图6位本实用新型的换向装置的结构示意图。

附图标记：

1、方箱；2、旋转支座；2.1、连接板；2.2、前端轴承座；2.3、后端轴承座；2.4、锁紧螺母；3、转向节；4、制动盘；5、轴承；6、卡钳支架；7、转向拉杆；8、下摆臂球销；9、减震筒；10、减震筒支撑座；10.1、连接块；10.2、一字轴承Ⅰ；10.3、连接杆；10.4、第一关节轴承；10.5、第一关节轴承底座；10.6、底板；11、卡钳模拟件；12、制动力加载装置；12.1、制动力加载臂；12.2、制动力加载块；12.3、制动力加载杆；13、下摆臂加载装置；13.1、x向加载块；13.2、y向加载块；13.3、一字轴承Ⅱ；13.4、竖向加载杆；14、换向装置；14.1、弯板；14.2、U型座；14.3、滚动轴承；14.4、杠杆；14.5、销轴；14.6、固定板；14.7、第二关节轴承。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型的示例性实施例。下文描述的和附图示出的示例性实施例旨在教导本实用新型的原理，使本领域技术人员能够在若干不同环境中和对于若干不同应用实施和使用本实用新型。因此，本实用新型的保护范围由所附的权利要求来限定，示例性实施例并不意在、并且不应该被认为是对本实用新型保护的范围的限制性描述。而且，为了便于描述，附图中相同的元件由相同或相近的附图标记来表示，所示出的各个部分的尺寸并不一定是按照实际的比例关系绘制的。下文对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述，各不同实施例中的技术特征可以根据设计需要自由组合形成更多的实施例。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，转向节六通道疲劳试验台架包括方箱1、旋转支座2、转向节3、制动盘4、轴承5、卡钳支架6、转向拉杆7、下摆臂球销8、减震筒9、减震筒支撑座10、卡钳模拟件11、制动力加载装置12、下摆臂加载装置13、换向装置14。其中，制动盘4、轴承5、卡钳支架6、转向拉杆7、下摆臂球销8均采用原车件，减震筒9采用替代件。

方箱1横向安装于平面上（地面、平台等），为支撑部位，其底部经预埋件螺栓与平面固定连接。

如图2所示，旋转支座2主要由连接板2.1、前端轴承座2.2、后端轴承座2.3、法兰轴2.4和锁紧螺母2.5组成。旋转支座2的连接板2.1与方箱1通过螺栓固定，确保其在试验过程中的稳定性。前端轴承座2.2与后端轴承座2.3分别安装有高精度滚动轴承，且与连接板2.1通过螺栓固定连接。法兰轴2.4穿过前端轴承座2.2与后端轴承座2.3，并通过锁紧螺母2.5固定，确保法兰轴2.4的平滑旋转。

法兰轴2.4的后端设有轴承安装面，通过螺栓将轴承5紧固于轴承安装面，按实车状态将制动盘4、转向节3依次安装于轴承5上，同时使用原车螺母固定连接。使得法兰轴2.4通过旋转支座2可以约束转向节3在x、y、z三个方向的移动和转动。

如图3所示，减震筒支撑座10主要由连接块10.1、一字轴承Ⅰ10.2、连接杆10.3、第一关节轴承10.4、第一关节轴承底座10.5和底板10.6组成。其中底板10.6通过螺栓固定连接于平面上，第一关节轴承底座10.5固定连接于底板10.6，第一关节轴承10.4连接于第一关节轴承底座10.5，连接杆10.3连接第一关节轴承10.4与一字轴承Ⅰ10.2，连接块10.1的前部设有4个螺纹孔用于安装第三关节轴承底座，以施加减震筒上支点z向载荷，底部设有一个螺栓孔用于连接一字轴承Ⅰ10.2，左右两侧分别设有一个螺栓孔用于连接第一加载杆，以施加减震筒上支点y向载荷，后部设有一个螺纹孔用于连接减震筒9。通过减震筒支撑座10可以约束转向节3绕y方向的转动。

如图4所示，制动盘4的上下部分别设有两套孔，上孔用于安装卡钳支架6与卡钳模拟件11，下孔用于安装制动力加载装置12。制动力加载装置12主要由制动力加载臂12.1、制动力加载块12.2和制动力加载杆12.3组成。制动力加载臂12.1通过螺栓固定连接于制动盘4的下孔，制动力加载块12.2安装于制动力加载臂12.1的底部，并连接制动力加载杆12.3。道路采集的制动载荷通过制动力加载杆12.3施加到转向节3上。

转向节3的下摆臂安装孔处安装有下摆臂球销8。如图5所示，下摆臂加载装置13主要由x向加载块13.1、y向加载块13.2、一字轴承Ⅱ13.3和y向加载杆13.4组成。x向加载块13.1与y向加载块13.2分别设有与下摆臂球销8的球头大小一致的球形凹槽，通过螺栓将x向加载块13.1与y向加载块13.2固定在下摆臂球销8的球头上，两个加载块分别连接一字轴承Ⅱ13.3，各一字轴承另一端分别连接y向加载杆13.4和x向加载杆13.5。道路采集的x向和y向载荷通过x向加载杆13.5和y向加载杆13.4施加到转向节3上。

如图6所示，换向装置14主要由L型弯板14.1、U型座14.2、滚动轴承14.3、杠杆14.4、销轴14.5、固定板14.6、第二关节轴承14.7组成。弯板14.1的水平端与基座相连，竖直端与夹具相连。弯板14.1在竖直方向设有长条孔，U型座14.2竖直方向设有第一中心通孔并在底部设有4个螺栓孔，固定板14.6设有4个通孔，紧固螺栓依次穿过固定板14.6的通孔、弯板14.1的长条孔与U型座14.2的4个螺栓孔相连，将U型座14.2固定在弯板14.1合适的位置。杠杆14.4的中心竖直方向设有第二中心通孔，左右两侧水平方向设有长条孔，每个长条孔的竖直方向各设有三个通孔。U型座14.2的第一中心通孔上下各安装一个滚动轴承14.3，杠杆14.4安装于这两个滚动轴承14.3之间，杠杆14.4的第二中心通孔与滚动轴承14.3中心、U型座14.2的第一中心通孔同轴，并使用销轴14.5贯穿并紧固。与转向节3的转向臂连接的转向拉杆7处第二加载杆和下摆臂球销8处y向加载杆距离较近，使用换向装置14可以将转向拉杆7处的载荷输出单元移至方箱1的另一侧，并可以通过在杠杆14.4不同的竖直方向通孔处连接第二关节轴承14.7来调整x向加载杆13.5的力臂。从而，可以避免夹具布置时可能发生的相互干涉。

在实际进行台架试验中，将转向节3及其相关的部件按照上述步骤组装到试验台架上。将试车场采集的载荷数据输入到试验台架的控制系统中。启动试验台架，使其按照载荷数据对转向节3进行加载。在试验过程中，可以通过各种传感器实时监测转向节3的受力情况和变形情况。

本实用新型的转向节六通道疲劳试验台架，能够更为真实和准确地模拟转向节在实际驾驶中的受力情况，从而更为准确地评估转向节的疲劳寿命。试验台架结构简单，操作方便，适用于各种类型的转向节的疲劳试验。且其不仅适用于汽车转向节的疲劳试验，还可以广泛应用于其他汽车零部件的疲劳试验，如悬挂系统、制动系统、传动系统等，为汽车零部件的研发和验证提供了有力的技术支持。本实用新型的描述和示例仅用于说明，不应被视为对本实用新型的限制。在不偏离本实用新型的精神和范围的前提下，可以对本实用新型进行各种修改和变化。

Claims (9)

1.一种转向节六通道疲劳试验台架，其特征在于，方箱（1）、旋转支座（2）、减震筒支撑座（10）、卡钳模拟件（11）、制动力加载装置（12）、下摆臂加载装置（13），其中，旋转支座（2）包括：固定于方箱（1）的连接板（2.1）和后端设有轴承安装面的法兰轴（2.4）；减震筒支撑座（10）包括：连接块（10.1）、一字轴承Ⅰ（10.2）、连接杆（10.3）、第一关节轴承（10.4）和第一关节轴承底座（10.5），其中，第一关节轴承（10.4）连接于第一关节轴承底座（10.5），连接杆（10.3）连接第一关节轴承（10.4）与一字轴承Ⅰ（10.2），连接块（10.1）的前部、底部及后部分别设有螺纹孔；制动力加载装置（12）包括：制动力加载臂（12.1）、安装于制动力加载臂（12.1）底部的制动力加载块（12.2）和与制动力加载块（12.2）连接的制动力加载杆（12.3）；下摆臂加载装置（13）包括：x向加载块（13.1）、y向加载块（13.2）、一字轴承Ⅱ（13.3）、y向加载杆（13.4）和x向加载杆（13.5），其中，x向加载块（13.1）与y向加载块（13.2）分别设有球形凹槽并分别连接一字轴承Ⅱ（13.3），各一字轴承Ⅱ（13.3）另一端分别连接y向加载杆（13.4）和x向加载杆（13.5）。

2.根据权利要求1所述的转向节六通道疲劳试验台架，其特征在于，旋转支座（2）还包括：分别与连接板（2.1）固定连接的前端轴承座（2.2）、后端轴承座（2.3），和用于固定穿过前端轴承座（2.2）与后端轴承座（2.3）的法兰轴（2.4）的锁紧螺母（2.5）。

3.根据权利要求1所述的转向节六通道疲劳试验台架，其特征在于，还包括换向装置（14），换向装置（14）包括：杠杆（14.4）和第二关节轴承（14.7），其中杠杆（14.4）的左右两侧水平方向设有长条孔，每个长条孔的竖直方向各设有多个通孔，第二关节轴承（14.7）用于和该通孔连接以调整x向加载杆（13.5）的力臂。

4.根据权利要求3所述的转向节六通道疲劳试验台架，其特征在于，换向装置（14）还包括：在竖直方向设有长条孔的L型弯板（14.1）、设有螺栓孔的U型座（14.2）、滚动轴承（14.3）、销轴（14.5）和设有通孔的固定板（14.6），其中，固定板（14.6）的通孔、弯板（14.1）的长条孔与U型座（14.2）的螺栓孔经由紧固螺栓相连接，U型座（14.2）竖直方向设有第一中心通孔，杠杆（14.4）的中心竖直方向设有第二中心通孔，U型座（14.2）的第一中心通孔上下各安装一个滚动轴承（14.3），杠杆（14.4）安装于这两个滚动轴承（14.3）之间，杠杆（14.4）的第二中心通孔与滚动轴承（14.3）中心、U型座（14.2）的第一中心通孔同轴，并使用销轴（14.5）贯穿并紧固。

5.根据权利要求1所述的转向节六通道疲劳试验台架，其特征在于，减震筒支撑座（10）还包括底板（10.6），第一关节轴承底座（10.5）固定连接于底板（10.6）。

6.根据权利要求5所述的转向节六通道疲劳试验台架，其特征在于，方箱（1）横向安装于平面上，底板（10.6）固定连接于平面上。

7.根据权利要求1所述的转向节六通道疲劳试验台架，其特征在于，连接块（10.1）的螺纹孔包括：设在连接块（10.1）的前部用于安装第三关节轴承底座的螺纹孔，设在底部用于连接一字轴承Ⅰ（10.2）的螺栓孔，设在左右两侧分别用于连接第一加载杆的螺栓孔，设在后部用于连接减震筒（9）的螺纹孔。

8.根据权利要求1所述的转向节六通道疲劳试验台架，其特征在于，轴承安装面有于安装轴承（5），在轴承（5）上依次安装制动盘（4）、转向节（3），制动盘（4）的上下部分别设有两套孔，上孔用于安装卡钳支架（6）与卡钳模拟件（11），下孔用于安装制动力加载臂（12.1），转向节（3）的下摆臂安装孔处安装有下摆臂球销（8）。

9.根据权利要求8所述的转向节六通道疲劳试验台架，其特征在于，x向加载块（13.1）与y向加载块（13.2）分别设有与下摆臂球销（8）的球头大小一致的球形凹槽，通过螺栓将x向加载块（13.1）与y向加载块（13.2）固定在下摆臂球销（8）的球头上。