一种单纵臂悬架组件的台架试验装置

文档序号:66069 发布日期:2021-10-01 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 一种单纵臂悬架组件的台架试验装置 (Bench test device of single trailing arm suspension assembly ) 是由 陈杰 申回春 王亚荣 何云江 贺佳鑫 石朝阳 王海庆 于 2021-05-25 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种单纵臂悬架组件的台架试验装置,涉及汽车悬架试验领域,包括车轮侧工装、车架侧工装和作动缸;车轮侧工装与车架侧工装间隔设置以安装单纵臂悬架组件中的轴管;车轮侧工装上设有第一安装部,车架侧工装上设有与第一安装部同轴的第二安装部,轴管的车轮侧可转动的安装在第一安装部上;轴管的车架侧安装在第二安装部上且车架侧工装可对轴管进行周向固定;作动缸的端头与导向臂前端的卷耳铰接,作动缸施力作用在导向臂前端实现对整个单纵臂悬架组件的性能测试;本方案由传统的“两端夹紧,中间施力”的方式改为“中间夹紧,单边施力”的方式,以完成对整个单纵臂悬架组件的刚强度测试和疲劳耐久测试。(The invention discloses a rack test device for a single-trailing-arm suspension assembly, which relates to the field of automobile suspension tests and comprises a wheel side tool, a frame side tool and an actuating cylinder; the wheel side tool and the frame side tool are arranged at intervals to install a shaft tube in the single-trailing-arm suspension assembly; the wheel side tool is provided with a first mounting part, the frame side tool is provided with a second mounting part coaxial with the first mounting part, and the wheel side of the shaft tube is rotatably mounted on the first mounting part; the frame side of the shaft tube is arranged on the second installation part, and a frame side tool can circumferentially fix the shaft tube; the end of the actuating cylinder is hinged with the eye at the front end of the guide arm, and the force exerted by the actuating cylinder acts on the front end of the guide arm to realize the performance test of the whole single-trailing-arm suspension assembly; the scheme is changed from a traditional mode of clamping two ends and applying force in the middle into a mode of clamping in the middle and applying force on one side, so that the rigidity strength test and the fatigue endurance test of the whole single-trailing-arm suspension assembly are completed.)

一种单纵臂悬架组件的台架试验装置

技术领域

本发明涉及汽车悬架试验领域,具体为一种单纵臂悬架组件的台架试验装置。

背景技术

进行单纵臂悬架组件的台架试验是验证单纵臂悬架组件疲劳耐久性能的常用手段之一;单纵臂悬架组件的台架试验方法一般为:导向臂前端卷耳衬工装铰接,尾端通过螺栓将气囊安装孔与工装固结,工装与地面通过球铰滑块副连接。然后导向臂的中间段(即中心孔位置)与作动缸的端头装配固结,从而形成对单纵臂悬架组件两端固定、中间施力的测试方案(如申请号:2021100650936;名称:托臂梁试验工装;中采用的方案)。然而,在实际应用中我们发现采用两端固定、中间施力的方案对单纵臂悬架组件进行试验存在以下不足:

1、由于在中心孔位置加载,导向臂前后作用点的垂向力始终呈杠杆比平衡,也就是此类试验只能模拟悬架受到垂向冲击的工况(即垂向冲击工况下,导向臂前后作用点的实际垂向力呈杠杆比平衡)。而实际的使用中存在侧倾工况,侧倾工况(此类工况下,导向臂前后作用点的垂向力明显地偏离了杠杆比例)导致很大的附加扭矩通过导向臂中间段(即中心孔位置)传递至车轴处,此时,导向臂组件都受到很大的附加载荷,包括导向臂、上板托、U型螺栓、盖板、轴管等部件以及上板托与轴管的连接焊缝结构都受到很大的附加载荷,侧倾工况往往是导向臂组件出现疲劳失效的最主要原因。但是,在传统验证试验中缺失侧倾工况的模拟试验验证。

2、对于常见的后端气囊安装孔偏置的导向臂产品,必须使用一对单纵臂悬架组件同时试验,否则,作动缸加载的垂向载荷因为偏离了导向臂前后作用点的连线,会导致包括测试设施与被测试工件处于非预期的不稳定状态;但是因为通过传统方案设置的试验装置本身的安装调整精度问题,以及悬架组件因制造误差导致的左右导向臂的尺寸差异、刚度差异等问题,会使左右导向臂在测试中承受的试验载荷不一致(即理论上左右导向臂应该承受相同的试验载荷,即平分作动缸施加的载荷,但因为制造、装配误差等因数使左右导向臂各维度的外形尺寸有所差异,导致左右导向臂承受的实际试验载荷不一致),导致试验测试得出的疲劳寿命失真。

3.另外,在中间段施加载荷,载荷力值很大,又由于需要同时给一对导向臂施加载荷,会使得载荷力值又增大一倍。这样,对作动油缸的载荷能力要求很高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题,本发明提出了一种新的单纵臂悬架组件的台架试验装置,利用该装置不仅能够实现对单纵臂悬架组件在侧倾工况下的试验,还能够单独的对单个单纵臂悬架组件进行耐受刚强度载荷试验,从而达到提高试验数据准确性,同时达到提高疲劳试验与实际工况的符合度、降低试验设备作动缸的载荷力值的目的。

本发明提出的具体方案如下:

一种单纵臂悬架组件的台架试验装置,包括车轮侧工装、车架侧工装和作动缸;

所述车轮侧工装与所述车架侧工装间隔设置以安装所述单纵臂悬架组件中的轴管;所述车轮侧工装上设有第一安装部,所述车架侧工装上设有与所述第一安装部同轴的第二安装部,所述轴管的车轮侧可转动的安装在所述第一安装部上;所述轴管的车架侧安装在所述第二安装部上且所述车架侧工装可对所述轴管进行周向固定;

所述单纵臂悬架组件中的导向臂通过锁紧机构固定在所述轴管上;所述作动缸的端头与导向臂前端的卷耳铰接,所述作动缸施力作用在所述导向臂前端实现对整个单纵臂悬架组件的性能测试。

进一步的,所述第一安装部为开设在所述车轮侧工装上的第一轴孔;所述第二安装部为开设在所述车架侧工装上的第二轴孔;所述轴管的车轮侧可转动设置在所述第一轴孔内,所述轴管的车架侧置于所述第二轴孔内。

进一步的,所述车架侧工装包括底座和端盖,所述底座与所述端盖相对的端面上均设有弧形凹腔,两个所述弧形凹腔配合形成所述第二轴孔;所述端盖与所述底座通过螺栓固定,拧紧所述螺栓使得位于所述第二轴孔内的轴管被周向固定。

进一步的,所述作动缸的端头通过铰耳与所述导向臂的卷耳铰接,所述铰耳与一防护装置活动连接,所述防护装置用于保障所述作动缸的稳定。

进一步的,所述防护装置包括承接板和防护台,所述防护台上设有防护杆;所述承接板的一端与所述铰耳固定,另一端与所述防护杆套接。

进一步的,所述承接板位于所述防护杆的一端设有贯孔,所述贯孔的直径大于所述防护杆直径,所述承接板通过所述贯孔与所述防护杆套接。

进一步的,所述台架试验装置还包括反力台,所述反力台上设有抵接件,所述抵接件与安装在所述导向臂尾端的气囊安装板抵接。

进一步的,所述单纵臂悬架组件还包括上托板和下托板;所述锁紧机构包括盖板和U型螺栓;所述上托板、下托板均呈半圆状且与所述轴管配合焊接;所述盖板、U型螺栓配合连接使得所述导向臂的中间段与所述上托板锁紧连接。

进一步的,所述上托板外弧面的左右方向处均设有凸起,所述凸起与所述上托板外弧面平滑连接,所述上托板与所述凸起共同形成与所述导向臂中间段适配的拱形结构。

进一步的,所述上托板与所述导向臂之间还设有衬垫。

采用本技术方案所达到的有益效果为:

本方案通过改变装夹方式,由传统的“两端夹紧,中间施力”的方式改为“中间夹紧,单边施力”的方式,以完成对导向臂前半段的耐受刚强度载荷测试;通过采用以上装置,不仅可以验证导向臂前半段耐受疲劳强度,解决导向臂前后作用点的垂向载荷失真等潜在的问题,还能验证导向臂与轴管连接的可靠性,轴管的疲劳性等参数。

附图说明

图1为单纵臂悬架组件的爆炸结构图。

图2为单纵臂悬架组件的组合结构图。

图3为台架试验装置的立体结构图。

图4为将单纵臂悬架组件安装到台架试验装置进行试验的使用状态图。

其中:10车轮侧工装、11第一轴孔、20车架侧工装、21第二轴孔、30作动缸、31铰耳、41承接板、42防护台、43防护杆、50反力台、51抵接件、100导向臂、101前半段、102中间段、103后半段、200上托板、201下托板、300盖板、301U型螺栓、400衬垫、500气囊安装板、600轴管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

本实施例提供了一种单纵臂悬架组件的台架试验装置,通过利用该台架试验装置实现对单纵臂悬架组件处于侧倾工况的模拟试验,解决因导向臂前后作用点的垂向载荷失真出现的问题,同时验证了单纵臂组件在侧倾工况下,导向臂、上板托、U型螺栓、盖版、轴管等部件以及上板托与轴管的连接焊缝结构的疲劳性能。

本方案中,参见图1-图2,单纵臂悬架组件的组成包括导向臂100、上托板200、下托板201、盖板300、U型螺栓301、衬垫400、气囊安装板500和轴管600,为了更好地进行描述,这里定义导向臂100具有前半段101、中间段102和后半段103,导向臂100的卷耳位于前半段101处,气囊安装板500安装在导向臂100的后半段103处。

下面对本台架试验装置的结构做详细地介绍:

参见图3-图4,台架试验装置包括车轮侧工装10、车架侧工装20和作动缸30;

其中,车轮侧工装10与车架侧工装20间隔设置以安装单纵臂悬架组件中的轴管600;车轮侧工装10上设有第一安装部,车架侧工装20上设有与第一安装部同轴的第二安装部,这里设置第一安装部和第二安装部用于实现轴管600与车轮侧工装10、车架侧工装20的安装;即轴管600的车轮侧可转动的安装在第一安装部上;轴管600的车架侧安装在第二安装部上且车架侧工装20可对轴管600进行周向固定。

这里的周向固定可以理解为防止轴管600进行转动,即轴管600的两侧(车轮侧、车架侧)分别与第一安装部、第二安装部连接;在车架侧工装20对轴管600进行周向固定时,轴管600将无法进行转动;而在车架侧工装20对轴管600进行固定解除时,轴管600在第一安装部和第二安装部的支持作用下可转动。

利用车架侧工装20对轴管600进行周向固定,其主要目的在于实现对固定在轴管600上的导向臂100进行倾侧工况的模拟试验,即作动缸30的端头与导向臂100前端的卷耳铰接,作动缸30施力作用在导向臂100前端实现对整个单纵臂悬架组件的性能测试。

为了实现倾侧工况的模拟试验,具体的操作步骤可以理解为;

第一步,将单纵臂悬架组件安装到车轮侧工装10、车架侧工装20上,并使得其中的轴管600分别与第一安装部、第二安装部连接;

第二步,利用车架侧工装20将轴管600进行周向锁定,使得轴管600无法在第二安装部上转动,从而实现对整个单纵臂悬架组件的固定;

第三步,作动缸30施力作用在导向臂100前端,在数十万、数百万次的载荷试验中实现对导向臂100前半段耐受疲劳强度的性能测试。

本方案通过车架侧工装20完成对轴管600的锁紧固定,等同于实现对导向臂100中间位置(中间段)的固定;同时利用作动缸30施力作用在导向臂100前端,完成对导向臂100的单边施力;相比于传统对导向臂100进行“两端夹紧,中间施力”的测试方式,本方案能够有效的测试导向臂100前后作用点的垂向载荷失真带来的问题,完成侧倾工况的有效模拟。

并且,通过利用作动缸对单个导向臂进行单边施力,相比于需要作动缸对一对(即两个)导向臂在中间位置进行施力的传统方式,本方案使得作动缸的载荷能力要求得到明显降低(本方案作动缸的载荷力仅需要满足传统作动缸的四分之一左右),对于操作环境的安全具有极大的促进作用。

同时本方案中,利用车架侧工装20对轴管600的锁紧固定进行侧倾工况模拟试验时,还能够对单纵臂悬架组件的其余性能(如焊接疲劳、连接件疲劳、防松动性能和轴管弯扭疲劳)进行附带测试,为了便于进一步的说明,这里对单纵臂悬架组件的结构做详细地介绍。

本实施例中,参见图1-图2,上托板200、下托板201均呈半圆状且与轴管600配合焊接;盖板300、U型螺栓301配合连接使得导向臂100的中间段与上托板200锁紧连接。

这里的盖板300、U型螺栓301可以统称为锁紧机构,导向臂100在锁紧机构(盖板300、U型螺栓301)的锁紧作用下实现与轴管600的固定连接;在作动缸30施力作用在导向臂100前端时,导向臂100的前半段将会呈现上下摆动;在数十万、数百万次的载荷摆动试验中,同时可以对上托板200、下托板201与轴管600的焊接疲劳测试、对盖板300与U型螺栓301的连接进行连接疲劳测试和防松性能测试、对轴管600的扭转疲劳和弯曲疲劳进行测试。

本方案中,上托板200外弧面的左右方向处均设有凸起,凸起与上托板200外弧面平滑连接,上托板200与凸起共同形成与导向臂100中间段适配的拱形结构。

导向臂100的中间段与该拱形结构贴合连接,从而保证了导向臂100与上托板200连接的稳定性,也就实现了与轴管600连接的稳定,对于最终测试数据的精准性具有极大地促进作用。

可选的,衬垫400设置在拱形结构与导向臂100之间,进一步保证导向臂100与上托板200连接的稳定性。

本实施例中,参见图3-图4,第一安装部为开设在车轮侧工装10上的第一轴孔11;第二安装部为开设在车架侧工装20上的第二轴孔21;上文描述的轴管600与第一安装部、第二安装部进行连接实质是轴管600的车轮侧可转动设置在第一轴孔11内,轴管600的车架侧置于第二轴孔21内。

同时,车架侧工装20包括底座和端盖,底座与端盖相对的端面上均设有弧形凹腔,两个弧形凹腔配合形成第二轴孔21;端盖与底座通过螺栓固定,拧紧螺栓使得端盖压向底座从而使得位于第二轴孔21内的轴管600被周向固定。

在轴管600被周向固定后,可以理解为此时完成了对导向臂100中间位置的固定,下一步作动缸30进行动作,对导向臂100的前半段进行施力操作,实现倾侧工况的模拟。

但是在数十万、数百万次的载荷试验中,极易出现导向臂100前半段断裂的情况,在导向臂100断裂后,作动缸30上的增力球处于不稳定的晃动状态,增力球的晃动使得作动缸30的端头也出现不稳定摆动,为操作环境带来极大的危险;因此,为了避免危险情况的出现。作动缸30的端头通过铰耳31与导向臂100的卷耳铰接,并且铰耳31与一防护装置活动连接,防护装置用于保障作动缸30的稳定。

具体的,防护装置包括承接板41和防护台42,防护台42上设有防护杆43;承接板41的一端与铰耳31固定,另一端与防护杆43套接。

可以理解为此处在作动缸30的端头处做了进一步的防护,这样即使导向臂100的前半段断裂,因为承接板41和防护台42对作动缸30端头的限制,即使增力球处于不稳定的晃动状态,也不会影响到作动缸30端头,从而避免端头带着断裂的导向臂甩动的情况出现。

本实施例中,承接板41位于防护杆43的一端设有贯孔,该贯孔的直径大于防护杆直径,承接板41通过贯孔与防护杆43套接。

这里设置贯孔且贯孔的直径大于防护杆43直径,这是因为在作动缸30施力在导向臂100上时,导向臂100的前半段会出现摆动,此时作动缸30同样的需要一定的运动范围予以配合;可以理解为,贯孔的直径大于防护杆直径其目的在于形成作动缸30的移动空间。

在完成对导向臂的倾侧工况试验后,还有需要模拟垂向冲击工况,对单个导向臂的整体疲劳强度做出测试,因此本实施例中,台架试验装置还包括反力台50,反力台50上设有抵接件51,抵接件51与安装在导向臂100尾端的气囊安装板500抵接。

这里反力台50上的抵接件51可以调整,使得抵接件51与安装在导向臂尾端的气囊安装板便于脱开。

需要注意的是,在对单个导向臂100的整体疲劳强度进行测试时,需要保证轴管600处于可转动的状态,即此时需要松动端盖上的螺栓,以解除车架侧工装20对轴管600的周向锁定,即此时车架侧工装20仅仅对轴管600进行支撑(即车架侧工装底座和端盖的连接螺栓松开使得轴管600可转动),其主要目的在于实现对固定在轴管600上的导向臂100进行垂向冲击工况的模拟试验;此时,轴管600可在第一轴孔11、第二轴孔21内转动,等同于转动轴承功能。

其具体的操作步骤可以归纳为:

第一步,将单纵臂悬架组件安装到车轮侧工装10、车架侧工装20上,并使得其中的轴管600分别与第一安装部、第二安装部连接;

第二步,对车架侧工装20上的螺栓进行松动,解除对轴管600的周向锁定,此时轴管600可以相对于第一安装部、第二安装部转动,等同于转动轴承功能;

第三步,将导向臂100尾端的气囊安装板500与反力台50上的抵接件51抵接,并利气囊安装板500上的定位孔抵接件51的定位销进行配合定位;用以形成对导向臂的限位;

第三步,作动缸30施力作用在导向臂100前端,在反力作用下,导向臂100尾端的气囊安装板500将作用在抵接件51上;通过数十万、数百万次的载荷试验中实现对导向臂100整体耐受疲劳强度的性能测试。

当然,在对导向臂100整体耐受疲劳强度的性能测试时,同样可以完成对单纵臂悬架组件中部件之间的焊接疲劳、连接件疲劳、防松动性能。

本方案通过对车架侧工装20的结构设计,实现改变装夹方式,由传统的“两端夹紧,中间施力”的测试方式改为“中间夹紧,单边施力”的方式,以完成对导向臂100前半段的耐受刚强度载荷测试,实现倾侧工况的模拟,解决导向臂前后作用点的垂向载荷失真等潜在的问题;同时利用车架侧工装20、反力台50和抵接件51的配合,摒弃了传统需要一对左右导向臂同时测试的方案,仅仅通过对单个导向臂进行试验实现对载荷数据的精准测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

11页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种液态铅铋合金中金属材料疲劳裂纹扩展速率测试方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类