臺架試驗加載裝置的制造方法
【專利摘要】一種臺架試驗加載裝置，包括作動器、反力架及復合式加載機構，所述復合式加載機構包括用于與一實驗樣件相連的機構主體、位于所述機構主體兩端的第一加載連接板以及垂直于所述機構主體和所述第一加載連接板的第二加載連接板，所述作動器的一第一端與所述反力架相連，所述作動器的一第二端在進行不同施力點的加載試驗時分別與所述第一加載連接板或所述第二加載連接板相連。本實用新型通過在復合式加載機構的不同位置設置方向不同的第一加載連接板和第二加載連接板，從而可以利用一套夾具進行輪心加載試驗和輪轂下邊緣加載試驗，降低了加工成本。
【專利說明】
臺架試驗加載裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及汽車試驗領域，特別是關于一種臺架試驗加載裝置。
【背景技術】
[0002]在汽車領域，某種車型量產前，一般會在其騾車及試制階段進行懸架系統(tǒng)的性能或疲勞耐久試驗，一方面是為了驗證該車型的懸架系統(tǒng)在不同方向的抗沖擊強度，另一方面是為了保證該懸架系統(tǒng)安全承載的耐久性。國內各大汽車主機廠進行懸架系統(tǒng)試驗的方法不一，大體上分為兩類:一類是在整車上對輪胎中心進行單方向或多方向的加載試驗;另一類則是只在臺架上對單一懸架系統(tǒng)進行單方向或者空間加載的試驗。
[0003]在對單一懸架系統(tǒng)進行單向臺架加載試驗時，通常需進行縱向、垂向、側向三種不同的試驗工況?？v向工況是為了驗證汽車發(fā)生碰撞或者追尾時，由輪心傳至懸架的縱向沖擊載荷。垂向工況是為了驗證汽車路過大坑時，車輛突然失重而接觸地面后對垂直方向的沖擊，懸架的受力作用點依舊位于輪胎的中心。側向工況則是為了驗證汽車發(fā)生側面碰撞時，由輪轂下邊緣傳至懸架的沖擊載荷。
[0004]進行懸架系統(tǒng)臺架試驗的主要難點在于:
[0005]1.加載裝置既能夠進行輪心垂向和縱向的加載，又能夠進行輪轂下邊緣的側向加載；
[0006]2.由于懸架系統(tǒng)承載較大，因此，加載裝置應具有足夠大的強度和剛度；
[0007]3.各工況的加載方向在試驗過程中應保持一致，不應存在其他方向的憋力或干涉，不應有較大的角度偏移；
[0008]4.在垂向工況的加載過程中需要實時測試輪胎外傾角的變化，包括最大外傾角和殘余外傾角(加載力撤去后的輪胎外傾角)測試。
[0009]現(xiàn)有的加載裝置是通過設計不同的夾具以應對不同位置(即輪心和輪轂邊緣)的加載，利用不同的夾具簡單地連接施載液壓作動器與汽車的制動盤端面，對懸架系統(tǒng)進行縱向、垂向、側向三種不同工況的加載試驗。該加載裝置存在如下缺點:
[0010]1.在輪心縱向加載的過程中，懸架存在著繞各擺臂復合后的旋轉中心的旋轉運動，因而難以保證加載過程的方向一致性，并且，由于夾具與制動盤是面連接，在懸架的旋轉過程中要保證夾具始終沿著汽車的縱向運動會存在一定的外拉內應力，即憋力；
[0011 ] 2.在輪轂下邊緣加載的過程中，夾具會向汽車內側彎曲，隨著夾具的彎曲，作動器的加載作用點也隨之改變，由輪轂下邊緣的下側變換至輪轂下邊緣的內側。
[0012]3.加載裝置的憋力會影響到作動器的加載精度，并對施載作動器造成一定的損壞。
[0013]4.該試驗需完成輪心縱向、垂向加載及輪轂下邊緣加載，需要加工兩套夾具，費時費力，加工成本高。
[0014]5.不能實時監(jiān)測垂向加載過程中的外傾角變化。【實用新型內容】
[0015]承上述，本實用新型目的在于提供一種即可進行輪心加載也可進行輪轂下邊緣加載的臺架試驗加載裝置。
[0016]為達上述優(yōu)點，本實用新型提供一種臺架試驗加載裝置，包括作動器、反力架及復合式加載機構，所述復合式加載機構包括用于與一實驗樣件相連的機構主體、位于所述機構主體兩端的第一加載連接板以及垂直于所述機構主體和所述第一加載連接板的第二加載連接板，所述作動器的一第一端與所述反力架相連，所述作動器的一第二端在進行不同施力點的加載試驗時分別與所述第一加載連接板或所述第二加載連接板相連。
[0017]根據(jù)本實用新型的較佳實施例，所述臺架試驗加載裝置還包括位于所述作動器的所述第二端與所述第一加載連接板或所述第二加載連接板之間的直線導軌，所述直線導軌固定于一導軌支撐架的特定高度，且與所述第一加載連接板或所述第二加載連接板之間通過一第一連接件相連，所述直線導軌與所述作動器的所述第二端之間通過一第二連接件相連。
[0018]根據(jù)本實用新型的較佳實施例，所述第一連接件包括與所述第一加載連接板連接的兩根二力桿、與所述兩根二力桿相連的二力桿固定板、以及連接所述二力桿固定板與所述直線導軌的第一導向固定板，所述第二連接件包括連接所述直線導軌與所述作動器的所述第二端的第二導向固定板。
[0019]根據(jù)本實用新型的較佳實施例，所述第一連接件包括與所述第二加載連接板連接的一根二力桿以及連接所述一根二力桿與所述直線導軌的第一導向固定板，所述第二連接件包括連接所述直線導軌與所述作動器的所述第二端的第二導向固定板。
[0020]根據(jù)本實用新型的較佳實施例，所述二力桿與所述第一加載連接板或所述第二加載連接板之間通過第一球鉸和第一固定銷可轉動連接，所述第一導向固定板與所述二力桿固定板或所述二力桿之間通過第二球鉸和第二固定銷可轉動連接。
[0021]根據(jù)本實用新型的較佳實施例，所述第一導向固定板的兩端設有用于連接所述直線導軌的通孔，所述第一導向固定板的中部用于與所述第二球鉸相連的吊耳，所述第二導向固定板的兩端設有用于連接所述直線導軌的通孔，所述第二導向固定板的中部設有用于連接所述作動器的通孔。
[0022]根據(jù)本實用新型的較佳實施例，所述二力桿固定板的中部設有用于連接所述第一導向固定板的通孔，所述二力桿固定板的兩端設有用于連接所述兩根二力桿的通孔。
[0023]根據(jù)本實用新型的較佳實施例，所述第一加載連接板與所述機構主體可拆卸連接。
[0024]根據(jù)本實用新型的較佳實施例，所述實驗樣件為懸架系統(tǒng)，所述第一加載連接板在進行輪心縱向和/或垂向加載試驗時與所述作動器相連，所述第二加載連接板在進行輪轂下邊緣側向加載試驗時與所述作動器相連，所述第一加載連接板上設有用于連接所述機構主體與汽車制動盤的通孔，所述第二加載連接板上設有對應不同輪轂尺寸的若干個輪轂調節(jié)孔。
[0025]根據(jù)本實用新型的較佳實施例，所述第一加載連接板上設有用于放置激光筆的激光導向槽，所述激光導向槽在所述臺架試驗加載裝置安裝好后位于水平方向或豎直方向。
[0026]本實用新型通過在復合式加載機構的不同位置設置方向不同的第一加載連接板和第二加載連接板，從而可以利用一套夾具進行輪心加載試驗和輪轂下邊緣加載試驗，降低了加工成本。
【附圖說明】
[0027]圖1所示為本實用新型臺架試驗加載裝置與一懸架系統(tǒng)的組裝示意圖，圖1所示的臺架試驗加載裝置用于進行輪心加載試驗。
[0028]圖2所示為圖1中復合式加載機構的立體結構示意圖。
[0029]圖3所示為圖1中的二力桿固定板的立體結構示意圖。
[0030]圖4所示為圖1中的第一導向固定板的立體結構示意圖。
[0031]圖5所示為圖1中的第二導向固定板的立體結構示意圖。
[0032]圖6所示為本實用新型臺架試驗加載裝置與一懸架系統(tǒng)的組裝示意圖，圖6所示的臺架試驗加載裝置正在進行輪心垂向加載試驗。
[0033]圖7所示為本實用新型臺架試驗加載裝置與一懸架系統(tǒng)的組裝示意圖，圖7所示的臺架試驗加載裝置用于進行輪轂下邊緣側向加載試驗。
【具體實施方式】
[0034]為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的臺架試驗加載裝置其【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
[0035]首先，本案以一懸架系統(tǒng)的臺架試驗加載裝置為例對本實用新型的臺架試驗加載裝置進行說明。圖1所示即為本實用新型臺架試驗加載裝置與該懸架系統(tǒng)的組裝示意圖，本實用新型的臺架試驗加載裝置即可對試驗樣件(即該懸架系統(tǒng))進行輪心縱向和垂向的靜強度試驗的加載(如圖1所示)，也可對該懸架系統(tǒng)進行輪轂下邊緣側向靜強度試驗的加載(如圖7所示)。
[0036]如圖1所示，本實用新型的臺架試驗加載裝置包括復合式加載機構10、激光筆20(參圖6)、第一連接件30、直線導軌40、導軌支撐架50、第二連接件60、作動器70及反力架80。在圖1所示的實施方式中，第一連接件30包括第一球鉸31、二力桿32、二力桿固定板33、第二球鉸34及第一導向固定板35。第二連接件60包括第二導向固定板61。
[0037]請一并參閱圖2，復合式加載機構10包括機構主體11、加強筋12、第一加載連接板13及第二加載連接板14。
[0038]機構主體11為一長條狀的矩形板，其中部設有六個通孔IIa，在本實施例中，該六個通孔Ila為六個沉頭孔，這六個沉頭孔分別位于一正五邊形的中心及五個頂點上。其中，位于正五邊形中心的沉頭孔的孔心位于機構主體11的中心，其在汽車制動盤90上的投影與汽車制動盤90的中心重合，該沉頭孔的設置是用于為汽車制動盤90的驅動軸頂端提供讓位空間，防止機構主體11與制動盤90的驅動軸產生干涉，從而使機構主體11的內側面可以與制動盤90的盤面貼合。安裝時，可通過穿入正五邊形頂點的五個沉頭孔內的五顆輪轂螺栓將復合式加載機構10固定于制動盤90上。另外，機構主體11的外側面上設有一用于放置激光筆20的激光導向槽lib。當將復合式加載機構10固定于制動盤90上進行輪心縱向和垂向加載試驗時，激光導向槽Ilb處于水平方向或豎直方向。
[0039]加強筋12位于機構主體11的兩端，且分別由機構主體11的外側面和內側面的兩端沿垂直于機構主體11的方向反向延伸，如此，使機構主體11和加強筋12的組合由機構主體11的一端看呈現(xiàn)類似于Z字形的結構。
[0040]第一加載連接板13設于機構主體11的兩個末端，且垂直于機構主體11和加強筋
12。第一加載連接板13通過螺接、銷接等可拆卸的方式固定于機構主體11的末端，與機構主體11和加強筋12連接在一起。第一加載連接板13的其中一個沒有與加強筋12相連的角落開設有一呈圓角狀的豁口，以作為二力桿32的讓位槽13a。另外，第一加載連接板13上還開設有一個球鉸連接孔13b，用于通過第一固定銷與第一球鉸31相連。本實施例中的第一球鉸31呈吊耳狀，其具有一球鉸環(huán)及位于球鉸環(huán)一端的螺桿。球鉸連接孔13b在第一加載連接板13上的位置根據(jù)被測車型的輪胎中心面與制動盤90盤面的距離而定。由于第一加載連接板13是以可拆卸的方式固定于機構主體11上，因此，可以針對不同的車型加工不同的第一加載連接板13。如此，當被測車型的輪胎中心面與制動盤90盤面的距離發(fā)生變化時，可通過更換第一加載連接板13使本實用新型的臺架試驗加載裝置適用不同的車型。
[0041]第二加載連接板14與機構主體11和第一加載連接板13相互垂直，且與機構主體11和其中一個第一加載連接板13相連。第二加載連接板14包括兩個相互平行的長方體板，各長方體板上均加工有若干個輪轂調節(jié)孔14a，用于通過第二固定銷與第二球鉸34相連。在本實施例中，第二加載連接板14上加工有距離輪心9、9.5、10、10.5英寸的4個輪轂調節(jié)孔14a，如此，可使本實用新型的臺架試驗加載裝置適用不同輪轂尺寸的車型。
[0042]激光筆20為市面上較普通的穿透力強且光線較細的紅外投線裝置。
[0043]本實施例中的二力桿32包括兩根，其分別與機構主體11兩端的第一加載連接板13相連。本實施例中的二力桿32為圓柱狀，其兩個端面分別加工有具有一定深度的螺紋孔。
[0044]請一并參閱圖3，二力桿固定板33大致呈長方體狀，其中心和兩端共加工有三個通孔，分別為33a和33b。并且，二力桿固定板33的一個表面上對稱焊接有兩個梯形的加強肋33c，以加強二力桿固定板33的強度。
[0045]第二球鉸34的形狀與第一球鉸31—致。
[0046]請一并參閱圖4，第一導向固定板35大致呈長方體狀，其靠近兩端的位置加工有兩個通孔35a，并且，第一導向固定板35的中心焊接了一個具有兩個吊耳35b的連接件，以通過插入吊耳35b之間的第二球鉸34和配套的第二固定銷實現(xiàn)二力桿固定板33和第一導向固定板35的可轉動連接。
[0047]本實施例中的直線導軌40包括兩根，且兩直線導軌40均配有導軌固定座41，導軌固定座41上加工有四個用以裝配的通孔。
[0048]本實施例中的導軌支撐架50也包括兩個，其通過壓板固定于工作臺上，并且，兩導軌支撐架50的相對表面上加工有兩排通孔50a，以用于固定導軌固定座41，并使直線導軌40在導軌支撐架50上的高度可調。
[0049]請一并參閱圖5，第二導向固定板61大致為六邊形，其兩側加工有兩個通孔61a，這兩個通孔61a的孔心距與第一導向固定板35上通孔35a的孔心距一致。第二導向固定板61的中部沿對角線還加工有4個用于連接作動器70的通孔61b。
[0050]作動器70為液壓式作動器，其只可在其軸線方向加載。作動器70大體上為圓柱狀。
[0051]反力架80通過壓板固定于工作臺上，主要起固定作動器70的尾部、支撐作動器70加載載荷的作用。反力架80上沿垂向加工有兩道滑軌81以調節(jié)作動器70的高度，反力架80的背面焊接有加強板82以提高其強度。
[0052]如圖1所示，當需要利用本實用新型的臺架試驗加載裝置進行輪心垂向加載試驗時，通過4顆螺栓將作動器70的右端(第一端)固定于反力架80上，通過4顆螺栓將作動器70的左端(第二端)固定于第二導向固定板61上;通過兩顆螺栓連接第二導向固定板61與直線導軌40的右端;將兩個直線導軌40分別通過四顆螺栓固定于導軌支撐架50上;通過兩顆螺栓連接第一導向固定板35與直線導軌40的左端;將第二球鉸34的螺桿擰入二力桿固定板33中心的通孔33a，并將第二球鉸34的球鉸環(huán)放置于第一導向固定板35的吊耳35b之間，通過第二固定銷連接;通過兩顆螺栓連接二力桿固定板33及二力桿32右端;將第一球鉸31的螺桿擰入二力桿32左端，并將球鉸環(huán)放平，然后通過兩個第一固定銷將第一球鉸31固定至復合式加載機構10的第一加載連接板13上，此時二力桿32的圓柱的一部分位于第一加載連接板13上的讓位槽13a內；將復合式加載機構10的內側面貼合至制動盤90的外端面，利用5顆輪轂螺栓以對角線擰緊的原則將其固定至制動盤90上;將熱熔膠注塑槍燒軟的流體軟膠涂于激光筆20周圍，并將激光筆20粘緊固定于復合式加載機構10的激光導向槽Ilb內，完成臺架試驗加載裝置的搭建。
[0053]然后，對控制器施以緩慢靜態(tài)加載命令，作動器70在力控控制模式下直接將載荷傳至與之相固聯(lián)的第二導向固定板61，第二導向固定板61通過直線導軌40將載荷傳遞至第一導向固定板35兩側，第一導向固定板35通過第二球鉸34將力施加至二力桿固定板33的中心，通過兩根二力桿32，將分力傳至復合式加載機構10的兩個第一加載連接板13，因其相對于輪胎中心對稱設置，因而可以實現(xiàn)對輪心加載的目的。
[0054]該臺架試驗加載裝置中的激光筆20用以實時監(jiān)測懸架的外傾角，當進行輪心垂向試驗的過程中懸架發(fā)生沿擺臂復合中心點的旋轉，即發(fā)生外傾角的變化時，激光筆20投影在位于臺架試驗加載裝置一側的刻度板上的激光束發(fā)生距離為d的行程，則圖6中所示的α角即表示試驗過程中外傾角的變化:
[0055]外傾角a= arc sin(d/L)
[0056]由于L?d，因此，懸架加載過程中三角形頂點的變化對計算結果的影響可忽略不
i+o
[0057]如圖7所示，當需要利用本實用新型的臺架試驗加載裝置進行輪轂下邊緣加載試驗時，作動器70、反力架80、第二導向固定板61、直線導軌40、導軌支撐架50的連接方式均與輪心加載試驗時類似，在此不做贅述。進行輪轂下邊緣加載試驗與輪心加載試驗的不同之處在于，進行輪轂下邊緣加載試驗時只需一根二力桿32即可，該二力桿32的左端通過第一球鉸31和第一固定銷固定于第二加載連接板14上(此時第一球鉸31的球鉸環(huán)沿豎直方向)，該二力桿32的右端通過第二球鉸34和第二固定銷固定于第一導向固定板35中部。
[0058]綜上所述，本實用新型的臺架試驗加載裝置至少具有如下優(yōu)點:
[0059]1.本實用新型通過在復合式加載機構的不同位置設置方向不同的第一加載連接板和第二加載連接板，以分別用于輪心加載試驗和輪轂下邊緣加載試驗，將原有方案應加工的兩套夾具融合成一套，降低了加工成本，簡化了試驗流程；
[0060]2.本實用新型的臺架試驗加載裝置中增加了雙直線導軌以保證加載過程中的方向一致性，直線導軌還可去除原加載機構存在憋力的現(xiàn)象，消除徑向力對作動器的影響，達到了保護作動器的目的；
[0061]3.本實用新型的臺架試驗加載裝置中增加了二連桿加載元件，保證了輪心加載試驗時的作用點始終位于輪胎中心；
[0062]4.第二加載連接板上加工了距離輪心不同距離的輪轂調節(jié)孔，以應對不同車型不同尺寸輪轂的輪轂下邊緣加載工況；
[0063]5.增加激光導向槽，通過放置激光筆監(jiān)測光束在加載過程中位移的變化，從而換算成角度變化以達到實時監(jiān)測外傾角變化的目的。
[0064]最后需要說明的是，上文以懸架系統(tǒng)的臺架試驗加載裝置為例對本實用新型的臺架試驗加載裝置進行說明，可以理解的，本實用新型的臺架試驗加載裝置也可用于其他具有類似試驗工況的場合，例如，對質心位于其空間結構內部的元件(如輪胎、后軸節(jié)、前轉向節(jié)等)進行不同方向的加載。
[0065]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種臺架試驗加載裝置，包括作動器(70)以及與所述作動器(70)的一第一端相連的反力架(80)，其特征在于:所述臺架試驗加載裝置還包括復合式加載機構(10)，所述復合式加載機構(10)包括用于與一實驗樣件相連的機構主體(11)、位于所述機構主體(11)兩端的第一加載連接板(13)以及垂直于所述機構主體(11)和所述第一加載連接板(13)的第二加載連接板(14)，所述作動器(70)的一第二端在進行不同施力點的加載試驗時分別與所述第一加載連接板(13)或所述第二加載連接板(14)相連。2.如權利要求1所述的臺架試驗加載裝置，其特征在于:所述臺架試驗加載裝置還包括位于所述作動器(70)的所述第二端與所述第一加載連接板(13)或所述第二加載連接板(14)之間的直線導軌(40)，所述直線導軌(40)固定于一導軌支撐架(50)的特定高度，且與所述第一加載連接板(13)或所述第二加載連接板(14)之間通過一第一連接件(30)相連，所述直線導軌(40)與所述作動器(70)的所述第二端之間通過一第二連接件(60)相連。3.如權利要求2所述的臺架試驗加載裝置，其特征在于:所述第一連接件(30)包括與所述第一加載連接板(13)連接的兩根二力桿(32)、與所述兩根二力桿(32)相連的二力桿固定板(33)、以及連接所述二力桿固定板(33)與所述直線導軌(40)的第一導向固定板(35)，所述第二連接件(60)包括連接所述直線導軌(40)與所述作動器(70)的所述第二端的第二導向固定板(61)。4.如權利要求3所述的臺架試驗加載裝置，其特征在于:所述二力桿(32)與所述第一加載連接板(13)之間通過第一球鉸(31)和第一固定銷可轉動連接，所述第一導向固定板(35)與所述二力桿固定板(33)之間通過第二球鉸(34)和第二固定銷可轉動連接。5.如權利要求2所述的臺架試驗加載裝置，其特征在于:所述第一連接件(30)包括與所述第二加載連接板(14)連接的一根二力桿(32)以及連接所述一根二力桿(32)與所述直線導軌(40)的第一導向固定板(35)，所述第二連接件(60)包括連接所述直線導軌(40)與所述作動器(70)的所述第二端的第二導向固定板(61)。6.如權利要求5所述的臺架試驗加載裝置，其特征在于:所述二力桿(32)與所述第二加載連接板(14)之間通過第一球鉸(31)和第一固定銷可轉動連接，所述第一導向固定板(35)與所述二力桿(32)之間通過第二球鉸(34)和第二固定銷可轉動連接。7.如權利要求4或6所述的臺架試驗加載裝置，其特征在于:所述第一導向固定板(35)的兩端設有用于連接所述直線導軌(40)的通孔(35a)，所述第一導向固定板(35)的中部用于與所述第二球鉸(34)相連的吊耳(35b)，所述第二導向固定板(61)的兩端設有用于連接所述直線導軌(40)的通孔(61a)，所述第二導向固定板(61)的中部設有用于連接所述作動器(70)的通孔(61b)。8.如權利要求3所述的臺架試驗加載裝置，其特征在于:所述二力桿固定板(33)的中部設有用于連接所述第一導向固定板(35)的通孔(33a)，所述二力桿固定板(33)的兩端設有用于連接所述兩根二力桿(32)的通孔(33b)。9.如權利要求1所述的臺架試驗加載裝置，其特征在于:所述第一加載連接板(13)與所述機構主體(11)可拆卸連接。10.如權利要求1所述的臺架試驗加載裝置，其特征在于:所述實驗樣件為懸架系統(tǒng)，所述第一加載連接板(13)在進行輪心縱向和/或垂向加載試驗時與所述作動器(70)相連，所述第二加載連接板(14)在進行輪轂下邊緣側向加載試驗時與所述作動器(70)相連，所述第一加載連接板(13)上設有用于連接所述機構主體(11)與汽車制動盤(90)的通孔(11a)，所述第二加載連接板(14)上設有對應不同輪轂尺寸的若干個輪轂調節(jié)孔(14a)。11.如權利要求1所述的臺架試驗加載裝置，其特征在于:所述第一加載連接板(13)上設有用于放置激光筆的激光導向槽(11b)，所述激光導向槽(Ilb)在所述臺架試驗加載裝置安裝好后位于水平方向或豎直方向。
【文檔編號】G01M17/04GK205483601SQ201620082659
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月27日
【發(fā)明人】羅文 , 李濤, 梁煥彬, 梁天開, 蔣航
【申請人】廣州汽車集團股份有限公司