車身剛性試驗臺的製作方法

2023-10-27 19:00:32

專利名稱：車身剛性試驗臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於汽車產品開發中車身的彎曲剛性和扭轉剛性試驗的試驗裝置。
背景技術：
隨著汽車開發國產化發展的需求，車身結構設計的剛性技術指標能否滿足設計要求，判定它的方法只有通過剛性試驗來得出結論。車身剛性試驗臺是汽車產品開發中不可缺少的一種試驗設備，通過試驗測試數據的結果，能及時反映出設計中存在的缺陷或薄弱環節，為設計修改提供依據，以保證產品的設計質量，縮短產品開發周期。
車身剛性試驗臺由於適用範圍較為專一，故各使用單位的車身剛性試驗臺都為自己設計製造的非標試驗臺，在試驗臺的扭轉裝置部分，其工作原理基本相同(分兩鉸和四鉸機構)，在固定裝置部分，有採用立柱固定和龍門固定方式。這些車身剛性試驗臺普遍存在著性能不穩定，重複測試數據再現不可靠和改變車型裝夾困難的技術難題。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術存在的不足，提供一種車身剛性試驗臺，對影響性能不穩定和重複測試數據再現不可靠主要因素的關節軸承座，剛性試驗臺的扭轉裝置、固定裝置，夾具連接裝置等進行了改進，以加強旋轉梁、固定梁的自身剛性，保證試驗的測試精度，保證產品的設計質量，縮短產品開發周期。
本發明的技術方案如下一種車身剛性試驗臺，由扭轉裝置和固定裝置兩大部分組成，其中(1)扭轉裝置由旋轉機構、滑塊機構和四桿鉸鏈機構組成所述旋轉機構包括旋轉梁、軸承座和旋轉梁支柱，在旋轉梁支柱上端安裝一對軸承座，旋轉梁的轉軸和軸承分別裝在軸承座內，旋轉梁在受外力時以軸承座為支點轉動；所述滑塊機構由滑塊和滑塊鎖緊塊組成，裝在旋轉梁上，當鎖緊機構處於解鎖狀態時，鎖緊機構能沿旋轉梁軸向任意移動，反之被固定鎖緊。
所述四桿鉸鏈機構由無間隙關節軸承座、關節軸承、連杆、無間隙連接夾具、穩定杆和穩定杆鎖緊塊組成，關節軸承與連杆、穩定杆採用螺紋連接，分別連接在連杆和穩定杆兩端，連杆一端的關節軸承與無間隙關節軸承座連接，另一端與無間隙連接夾具連接，同樣穩定杆一端的關節軸承與無間隙關節軸承座連接，另一端與穩定杆鎖緊塊連接；上述四桿鉸鏈機構的無間隙關節軸承座與滑塊機構的滑塊用螺紋連接固緊，穩杆定鎖緊塊與連杆鎖死，即形成完整的扭轉裝置；(2)固定裝置由固定梁、固定梁支柱、滑塊機構、固定支承座、連杆、關節軸承和無間隙連接夾具組成；固定梁與固定梁支柱連接形成一龍門框架，在固定梁上裝有滑塊機構，在滑塊機構的滑塊上用螺紋連接將固定支承座連接固緊，固定支承座上連接連杆，連杆上端通過關節軸承與無間隙連接夾具連接。
所述無間隙關節軸承座由軸承座體、鎖緊螺釘、軸、鎖緊塊和關節軸承組成，關節軸承通過軸裝配在軸承座體中，並由鎖緊螺釘和鎖緊塊鎖緊。
所述無間隙連接夾具由夾具本體、軸、鎖緊塊、鎖緊螺釘和關節軸承組成，關節軸承通過軸裝配在夾具本體中，並由鎖緊螺釘和鎖緊塊鎖緊。
發明效果1、剛性試驗臺的自身剛性，剛性試驗臺的自身剛性對測試的性能和精度同樣有較大的影響，剛性試驗臺的自身剛性不足就難以克服車身的自身剛性這也同樣導致性能不穩定和重複測試數據再現不可靠，故在車身剛性試驗臺的旋轉、固定梁及它們的支柱在設計中採用優質型材焊接組合成矩形框梁的結構來加強旋轉、固定梁的自身剛性，對固定裝置選用了具有交好穩定性的龍門固定方式以滿足試驗要求。
2、車身剛性試驗應用四桿鉸鏈機構和活動鉸機構的原理保證了理論原形再現，在四桿鉸鏈機構和活動鉸的設計中選用關節軸承和無間隙關節軸承座、無間隙連接夾具設計保證了試驗的測試精度，滑塊機構的改進設計使試驗臺適用範圍拓展。其中(1)無間隙關節軸承座，該軸承座採用half對抱的原理，應用鎖緊裝置將裝在關節軸承上的軸抱死在軸承座上，消除軸與軸承座的裝配間隙。由於該軸承座採half對抱的原理在使用中可以隨時調整鎖緊裝置，因此解決了軸承座因載荷大，軸和孔磨損快而產生的間隙導致軸與孔徑向串動而影響性能不穩定和重複測試數據再現不可靠的問題。
(2)無間隙連接夾具，採用與無間隙關節軸承座採用同樣的原理來消除軸與軸承座的間隙。在夾具連接的部位，設計了一連接通用接口確保與不同車型車身的連接，由於無間隙連接夾具採用half對抱的原理使夾具結構更為緊湊，給車身裝夾帶來極大方便。
(3)滑塊機構，滑塊機構由滑塊和滑塊鎖緊塊組成。滑塊和滑塊鎖緊塊分別安裝在旋轉梁和固定梁上，當改變車型進行檢測時，只需將滑塊機構解鎖，按新車型的輪距移動滑塊，調整好輪距鎖緊滑塊機構，然後安裝好車身就能進行檢測。由於滑塊機構可在旋轉梁和固定梁上任意滑動，故檢測的車身尺寸範圍可在旋轉梁和固定梁允許內任意改變，這就拓展了該試驗臺的適用範圍。
車身剛性試驗臺通過試用，在一年中多個車型開發車身剛性的測試，重複測試精度誤差≤3％，完全能滿足車身剛性測試的要求，保證了產品的設計質量，縮短了產品開發周期。


圖1是本車身剛性試驗臺的扭轉裝置的結構示意圖；圖2是本車身剛性試驗臺的固定裝置的結構示意圖；圖3是本車身剛性試驗臺載試驗狀態的整體結構示意圖；圖4是圖3的側視圖；圖5是無間隙連接夾具的結構示意圖；圖6是無間隙關節軸承座的結構示意圖。
具體實施例方式
本車身剛性試驗臺由兩大部分組成第一部分扭轉裝置，參見圖11)在旋轉梁支柱1上端安裝一對軸承座2，旋轉梁8的轉軸和軸承分別裝在軸承座2內，這時由旋轉梁支柱1、軸承座2、旋轉梁8組成旋轉機構，旋轉梁在受外力時就能以軸承座2為支點轉動。
2)在旋轉梁上裝有三個滑塊機構，滑塊機構由滑塊11和滑塊鎖緊塊12組成。當鎖緊機構處於解鎖狀態時，鎖緊機構能沿旋轉梁軸向任意移動，反之被固定鎖緊。
3)四桿鉸鏈機構由無間隙關節軸承座3、關節軸承4、連杆5、無間隙連接夾具6、穩定杆9、穩定杆鎖緊塊10組成。關節軸承4與連杆5、穩定杆9採用螺紋連接，分別連接在連杆和穩定杆兩端。連杆一端的關節軸承4與無間隙關節軸承座3連接，另一端與無間隙連接夾具6連接，同樣穩定杆一端的關節軸承4與無間隙關節軸承座3連接，另一端與穩定杆鎖緊塊連接。將以上裝好的部件中的無間隙關節軸承座3按圖示與滑塊11用螺紋連接固緊，然後將穩杆定鎖緊塊10按圖示與連杆5鎖死，就形成完整的扭轉裝置。
如圖5和圖6所示如果我們將汽車車身連接在無間隙連接夾具6上，由車身、無間隙關節軸承座3、關節軸承4、連杆5、無間隙連接夾具6、旋轉梁8、滑塊11和滑塊鎖緊塊12就組成了完整的四桿鉸鏈機構。
第二部分固定裝置，參見圖2固定梁13採用焊接方式與固定梁支柱7連接形成一龍門框架，在固定梁13上同樣裝有滑塊機構，在滑塊機構的滑塊11上用螺紋連接將固定支承座14連接固緊，按前面所述的方法裝配連杆5、關節軸承4、無間隙連接夾具6，然後將連杆5另一端的螺紋旋入固定支承座14的螺孔並擰緊就形成完整的固定裝置。
參見圖3，無間隙關節軸承座3是由軸承座體31、鎖緊螺釘32、軸33、鎖緊塊34和關節軸承35組成，關節軸承35通過軸33裝配在軸承座體31中，並由鎖緊螺釘32和鎖緊塊34鎖緊。
參見圖4，無間隙連接夾具6由夾具本體61、軸62、鎖緊塊63、鎖緊螺釘64和關節軸承65組成，關節軸承65通過軸62裝配在夾具本體61中，並由鎖緊螺釘64和鎖緊塊63鎖緊。
以下是車身的剛性試驗過程，參見圖5和圖61)根據汽車車型參數按圖示調試a)按軸距調整旋轉梁支柱1與固定梁支柱7的距離。
b)按輪距調整旋轉梁和固定梁上滑動機構滑塊11間的距離。
2)按圖示將車身與無間隙連接夾具6連接固緊，調整穩定杆且鎖死。
3)根據測試要求在車身被測部位布置位移傳感器或測試儀表。
4)剛性測試a)扭轉剛性試驗，按圖示將車身裝夾好後，在旋轉梁的一端逐步施加P1力，扭轉裝置帶動車身的一端旋轉，而車身的另一端固定在固定裝置上保持禁止，故車身產生扭轉變形，布置在車身被測部位的傳感器或測試儀表開始記數，當P1力達到規定最大值時，車身扭轉變形達到最大，既完成扭轉剛性試驗，根據車身變形實測的數據可繪出扭轉剛性曲線。
b)彎曲剛性試驗，按上述方法將車身裝夾好，且將旋轉梁在水平位置固定好這時旋轉梁也形成固定梁。按上述方法布置傳感器或測試儀表，按圖示在車身中部逐步施加P2力，車身開始產生彎曲變形，P2力達到規定最大值時，車身彎曲變形達到最大，既完成彎曲剛性試驗，根據車身變形實測的數據可繪出彎曲剛性曲線。
權利要求
1.車身剛性試驗臺，由扭轉裝置和固定裝置兩大部分組成，其特徵在於(1)扭轉裝置由旋轉機構、滑塊機構和四桿鉸鏈機構組成，所述旋轉機構包括旋轉梁、軸承座和旋轉梁支柱，在旋轉梁支柱上端安裝一對軸承座，旋轉梁的轉軸和軸承分別裝在軸承座內，旋轉梁在受外力時以軸承座為支點轉動；所述滑塊機構由滑塊和滑塊鎖緊塊組成，裝在旋轉梁上；所述四桿鉸鏈機構由無間隙關節軸承座、關節軸承、連杆、無間隙連接夾具、穩定杆和穩定杆鎖緊塊組成，關節軸承與連杆、穩定杆採用螺紋連接，分別連接在連杆和穩定杆兩端，連杆一端的關節軸承與無間隙關節軸承座連接，另一端與無間隙連接夾具連接，同樣穩定杆一端的關節軸承與無間隙關節軸承座連接，另一端與穩定杆鎖緊塊連接；上述四桿鉸鏈機構的無間隙關節軸承座與滑塊機構的滑塊用螺紋連接固緊，穩杆定鎖緊塊與連杆鎖死，即形成完整的扭轉裝置；(2)固定裝置由固定梁、固定梁支柱、滑塊機構、固定支承座、連杆、關節軸承和無間隙連接夾具組成；固定梁與固定梁支柱連接形成一龍門框架，在固定梁上裝有滑塊機構，在滑塊機構的滑塊上用螺紋連接將固定支承座連接固緊，固定支承座上連接連杆，連杆上端通過關節軸承與無間隙連接夾具連接。
2.根據權利要求1所述的車身剛性試驗臺，其特徵在於所述無間隙關節軸承座由軸承座體、鎖緊螺釘、軸、鎖緊塊和關節軸承組成，關節軸承通過軸裝配在軸承座體中，並由鎖緊螺釘和鎖緊塊鎖緊。
3.根據權利要求1所述的車身剛性試驗臺，其特徵在於所述無間隙連接夾具由夾具本體、軸、鎖緊塊、鎖緊螺釘和關節軸承組成，關節軸承通過軸裝配在夾具本體中，並由鎖緊螺釘和鎖緊塊鎖緊。
全文摘要
本發明提出一種車身剛性試驗臺，由扭轉裝置和固定裝置兩大部分組成。其中扭轉裝置由旋轉機構、滑塊機構和四桿鉸鏈機構組成；旋轉機構包括旋轉梁、軸承座和旋轉梁支柱；滑塊機構由滑塊和滑塊鎖緊塊組成，裝在旋轉梁上；四桿鉸鏈機構由無間隙關節軸承座、關節軸承、連杆、無間隙連接夾具、穩定杆和穩定杆鎖緊塊組成；固定裝置由固定梁、固定梁支柱、滑塊機構、固定支承座、連杆、關節軸承和無間隙連接夾具組成。本試驗臺對影響性能不穩定和重複測試數據再現不可靠主要因素的關節軸承座，剛性試驗臺的扭轉裝置、固定裝置、夾具連接裝置等進行了改進，一方面加強了旋轉梁、固定梁的自身剛性，另一方面保證了試驗的測試精度。
文檔編號G01N3/00GK101051002SQ200710078448
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月30日 優先權日2007年4月30日
發明者張年春, 吳順洪, 陳建華 申請人:重慶長安汽車股份有限公司