橡膠軸承的疲勞試驗裝置的製作方法
2023-06-04 10:04:01
專利名稱：橡膠軸承的疲勞試驗裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及橡膠軸承疲勞檢測領域，更具體地說是涉及一種橡膠軸承的疲勞試驗裝置。
背景技術：
橡膠軸承作為主要減震元件在汽車底盤上的應用非常普遍，例如在副車架和車身 連接處使用橡膠軸承，下搖臂和副車架連接處用的也是橡膠軸承。但因為橡膠軸承內部膠 體結構並不均勻，因此外載荷傳遞到橡膠軸承上會產生不均勻的應力分布，其中有的地方 是高應力集中區，該高應力集中區往往是橡膠承載的薄弱點，在外載荷的反覆作用下，裂紋 首先會在薄弱點產生，根據橡膠特性，膠體一旦產生裂紋在剪切力的作用下會迅速擴展直 到膠體全部撕裂，導致整個橡膠軸承失去承載能力，產生疲勞破壞，如果底盤上的橡膠件產 生疲破壞會導致嚴重後果。據統計，機械零件的失效約有70%左右是疲勞引起的，而且造成 的事故大多數是災難性的，因此疲勞試驗零件的研發過程中顯得尤為重要。請參見圖1所示的橡膠軸承，由鋁製內芯3、橡膠膠體2以及鋁外殼1構成。再請 參見圖2所示的現有的橡膠軸承的疲勞試驗裝置，將橡膠軸承放入水平加載杆7 —端的固 定孔並由長方形夾具6夾持，由螺栓10分別穿過長方形夾具6以及鋁製內芯3，長方形夾 具6的外側與旋轉芯軸5連接，擺杆8與一旋轉芯軸5連接並帶動該旋轉芯軸5旋轉。試 驗時分別由液壓缸帶動水平加載杆7以及擺杆8對橡膠軸承做拉壓扭轉試驗。但現有裝置 存在以下的不足1)裝置內各個零部件之間相互獨立，旋轉芯軸5離地面過高，致使疲勞試 驗裝置的整體剛性很差，在單純拉壓力Fl的作用下會產生非常大的整體變形，長期使用易 使旋轉芯軸5折斷，軸承支撐板4和底座9脫焊分開，以及軸承鬆動和磨損；2)中間夾緊橡 膠軸承的夾具6是長方形的，長方形夾具6在旋轉過程中在拉壓力Fl方向上的剛性會隨著 旋轉角度的變化而變化，即長方形夾具6在拉壓力Fl方向上的變形會不斷變化，這使得橡 膠軸承在扭轉過程中，其內部各點受力狀態和實際使用狀態不一致；幻橡膠軸承僅靠穿過 軸承中心的一根螺栓提供夾緊力抵抗外界施加的拉壓力Fl以及扭轉力，顯然一根螺栓不 足以產生足夠的夾緊力來平衡外界的力，使用一段時間後，中間螺栓會鬆動，並導致夾緊夾 具的夾緊力下降，最終導致橡膠軸承在Fl方向產生滑移，使試驗結果不準確；4)橡膠軸承 還需要做拉壓擺轉試驗，但現有的裝置不能完成該項測試。
發明內容
針對現有技術中存在的旋轉芯軸離地面過高致使夾具整體剛性偏小的問題，本發 明的目的是提供一種橡膠軸承的疲勞試驗裝置，可以提高試驗裝置的整體剛性。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種橡膠軸承的疲勞試驗裝置，安裝在測試平臺上，包括夾緊機構、設有旋轉芯軸 的軸承座以及擺杆，軸承座對稱設於夾緊機構的兩端，擺杆與一軸承座的外端連接。所述夾緊機構包括法蘭盤以及緊固部件，法蘭盤分別設於軸承座的內端，緊固部件設於法蘭盤之間並與法蘭盤連接固定。所述緊固部件包括擋圈、水平加載杆以及芯軸螺栓，水平加載杆的一端開設有固 定橡膠軸承的固定孔，芯軸螺栓沿旋轉芯軸的軸向依次穿過另一軸承座內端的法蘭盤、橡 膠軸承的內芯，並與另一法蘭盤連接，沿法蘭盤外緣周向均勻間隔設有擋圈，擋圈設於法蘭 盤的中間。所述緊固部件包括設於法蘭盤之間的擋板、擋圈、水平加載杆以及固定螺栓，擋板 分別水平設於法蘭盤的上、下端，擋板上開設有連接孔，水平加載杆的一端開設有固定橡膠 軸承的固定孔，固定孔設於擋板之間，擋圈設於擋板與固定孔之間，固定螺栓分別貫穿連接 孔、擋圈以及橡膠軸承的內芯並與擋板連接固定。所述軸承座的內部兩端還分別設有球軸承。在上述技術方案中，本發明的一種橡膠軸承的疲勞試驗裝置，安裝在測試平臺上， 包括夾緊機構、設有旋轉芯軸的軸承座以及擺杆，軸承座對稱設於夾緊機構的兩端，擺杆與 一軸承座的外端連接。由於採用了軸承座，使得軸承座的旋轉芯軸離地高度大大降低，保證 了整個疲勞試驗裝置的剛性大幅度的提高，避免了在單純拉壓力作用下疲勞試驗裝置的整 體變形，在長時間使用情況下旋轉芯軸易折斷等情況的發生。本疲勞試驗裝置使用、維護方 便，在高溫和低溫環境下都不會降低使用性能和壽命。
圖1是橡膠軸承的立體結構示意圖；圖2是現有橡膠軸承的疲勞試驗裝置的立體結構示意圖；圖3是本發明橡膠軸承的疲勞試驗裝置做拉壓扭轉試驗時的分解結構示意圖；圖4是本發明橡膠軸承的疲勞試驗裝置做拉壓擺轉試驗時的分解結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例進一步說明本發明的技術方案。請參閱圖3、圖4所示的橡膠軸承的疲勞試驗裝置10，設於試驗裝置的測試平臺 上，包括夾緊機構11、一對設有旋轉芯軸121的軸承座12以及擺杆13，軸承座12對稱設 於夾緊機構11的兩端，擺杆13與一軸承座12的外端連接。所述夾緊機構11包括法蘭盤 111以及緊固部件112，法蘭盤111分別設於軸承座12的內端，緊固部件112設於法蘭盤 111之間並與法蘭盤111連接固定。由於法蘭盤為圓形，剛度各向同性，在旋轉過程中使夾 緊機構11在拉壓力方向上剛性始終保持一致，這樣橡膠軸承20在旋轉過程中內部各點受 力和實際使用狀態保持了一致。而且通過裝配不同尺寸的法蘭盤111，使夾緊機構11能適 應不同直徑的橡膠軸承20。在進行拉壓扭轉試驗時，所示緊固部件112包括擋圈1121、水 平加載杆1122以及芯軸螺栓1123，水平加載杆1122的一端開設有固定橡膠軸承20的固 定孔11221，芯軸螺栓1123沿旋轉芯軸121的軸向依次穿過另一軸承座12內端的法蘭盤 111、橡膠軸承20的內芯，並與另一法蘭盤111連接，沿法蘭盤111外緣周向均勻間隔設有 4個擋圈1121，擋圈1121設於法蘭盤111的中間，這樣可以保證法蘭盤之間沿周向的間隔 等距，並同時使4個螺栓的擰緊力保持接近。在進行拉壓擺轉的試驗時，所述緊固部件112 包括設於法蘭盤111之間的擋板1124、擋圈1121、水平加載杆1122以及固定螺栓1125，擋板IlM分別水平設於法蘭盤111的上、下端，擋板IlM上開設有連接孔11M1，水平加載 杆1122的一端開設有固定橡膠軸承20的固定孔11221，固定孔11221設於擋板IlM之間， 擋圈1121設於擋板IlM與固定孔11221之間，固定螺栓1125分別貫穿連接孔11M1、擋 圈1121以及橡膠軸承20的內芯並與擋板連接固定。由於採用了擋板IlM以及固定螺栓 1125的結構，使試驗裝置10能做拉壓擺轉的試驗。所述軸承座12的內部兩端各安裝了球 軸承(圖中未顯示)。這樣可以使旋轉芯軸121兩端都能夠得到足夠的支撐，在受到拉壓力 的作用下不會產生擺動，如果球軸承磨損出現鬆動或者間隙後，可以通過調節旋轉芯軸121 上的鎖緊螺母來消除軸承間隙。在進行拉壓扭轉試驗時，如圖3所示，首先將橡膠軸承20裝入固定孔11221，擰緊 並緊螺栓11222，使橡膠軸承20被牢牢固定，將法蘭盤螺栓(圖中未顯示)由內向外穿過另 一軸承座內端的法蘭盤定位孔1111並暫留在法蘭盤111上。接著將中間的芯軸螺栓1123 從該法蘭盤111的外側穿過該法蘭盤111以及橡膠軸承20的內芯並擰入另一法蘭盤111， 暫不上緊。將夾緊螺栓30依次穿過該法蘭盤111的邊緣的孔1112以及擋圈1121，擰入另 一法蘭盤111，暫不上緊，然後將法蘭盤螺栓擰入相應軸承座12對應的孔122內並連接固 定，將擺杆13以及水平加載杆1122調整到水平位置後擰緊中間的芯軸螺栓1123和夾緊螺 栓30，由於擋圈1121的阻擋且擋圈1121是等長的，這樣兩個法蘭盤111之間的距離在圓周 方向保持的非常均勻，而夾緊螺栓30將兩個法蘭盤111連在一起，為橡膠軸承20提供了額 外的夾緊力，並且由於夾緊螺栓30的應用，兩個軸承座12被連接起來成為一個整體，這使 得試驗裝置10的剛性更高。最後用兩個液壓缸(圖中未顯示)分別連接擺杆13以及水平 加載杆1122的球關節作直線往復運動，從而帶動橡膠軸承20做等幅旋轉和直線往復的拉 壓加載。在進行拉壓擺轉的試驗時，如圖4所示，首先將上下對稱的擋板IlM通過夾緊螺 栓30安裝到法蘭盤111上，此時兩個軸承座12被剛性連接，接著將橡膠軸承20裝入固定 孔11221，擰緊並緊螺栓11222，使橡膠軸承20被牢牢固定，然後將水平加載杆1122插入 上、下擋板IlM中間，將固定螺栓1125分別穿過擋板1124、擋圈1121和橡膠軸承20的內 芯後用螺母31與擋板IlM並緊，使得上下擋板，擋圈和橡膠軸承連為一體，這使得試驗裝 置10的剛性更高。最後用兩個液壓缸分別連接擺杆13以及水平加載杆1122的球關節作 直線往復運動，從而帶動橡膠軸承20做等幅旋轉和直線往復的拉壓加載。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明的 目的，而並非用作對本發明的限定，只要在本發明的實質範圍內，對以上所述實施例的變 化、變型都將落在本發明的權利要求的範圍內。
權利要求
1.一種橡膠軸承的疲勞試驗裝置，安裝在測試平臺上，其特徵在於包括夾緊機構、設 有旋轉芯軸的軸承座以及擺杆，軸承座對稱設於夾緊機構的兩端，擺杆與一軸承座的外端 連接。
2.如權利要求1所述的疲勞試驗裝置，其特徵在於所述夾緊機構包括法蘭盤以及緊固部件，法蘭盤分別設於軸承座的內端，緊固部件設 於法蘭盤之間並與法蘭盤連接固定。
3.如權利要求2所述的疲勞試驗裝置，其特徵在於所述緊固部件包括擋圈、水平加載杆以及芯軸螺栓，水平加載杆的一端開設有固定橡 膠軸承的固定孔，芯軸螺栓沿旋轉芯軸的軸向依次穿過另一軸承座內端的法蘭盤、橡膠軸 承的內芯，並與另一法蘭盤連接，沿法蘭盤外緣周向均勻間隔設有擋圈，擋圈設於法蘭盤的 中間。
4.如權利要求2所述的疲勞試驗裝置，其特徵在於所述緊固部件包括設於法蘭盤之間的擋板、擋圈、水平加載杆以及固定螺栓，擋板分別 水平設於法蘭盤的上、下端，擋板上開設有連接孔，水平加載杆的一端開設有固定橡膠軸承 的固定孔，固定孔設於擋板之間，擋圈設於擋板與固定孔之間，固定螺栓分別貫穿連接孔、 擋圈以及橡膠軸承的內芯並與擋板連接固定。
5.如權利要求1-4中任一項所述的疲勞試驗裝置，其特徵在於所述軸承座的內部兩端還分別設有球軸承。
全文摘要
本發明公開了一種橡膠軸承的疲勞試驗裝置，安裝在測試平臺上，包括夾緊機構、設有旋轉芯軸的軸承座以及擺杆，軸承座對稱設於夾緊機構的兩端，擺杆與一軸承座的外端連接。由於採用了軸承座，使得軸承座的旋轉芯軸離地高度大大降低，保證了整個疲勞試驗裝置的剛性大幅度的提高，避免了在單純拉壓力作用下疲勞試驗裝置的整體變形，在長時間使用情況下旋轉芯軸易折斷等情況的發生。本疲勞試驗裝置使用、維護方便，在高溫和低溫環境下都不會降低使用性能和壽命。
文檔編號G01M13/04GK102062685SQ20091019870
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月12日 優先權日2009年11月12日
發明者李文斌 申請人:上海大眾汽車有限公司