柔性定位器三向加載疲勞試驗工裝的製作方法
2023-06-14 18:27:31
專利名稱：柔性定位器三向加載疲勞試驗工裝的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬橡膠複合製品的試驗工裝設備，具體說是一 種用於柔性定位器三向同時加載的疲勞試驗裝置，屬於試驗設備、試驗裝 備領域。
背景技術：
柔性定位器廣泛應用於高速客車轉向架，現又逐步應用於新型高速重 載貨車轉向架，作用是連接軸箱和構架，是一系懸掛的重要組成部分。當 輪對相對於構架運動時，柔性定位器在垂向、橫向和縱向均有彈性定位作 用，因此在三個方向會同時受力。為了檢測柔性定位器在三向承載條件下 的疲勞性能，需要模擬實際工況對其進行複合疲勞試驗。對於需要進行三 向複合疲勞試驗的柔性定位器，若一個方向接一個方向的單獨加載，顯然 無法較真實反映試件的三向同時疲勞承載情況，因而也就無法反映其所具 有的真實疲勞性能，另一方面單向加載試驗也延長了試驗周期，增大了不 必要的試驗成本。如果簡單的在三個方向同時對柔性定位器加載，又會發 生垂向、橫向和縱向載荷相互幹涉，無法使試驗件協調運動，因此很有必 要設計新型的試驗裝置，滿足三向同時加載的試驗要求。
實用新型內容
本實用新型的目的是為了解決目前柔性定位器類金屬橡膠複合製品疲 勞試驗設備或裝置的不足，提供了 一種可同時給柔性定位器類金屬橡膠復
合製品三向加載的三向加載疲勞試驗工裝。
本實用新型的目的是通過下述技術方案實現的 一種柔性定位器類金 屬橡膠複合製品三向加載疲勞試驗工裝，至少有一個垂向施力裝置、 一個 橫向施力裝置和一個縱向施力裝置，其中，所述的垂向施力裝置安裝在試 驗柔性定位器垂向上方，從垂向與試驗柔性定位器相接觸，並對試驗柔性 定位器施加垂向試驗力；垂向施力裝置可以是一種液壓施力機構，所述的 液壓施力機構是在試驗柔性定位器中心內插有試驗芯軸，試驗芯軸的頭部 通過垂向連接頭與垂向油缸的一端相連，試驗芯軸的另一端插入在支撐座 上的導向套內，而垂向油缸的另一端連接在疲勞試驗機上。所述的橫向和 縱向施力裝置是水平布置且相互垂直的，橫向施力裝置從水平方向與試驗 柔性定位器相接觸，並對試驗柔性定位器施加橫向試驗力；縱向施力裝置 從垂直於橫向的水平方向與試驗柔性定位器相接觸，並對試驗柔性定位器 施加縱向試驗力；橫向施力裝置與縱向施力裝置也均為液壓施力機構，所 述的液壓施力機構是在試驗柔性定位器底部設置有滑動板，滑動板與試驗 柔性定位器相對固定，在滑動板下有滾珠盤，滑動板與滾珠盤通過滾珠滑 動連接，並可在滾珠盤上滑動，同時在滑動板周邊水平連接有兩個相互垂 直的加載油缸，其中一個為橫向施力加載油缸，另一個為縱向施力加載油 缸，橫向施力加載油缸與縱向施力加載油缸均通過一個水平連接頭和一個 活動關節與滑動板的兩側分別聯結在一起，而橫向施力加載油缸與縱向施 力加載油缸尾部都帶有關節，並通過關節與疲勞試驗機連接。由垂向施力 裝置、橫向施力裝置與縱向施力裝置共同作用，實現對試驗柔性定位器的 垂向、橫向和縱向三向疲勞試驗。本實用新型的三向加載疲勞試驗工裝，能夠同時對柔性定位器進行三 向疲勞試驗，較真實的模擬柔性定位器垂向、橫向、縱向同時承載時的受 力特性。
圖1是本發明的結構示意主視圖； 圖2是本發明的結構示意側視圖； 圖3是本發明的結構示意俯視圖中1、垂向施力裝置，2、垂向連接頭，3、芯軸，4、柔性定位器， 5、金屬內套，6、滑動板，7、壓板，8、滾珠，9、滾珠盤，10、支撐座， 11、關節，12、水平連接頭，13、橫向施力裝置，14、關節，15、縱向施 力裝置。
具體實施方式
附圖給出了本實用新型的一個實施例，下面將結合附圖對本實用新型 作進一步的描述。
從附圖中可以看出，本實用新型為一種柔性定位器類金屬橡膠複合制 品三向加載疲勞試驗工裝，至少有一個垂向施力裝置、 一個橫向施力裝置 和一個縱向施力裝置，其中，所述的垂向施力裝置安裝在試驗柔性定位器 垂向上方，從垂向與試驗柔性定位器相接觸，並對試驗柔性定位器施加垂 向試驗力；垂向施力裝置可以是一種液壓施力機構，所述的液壓施力機構 是在試驗柔性定位器中心內插有試驗芯軸，試驗芯軸的頭部通過垂向連接 頭與垂向油缸的一端相連，試驗芯軸的另一端插入在支撐座上的導向套內， 而垂向油缸的另一端連接在疲勞試驗機上。所述的橫向和縱向施力裝置是
水平布置且相互垂直的，橫向施力裝置從水平方向與試驗柔性定位器相接
觸，並對試驗柔性定位器施加橫向試驗力；縱向施力裝置從垂直於橫向的 水平方向與試驗柔性定位器相接觸，並對試驗柔性定位器施加縱向試驗力； 橫向施力裝置與縱向施力裝置也均為液壓施力機構，所述的液壓施力機構 是在試驗柔性定位器底部設置有滑動板，滑動板與試驗柔性定位器相對固 定，在滑動板下有滾珠盤，滑動板與滾珠盤通過滾珠滑動連接，並可在滾 珠盤上滑動，同時在滑動板周邊水平連接有兩個相互垂直的加載油缸，其 中一個為橫向施力加載油缸，另一個為縱向施力加載油缸，橫向施力加載 油缸與縱向施力加載油缸均通過一個水平連接頭和一個活動關節與滑動板 的兩側分別聯結在一起，而橫向施力加載油缸與縱向施力加載油缸尾部都 帶有關節，並通過關節與疲勞試驗機連接。由垂向施力裝置、橫向施力裝 置與縱向施力裝置共同作用，實現對試驗柔性定位器的垂向、橫向和縱向 三向疲勞試驗。
一種柔性定位器三向加載疲勞試驗工裝具體說，包括垂向、橫向和縱 向三個方向，以向柔性定位器4施加機械力的方式對其進行三向加載綜合 疲勞試驗。疲勞試驗設備或裝置為三向加載疲勞試驗裝置，在滑動板6上 至少有一個垂向施力裝置l，垂向施力裝置1從垂向與待試驗的柔性定位器 4相接觸，並對柔性定位器4施加垂向試驗力；至少有一個橫向施力裝置 13，橫向施力裝置13從橫向與待試驗的柔性定位器4相接觸，並對柔性定 位器4施加橫向試驗力；至少有一個縱向施力裝置15，縱向施力裝置15 從縱向與待試驗的柔性定位器4相接觸，並對柔性定位器4施加縱向試驗 力；由垂向施力裝置1、橫向施力裝置13與縱向施力裝置15實現對待試驗
的柔性定位器4的垂向、橫向及縱向試驗。所述的垂向施力裝置1通過垂 向連接頭2安裝在試驗柔性定位器4垂向上方，所述的垂向施力裝置1是 一種可以作上下(往返)垂向運動的垂向油缸。垂向油缸通過傳遞垂向載 荷的垂向連接頭2與芯軸3聯結在一起，芯軸3穿過柔性定位器4的金屬 內套5並壓住整個試驗件，柔性定位器4與滑動板6相對固定，被安裝於 滾珠盤9上；所述的橫向施力裝置是水平布置的，由一個可作水平往返運 動的油缸和一個關節組合構成，通過水平連接頭和另一關節加載於滑動板 的一側，由滑動板在滾珠盤上的滑動來帶動試驗柔性定位器做橫向運動； 所述的縱向施力裝置是水平布置的，與橫向加載方向成直角，由一個可作 水平往返運動的油缸和一個關節組合構成，通過水平連接頭和另一關節加 載於滑動板的另一側，由滑動板在滾珠盤上的滑動來帶動試驗柔性定位器 做縱向運動。
設計裝配時，將柔性定位器4的底盤嵌入滑動板6的凹槽內，為防止 試驗過程中柔性定位器底盤翻翹，設計時在滑動板6的凹槽四周鑽有四個 螺紋孔，通過壓板7將柔性定位器4固定在滑動板6上；滑動板6放置於 滾珠盤9上，滾珠盤9表面開有6個圓弧凹槽，凹槽內裝有若干滾珠8，滾 珠凸出於凹槽之上，這樣滑動板6可在滾珠上自由滑動；滑動板6的兩側 通過關節11、水平連接頭12分別與橫向施力裝置13及縱向施力裝置15 相連，橫向施力裝置13及縱向施力裝置15的尾部均帶有關節14，起到保 護施力裝置的作用。芯軸3與柔性定位器4的金屬內套為錐面間隙配合， 芯軸3的一端壓在金屬內套之上且與垂向施力裝置1相連，另一端伸出滾 珠盤9之外並穿過金屬內套5，與金屬內套5為小間隙配合，二者可相對滑
動；金屬內套5嵌在滾珠盤9內，滾珠盤9通過支撐座10固定在試驗平臺 上，且支撐座10的中間留有可供芯軸3上下垂直運動的空間。
疲勞試驗時，垂向施力裝置1將載荷通過芯軸3施加在柔性定位器4 上，芯軸3的另一端穿過一個銅套5，設計安裝銅套5的目的就是把芯軸3 的運動約束在垂直方向內而不受橫向載荷及縱向載荷的幹擾，從而確保三 向疲勞試驗的順利進行。
權利要求1、柔性定位器三向加載疲勞試驗工裝，其特徵在於至少有一個垂向施力裝置、一個橫向施力裝置和一個縱向施力裝置，其中，所述的垂向施力裝置安裝在試驗柔性定位器垂向上方，從垂向與試驗柔性定位器相接觸；所述的橫向和縱向施力裝置是水平布置且相互垂直的，橫向施力裝置從水平方向與試驗柔性定位器相接觸；縱向施力裝置從垂直於橫向的水平方向與試驗柔性定位器相接觸，並對試驗柔性定位器施加縱向試驗力。
2、 如權利要求1所述的三向加載疲勞試驗工裝，其特徵在於所述的 垂向施力裝置是一種液壓施力機構，所述的液壓施力機構是在試驗柔性定 位器中心內插有試驗芯軸，試驗芯軸的頭部通過垂向連接頭與垂向油缸的 一端相連，試驗芯軸的另一端插入在支撐座上的導向套內，而垂向油缸的 另一端連接在疲勞試驗機上；所述的橫向施力裝置與縱向施力裝置也均為 液壓施力機構，所述的液壓施力機構是在試驗柔性定位器底部設置有滑動 板，滑動板與試驗柔性定位器相對固定，在滑動板下有滾珠盤，滑動板與 滾珠盤通過滾珠滑動連接，並可在滾珠盤上滑動，同時在滑動板周邊水平 連接有兩個相互垂直的加載油缸，其中一個為橫向施力加載油缸，另一個 為縱向施力加載油缸。
3、 如權利要求1所述的三向加載疲勞試驗工裝，其特徵在於所述的 橫向施力加載油缸與縱向施力加載油缸均通過一個水平連接頭和一個活動 關節與滑動板的兩側分別聯結在一起，而橫向施力加載油缸與縱向施力加 載油缸尾部都帶有關節，並通過關節與疲勞試驗機連接。
專利摘要柔性定位器三向加載疲勞試驗工裝，至少有一個垂向施力裝置、一個橫向施力裝置和一個縱向施力裝置，其中，所述的垂向施力裝置安裝在試驗柔性定位器垂向上方，從垂向與試驗柔性定位器相接觸；所述的橫向和縱向施力裝置是水平布置且相互垂直的，橫向施力裝置從水平方向與試驗柔性定位器相接觸；縱向施力裝置從垂直於橫向的水平方向與試驗柔性定位器相接觸，並對試驗柔性定位器施加縱向試驗力。由垂向施力裝置、橫向施力裝置與縱向施力裝置共同作用，實現對試驗柔性定位器的垂向、橫向和縱向三向疲勞試驗。
文檔編號G01M99/00GK201177557SQ20082005280
公開日2009年1月7日 申請日期2008年4月8日 優先權日2008年4月8日
發明者琪 餘, 心 李, 林達文, 進 王, 堅 賀, 黃友劍 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司