一種橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置及測試方法
2023-07-31 13:37:51
專利名稱：一種橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置及測試方法
技術領域：
本發明專利屬測試技術領域，涉及一種橡膠鉸鏈試驗裝置及測試方法，具體地說，是一種車用橡膠鉸鏈靜剛度測試的試驗裝置及測試方法。
背景技術：
橡膠鉸鏈主要作用就是聯接後軸與車身，改善行駛性能和舒適性，減緩車輪傳遞的衝擊力。然而，實際中應用的橡膠鉸鏈結構形式多樣，組成的材料複雜，在各個方向表現的剛度特性也大不相同，如軸向和徑向的剛度值各不相同，工作中表現出典型的非線性特性，故在設計中需對橡膠鉸鏈的性能進行驗證，確保整車具有優良的操作穩定性和行駛平順性。
經對現有技術文獻的檢索發現，中國專利號為ZL200510025773.6，專利名稱為車用橡膠襯套機械特性測試定位夾緊裝置，該專利自述為特這"一種屬於機械工程技術領域地定
位夾緊裝置，具體地說，是一種車用橡膠襯套機械特性測試定位夾緊裝置，其特徵是操作
快速方便、結構簡單實用地特點，運用內切圓與三角形的特殊幾何關係，利用v型塊平臺的
槽面外切軸套進行定位及可移動頂塊的快速移動夾緊，實現不同尺寸的襯套鉸接總成的定位
夾緊；同時，也可以實現橡膠襯套的定位夾緊，用於各種尺寸及結構的橡膠襯套及襯套鉸接
總成。"該技術方案雖然運用內切圓與三角形的特殊幾何關係，利用v型塊平臺的槽面外切軸套進行定位及可移動頂塊的快速移動夾緊，實現不同尺寸的襯套鉸接總成的定位夾緊；同時，也可以實現橡膠襯套的定位夾緊，用於各種尺寸及結構的橡膠襯套及襯套鉸接總成，但無法保證橡膠鉸鏈在夾緊過程中不發生變形，特別是測試時發生的變形，另外也未規定一種符合該類試驗的方法。
綜上所述，現有技術中存在如下技術問題-
(1) 現在的技術要求需對橡膠鉸鏈的性能進行驗證，確保整車具有優良的操作穩定性和行駛平順性，而現有技術中並無相關裝置；
(2) 現有技術中的測試裝置無法保證橡膠鉸鏈在夾緊過程中不發生變形，特別是測試時發生的變形；
(3 ) 現有技術中也沒有符合該類試驗的方法。
發明內容
本發明的目的在於提供一種橡膠鉸鏈靜剛度測試的試驗裝置及測試方法，其可以對橡膠鉸鏈的性能進行驗證並保證橡膠鉸鏈在夾緊過程中不發生變形。
本發明另一 目的是提出一種結構簡單、生產及使用成本低廉的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置及科學實用的測試方法。
本發明的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，包括由仿形壓頭、軸套、施力架、月牙型支承塊組成。所述仿形壓頭是根據橡膠鉸鏈端部形狀結構設計而成的，仿形壓頭與被測橡膠鉸鏈端部正好是一對凹凸配合。軸套根據橡膠鉸鏈裙部設計而成，軸套與鉸鏈裙部採用過渡配合；施力架採用叉式結構，兩叉臂開有定位施力孔，施力架頂部開有螺紋孔與萬能試驗機相連接，所述叉臂定位施力孔採用銷連接，銷孔採用間隙配合；月牙型支承座設計與橡膠鉸鏈裙部採用同一弧度，配合處不能產生間隙。為科學測試橡膠鉸鏈靜態剛度，特規定了一種測試橡膠鉸鏈靜剛度的測試方法。
具體技術方案如下
一種橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，包括施力構件，傳力構件和支承構件，所述施力構件與傳力構件相接觸和/或相連接，所述所述施力構件可向傳力構件施加垂直方向的力，所述傳力構件與橡膠鉸鏈相接觸和/或相連接，所述傳力構件可向橡膠鉸鏈施加垂直方向的力，所述支承構件支承橡膠鉸鏈。
所述施力構件為一施力螺栓(8)，所述傳力構件為一壓塊(5)，所述支承構件為一墊套(6)，該施力螺栓(8)穿過壓塊(5)上的孔，並穿入橡膠鉸鏈的孔中，所述墊套(6)墊起橡膠鉸鏈。
進一步包括一軸套(2)，其與所述橡膠鉸鏈的裙部相對應，該軸套(2)與橡膠鉸鏈的裙部套裝並過渡配合。
所述墊套(6)墊起軸套(2)從而墊起橡膠鉸鏈。
所述壓塊(5)平放於橡膠鉸鏈的上端部，所述施力螺栓(8)在橡膠鉸鏈的下端部設有一螺帽，其與施力螺栓(8)配合鎖緊橡膠鉸鏈。
還包括一仿形壓頭(1)，其放置於橡膠鉸鏈的上端部和/或下端部，該仿形壓頭(1)與橡膠鉸鏈配合安裝，並放置入所述軸套(2)。
所述施力構件為一施力架(3)，所述傳力構件為一銷軸(7)，所述支承構件為一月牙型支承座(4)，該銷軸(7)穿過施力架(3)兩側的孔並穿過位於中間的橡膠鉸鏈，橡膠鉸鏈安裝在月牙型支承座(4)上或內。
進一步包括一軸套(2)，其與所述橡膠鉸鏈的裙部相對應，該軸套(2)與橡膠鉸鏈的裙部套裝並過渡配合。
所述軸套(2)與橡膠鉸鏈匹配，並安裝在月牙型支承座(4)上或內。
所述施力架(3)為叉式結構，其所述兩側為兩叉臂，該叉臂上開有所述的孔。
所述孔為定位施力孔，所述施力架(3)頂部開有螺紋孔，其用於與萬能試驗機相連接。所述月牙型支承座(4)與橡膠鉸鏈的裙部弧度相同，配合處無間隙。
還包括一仿形壓頭(1)，其放置於橡膠鉸鏈的上端部和/或下端部，該仿形壓頭(1)與橡膠鉸鏈配合安裝，並放置入所述軸套(2)。
上述橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置的測試方法，採用如下步驟
(1) 將橡膠鉸鏈處於測試狀態；
(2) 預加載荷至約定載荷時卸載；
(3) 再加載至約定載荷時卸載，共進行三次；
(4) 預加載後設備力值為50N時調至零點；
(5) 測試至約定載荷停止試驗，記錄力和位移曲線。步驟(1)進一步包括
(l-l) 將仿形壓頭(1)放置於橡膠鉸鏈端部；
(l-2) 將配合完好的仿形壓頭(1)與橡膠鉸鏈放置於軸套(2)內，使其保持垂直；
(l-3) 軸套(2)用墊套(6)墊起；
(1-4) 將萬能試驗機壓頭向仿形壓頭(1)施加均勻載荷，直至壓至測試部位。
測試步驟進一步包括
(a) 將壓塊(5)平放於橡膠鉸鏈端部；
(b) 將施力螺栓(8)插入壓塊(5)的孔及橡膠鉸鏈的孔中；(C)使用螺帽將橡膠鉸鏈另一端鎖緊；
(d) 使用墊套(6)墊起軸套(2);
(e) 使用萬能試驗機壓頭對施力螺栓(8)頭部均勻施加載荷，並記錄力和位移曲線。
測試步驟進一步包括
(a) 將銷軸(7)插入施力架(3)及待測橡膠鉸鏈的孔中；
(b) 將壓好軸套(2)的橡膠鉸鏈放入月牙型支座4內；
(C)將施力架(3)與萬能試驗機通過施力架頂部螺紋孔相連接；
(d) 將橡膠鉸鏈調整至測試方向，並保證軸套與加載方向垂直；
(e) 均勻施加載荷，然後記錄力和位移曲線。
測試步驟進一步包括還進一步包括步驟(f):旋轉軸套(2)進行相反方向的靜剛度測
試o
圖1為橡膠鉸鏈仿形壓頭示意圖；圖2為橡膠鉸鏈月牙型支承示意圖；圖3為橡膠鉸鏈VI方向靜剛度測試裝置示意圖； 圖4為橡膠鉸鏈V2方向靜剛度測試裝置示意圖； 圖5為橡膠鉸鏈V3方向靜剛度測試裝置示意圖。
具體實施例方式
下面根據附圖對本發明進行詳細描述，其為本發明多種實施方式中的一種優選實施例。
本事實力的橡膠鉸鏈A靜態剛度測試裝置仿形壓頭1、軸套2、施力架3、月牙型支承座 4、壓塊5、墊套6組成，特別還包括銷軸7、施力螺栓8組成。
仿形壓頭1根據橡膠鉸鏈端部形狀結構設計而成，仿形壓頭與被測橡膠鉸鏈端部正好是 一對凹凸配合，確保加載過程中不變形或不發生局部變形。
軸套2根據橡膠鉸鏈裙部設計而成，軸套2與鉸鏈裙部採用過渡配合；施力架3採用叉 式結構，兩叉臂開有定位施力孔，用於銷軸7插入。施力架3頂部還開有螺紋孔與萬能試驗 機相連接。
月牙型支承座4，月牙型支承座4設計與橡膠鉸鏈裙部採用同一弧度，軸套2與月牙型 支承4座配合不能有間隙產生。
為完成對橡膠鉸鏈靜剛度測試，所述橡膠鉸鏈裙部應壓入軸套2內；在將橡膠鉸鏈裙部 壓入軸套2時，首先將仿形壓頭1放置於橡膠鉸鏈端部，將配合完好的仿形壓頭1與橡膠鉸 鏈放置於軸套2內(軸套2需倒圓)，使其保持垂直，軸套2應用墊套6墊起，避免加載過程 中，橡膠鉸鏈與設備底座發生碰撞。將萬能試驗機壓頭向仿形壓頭1施加均勻載荷，直至壓 至測試部位。主要測試橡膠鉸鏈V1、 V2、 V3方向靜剛度。
在將橡膠鉸鏈A裙部壓入軸套時，首先將仿形壓頭置於橡膠鉸鏈端部，且配合完好，將 配合好的仿形壓頭與橡膠鉸鏈放置於軸套內(軸套己經倒圓)，讓其保持垂直，此時用萬能試 驗機向仿形壓頭加載，直至軸套壓入測試部位。 Vl方向靜剛度測試見圖3
將螺栓先插入壓塊再插入待測橡膠鉸鏈A，然後用螺冒將另一端鎖緊。然後對螺栓頭部 勻速施加載荷(注此時應將軸套用套筒墊起)，然後記錄力和位移曲線。 V2方向靜剛度測試見圖4
將銷軸插入施力架叉臂定位銷孔及待測橡膠鉸鏈孔中，將壓好軸套的橡膠鉸鏈A放入月
牙型支座內，施力架與萬能試驗機通過施力架頂部螺紋孔相連接。將軸套調整至測試方向
(V2)，均勻施加載荷，然後記錄力和位移曲線。
V3方向靜剛度測試見圖5
將銷軸插入施力架叉臂定位銷孔及待測橡膠鉸鏈孔中，將壓好軸套的橡膠鉸鏈放入月牙型支座內，施力架與萬能試驗機通過施力架頂部螺紋孔相連接。將軸套調整至測試方向(V3)，
均勻施加載荷，然後記錄力和位移曲線。
測試方法
樣品調節溫度23士2。C，溼度50±5%，調節》12小時
測試環境溫度23土2"C，溼度50±5%
試驗設備
設備名稱電子萬能試驗機 最大載荷10 20KN
精度等級0.5級
測試速度10腿/min
試驗方法
1、 將橡膠鉸鏈處於測試狀態。
2、 預加載荷至約定載荷時卸載，然後再加載至約定載荷時卸載，共進行三次。
3、 預加載後設備力值為50N時調至零點。
4、 測試至約定載荷停止試驗，記錄力和位移曲線。
進一步實施例中，的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置包括由仿形壓頭l、軸套2、施力架3、月 牙型支承座4、壓塊5、墊套6組成，特別還包括銷軸7、施力螺栓8組成。所述仿形壓頭l 是根據橡膠鉸鏈端部形狀結構設計而成的，仿形壓頭1與被測橡膠鉸鏈端部正好是一對凹凸 配合，確保加載過程中不變形或不發生局部變形；軸套2根據橡膠鉸鏈裙部設計而成，軸套 2與鉸鏈裙部採用過渡配合；施力架3採用叉式結構，兩叉臂開有定位施力孔，用於銷軸7 插入。施力架3頂部還開有螺紋孔與萬能試驗機相連接；月牙型支承座4與橡膠鉸鏈裙部採 用同一弧度，配合處不能產生間隙。
為完成對橡膠鉸鏈靜剛度測試，所述橡膠鉸鏈裙部應壓入軸套2內；在將橡膠鉸鏈裙部 壓入軸套2時，首先將仿形壓頭1放置於橡膠鉸鏈端部，將配合完好的仿形壓頭1與橡膠鉸 鏈放置於軸套2內(軸套2需倒圓)，使其保持垂直，軸套2應用墊套6墊起，避免加載過程 中，橡膠鉸鏈與設備底座發生碰撞。將萬能試驗機壓頭向仿形壓頭1施加均勻載荷，直至壓 至測試部位。
VI方向靜剛度測試
將壓塊5平放於橡膠鉸鏈端部，將施力螺栓/插入壓塊5孔及橡膠鉸鏈孔中，然後用螺 帽將另一端鎖緊。將墊套6墊起軸套2，用萬能試驗機壓頭對螺栓8頭部均勻施加載荷，記 錄力和位移曲線。V2方向靜剛度測試將壓好軸套2的橡膠鉸鏈放入月牙型支座4內， 將銷軸7插入施力架3及待測橡膠鉸鏈孔中，此時再將壓好軸套2的橡膠鉸鏈放入月牙 型支座4內，施力架3與萬能試驗機通過施力架頂部螺紋孔相連接，將橡膠鉸鏈調整至測試 方向(V2)，並保證軸套與加載方向垂直。均勻施加載荷，然後記錄力和位移曲線。
V3方向靜剛度測試
同V2測試方法，只是需注意測試方向，旋轉軸套2即可完成V3方向靜剛度測試。 測試方法
樣品調節溫度23士2。C，溼度50±5%，調節》12小時
試驗環境溫度23土2'C，溼度50±5%
試驗設備
設備名稱電子萬能試驗機 最大載荷10 20認 精度等級0.5級
測試速度10ram/min
試驗方法
1、 將橡膠鉸鏈調整至測試狀態。
2、 預加載荷至約定載荷時卸載，然後再加載至約定載荷時卸載，共進行三次。
3、 預加載後設備力值為50N時調至零點。
4、 測試至約定載荷停止試驗，記錄力和位移曲線。
本發明具有結構簡單、生產及使用成本低廉、測試方法科學實用的特點，通過模擬橡膠 鉸鏈實際裝配特點，確保橡膠鉸鏈在測試過程中不發生變形，利用所設計的仿形壓頭、軸套、 施力架、月牙型支承座、壓塊、墊套等試驗裝置，即實現了定位，又同時完成了對橡膠鉸鏈 不同方向靜剛度的測試。本發明的試驗方法是根據彈性體的特點，同時還通過驗證試驗而提 煉出來的，具有相當的使用價值。
上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式的限制， 只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用於其它場合 的，均在本發明的保護範圍之內。
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權利要求
1、一種橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，包括施力構件，傳力構件和支承構件，所述施力構件與傳力構件相接觸和/或相連接，所述施力構件可向傳力構件施加垂直方向的力，所述傳力構件與橡膠鉸鏈相接觸和/或相連接，所述傳力構件可向橡膠鉸鏈施加垂直方向的力，所述支承構件支承橡膠鉸鏈。
2、 如權利要求l所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，所述施力構件為一施力 螺栓(8)，所述傳力構件為一壓塊(5)，所述支承構件為一墊套(6)，該施力螺栓(8)穿過 壓塊(5)上的孔，並穿入橡膠鉸鏈的孔中，所述墊套(6)墊起橡膠鉸鏈。
3、 如權利要求2所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，進一步包括一軸套(2)， 其與所述橡膠鉸鏈的裙部相對應，該軸套(2)與橡膠鉸鏈的裙部套裝並過渡配合。
4、 如權利要求3所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，所述墊套(6)墊起軸 套(2)從而墊起橡膠鉸鏈。
5、 如權利要求2-4中任一項所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，所述壓塊(5) 平放於橡膠鉸鏈的上端部，所述施力螺栓(8)在橡膠鉸鏈的下端部設有一螺帽，其與施力螺 栓(8)配合鎖緊橡膠鉸鏈。
6、 如權利要求5所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，還包括一仿形壓頭(l)， 其放置於橡膠鉸鏈的上端部和/或下端部，該仿形壓頭(1)與橡膠鉸鏈配合安裝，並放置入 所述軸套(2)。
7、 如權利要求l所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，所述施力構件為一施力 架(3)，所述傳力構件為一銷軸(7)，所述支承構件為一月牙型支承座(4)，該銷軸(7)穿 過施力架(3)兩側的孔並穿過位於中間的橡膠鉸鏈，橡膠鉸鏈安裝在月牙型支承座(4)上 或內。
8、 如權利要求7所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，進一步包括一軸套(2)， 其與所述橡膠鉸鏈的裙部相對應，該軸套(2)與橡膠鉸鏈的裙部套裝並過渡配合。
9、 如權利要求8所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，所述軸套(2)與橡膠鉸鏈匹配，並安裝在月牙型支承座(4)上或內。
10、 如權利要求8-9中任一項所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，所述施力 架(3)為叉式結構，其所述兩側為兩叉臂，該叉臂上開有所述的孔。
11、 如權利要求io所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，所述孔為定位施力孔， 所述施力架(3)頂部開有螺紋孔，其用於與萬能試驗機相連接。
12、 如權利要求11所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，所述月牙型支承座(4) 與橡膠鉸鏈的裙部弧度相同，配合處無間隙。
13、 如權利要求11或12所述的橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置，其特徵在於，還包括一仿形 壓頭(1)，其放置於橡膠鉸鏈的上端部和/或下端部，該仿形壓頭(1)與橡膠鉸鏈配合安裝， 並放置入所述軸套(2)。
14、 如權利要求1-13所述橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置的測試方法，其特徵在於，採用如下 步驟(1) 將橡膠鉸鏈處於測試狀態；(2) 預加載荷至約定載荷時卸載；(3) 再加載至約定載荷時卸載，共進行三次；(4) 預加載後設備力值為50N時調至零點；(5) 測試至約定載荷停止試驗，記錄力和位移曲線。
15、 如權利要求14所述橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置的測試方法，其特徵在於，步驟(1) 進一步包括(1-1)將仿形壓頭(1)放置於橡膠鉸鏈端部；(l-2) 將配合完好的仿形壓頭(1)與橡膠鉸鏈放置於軸套(2)內，使其保持垂直； (1-3) 軸套(2)用墊套(6)墊起；(1-4)將萬能試驗機壓頭向仿形壓頭(1)施加均勻載荷，直至壓至測試部位。
16、 如權利要求15所述橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置的測試方法，其特徵在於，測試步驟進一步包括(a)將壓塊(5)平放於橡膠鉸鏈端部；(b) 將施力螺栓(8)插入壓塊(5)的孔及橡膠鉸鏈的孔中；(c) 使用螺帽將橡膠鉸鏈另一端鎖緊；(d) 使用墊套(6)墊起軸套(2);(e) 使用萬能試驗機壓頭對施力螺栓(8)頭部均勻施加載荷，並記錄力和位移曲線。
17、 如權利要求15所述橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置的測試方法，其特徵在於，測試步驟進一步包括(a) 將銷軸(7)插入施力架(3)及待測橡膠鉸鏈的孔中；(b) 將壓好軸套(2)的橡膠鉸鏈放入月牙型支座4內；(c) 將施力架(3)與萬能試驗機通過施力架頂部螺紋孔相連接；(d) 將橡膠鉸鏈調整至測試方向，並保證軸套與加載方向垂直；(e) 均勻施加載荷，然後記錄力和位移曲線。
18、 如權利要求17所述橡膠鉸鏈靜剛度測試裝置的測試方法，其特徵在於，測試步驟進 一步包括還進一步包括步驟(f):旋轉軸套(2)進行相反方向的靜剛度測試。
全文摘要
本發明涉及一種車用橡膠鉸鏈靜剛度測試的試驗裝置及測試方法，包括由仿形壓頭、軸套、施力架、月牙型支承塊組成，所述仿形壓頭是根據橡膠鉸鏈端部形狀結構設計而成的，仿形壓頭與被測橡膠鉸鏈端部正好是一對凹凸配合，軸套根據橡膠鉸鏈裙部設計而成，軸套與鉸鏈裙部採用過渡配合；施力架採用叉式結構，兩叉臂開有定位施力孔，施力架頂部開有螺紋孔與萬能試驗機相連接，所述叉臂定位施力孔採用銷連接，銷孔採用間隙配合；月牙型支承座設計與橡膠鉸鏈裙部採用同一弧度，配合處不能產生間隙。
文檔編號G01N3/08GK101655433SQ20091014503
公開日2010年2月24日 申請日期2009年9月21日 優先權日2009年9月21日
發明者吳貴根, 孫小寶, 創 李, 陳光耀 申請人:奇瑞汽車股份有限公司