軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗方法及裝置的製作方法
2023-04-29 13:47:51
專利名稱：軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬橡膠複合製品——軸箱拉杆橡膠關節的四向疲勞 試驗方法及裝置，具體說是一種利用系統結構特點將載荷傳遞到軸箱拉杆 橡膠關節上、把系統所受到的兩向直線載荷轉化為四個軸箱拉杆橡膠關節 的徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向載荷、模擬產品實際受力的疲勞試驗 方法及裝置，屬於試驗設備、試驗裝備領域。
技術背景軸箱拉杆橡膠關節廣泛應用於機車轉向架，是連接軸箱和構架的一系 懸掛重要組成部分。軸箱拉杆橡膠關節的主要作用是提供輪對和構架間的 彈性定位。為了檢測軸箱拉杆橡膠關節的疲勞性能，需要對其進行疲勞試 驗。因為一個軸箱拉杆系統中包含了四個橡膠關節，每個橡膠關節都受到 徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向載荷，且四個橡膠關節受到的載荷條件 又各有不同。若對單個產品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多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。若簡單的用實際載荷方向施力裝置同時對單個軸箱拉杆橡膠關 節加載，又會產生多向載荷相互幹涉。綜上所述，很有必要設計新型的試 驗裝置，滿足產品實際受力的試驗要求。 發明內容本發明的目的是為了解決目前軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗設備或裝置的不足，提供了一種新型軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗方法及裝置。該方法 能較真實反映軸箱拉杆橡膠關節的多向同時疲勞承載情況，多向載荷相互 不幹涉，且試驗周期更短。本發明的另一 目的是提供一種上述方法的裝置。本發明的目的是通過下述技術方案實現的 一種軸箱拉杆橡膠關節疲 勞試驗方法，所述的軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗方法是將四個橡膠關節 同時放置於一個模擬軸箱系統中，再將模擬軸箱系統安裝在試驗平臺上， 通過四個試驗軸箱拉杆橡膠關節將拉杆、Z形框架和支座聯結在一起；模 擬軸箱系統又分別與一個垂向施力裝置和橫向施力裝置相連，其中，所述 的垂向施力裝置安裝在模擬軸箱系統垂向上方，垂向施力裝置從垂直方向 與模擬軸箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加垂向試驗力；垂向施力裝 置用垂向油缸通過傳遞垂向載荷的垂向連接頭與模擬軸箱系統聯結在一 起；所述的橫向施力裝置是水平布置的，橫向施力裝置從水平方向與模擬 軸箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加橫向試驗力；通過對模擬軸箱系 統施加垂向施力和橫向施力兩個方向直線載荷，利用系統結構將兩向載荷 轉化為四個軸箱拉杆橡膠關節的徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向載荷傳 遞到單個產品上，從而使每個產品受到不同的徑向、軸向、偏轉和扭轉四 個方向載荷。根據上述方法提供的軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗裝置是所述的軸箱 拉杆的四個橡膠關節同時置於模擬軸箱系統內，所述的模擬軸箱系統安裝 在試驗平臺上，通過四個試驗軸箱拉杆橡膠關節將拉杆、Z形框架和支座 聯結在一起；模擬軸箱系統又分別與一個垂向施力裝置和橫向施力裝置相連，其中，所述的垂向施力裝置安裝在模擬軸箱系統垂向上方，垂向施力 裝置從垂直方向與模擬軸箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加垂向試驗 力；垂向施力裝置用垂向油缸通過傳遞垂向載荷的垂向連接頭與模擬軸箱 系統聯結在一起；所述的橫向施力裝置是水平布置的，橫向施力裝置從水 平方向與模擬軸箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加橫向試驗力；橫向 施力裝置用橫向油缸通過傳遞橫向載荷的橫向連接頭和滑臺與模擬軸箱系 統聯結在一起。由垂向施力裝置、橫向施力裝置實現對模擬軸箱系統的垂 向、橫向兩向試驗，通過系統結構特點把系統所受到的兩向載荷轉化為四 個軸箱拉杆橡膠關節的徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向載荷。也就是對 四個試驗軸箱拉杆橡膠關節進行了徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向的試 驗。本發明是對系統進行兩向加載疲勞試驗的裝置，通過一套模擬軸箱系 統能夠同時對四個軸箱拉杆橡膠關節進行四向疲勞試驗，準確模擬出軸箱 拉杆橡膠關節徑向、軸向、偏轉和扭轉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；圖中1、軸箱拉杆橡膠關節，2、左支座，3、拉杆，4、 Z形框架，5、 垂向施力裝置，6、右支座，7、垂向連接頭，8、滑臺，9、橫向連接頭， 10、鎖緊螺母，11、固定架，12、橫向施力裝置。
具體實施方式
附圖給出了本發明的一個實施例，下面將結合附圖對本發明作進一步 的描述。從附圖中可以看出，本發明為一種對模擬軸箱系統進行兩向加載，從 而達到對四個軸箱拉杆橡膠關節同時進行四向加載疲勞試驗的設備或裝 置。所述的軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗方法是將四個橡膠關節同時放置 於一個模擬軸箱系統中，再將模擬軸箱系統安裝在試驗平臺上，通過四個 試驗軸箱拉杆橡膠關節將拉杆、Z形框架和支座聯結在一起；模擬軸箱系 統又分別與一個垂向施力裝置和橫向施力裝置相連，其中，所述的垂向施 力裝置安裝在模擬軸箱系統垂向上方，垂向施力裝置從垂直方向與模擬軸 箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加垂向試驗力；垂向施力裝置用垂向 油缸通過傳遞垂向載荷的垂向連接頭與模擬軸箱系統聯結在一起；所述的 橫向施力裝置是水平布置的，橫向施力裝置從水平方向與模擬軸箱系統相 接觸，並對模擬軸箱系統施加橫向試驗力；通過對模擬軸箱系統施加垂向 施力和橫向施力兩個方向直線載荷，利用系統結構將兩向載荷轉化為四個 軸箱拉杆橡膠關節的徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向載荷傳遞到單個產 品上，從而使每個產品受到不同的徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向載荷。根據上述方法提供的軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗裝置是所述的軸箱 拉杆的四個橡膠關節同時置於模擬軸箱系統內，所述的模擬軸箱系統安裝 在試驗平臺上，通過四個試驗軸箱拉杆橡膠關節將拉杆、Z形框架和支座 聯結在一起；模擬軸箱系統又分別與一個垂向施力裝置和橫向施力裝置相 連，其中，所述的垂向施力裝置安裝在模擬軸箱系統垂向上方，垂向施力 裝置從垂直方向與模擬軸箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加垂向試驗力；垂向施力裝置用垂向油缸通過傳遞垂向載荷的垂向連接頭與模擬軸箱 系統聯結在一起；所述的橫向施力裝置是水平布置的，橫向施力裝置從水 平方向與模擬軸箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加橫向試驗力；橫向 施力裝置用橫向油缸通過傳遞橫向載荷的橫向連接頭和滑臺與模擬軸箱系 統聯結在一起。由垂向施力裝置、橫向施力裝置實現對模擬軸箱系統的垂 向、橫向兩向試驗，通過系統結構特點把系統所受到的兩向載荷轉化為四 個軸箱拉杆橡膠關節的徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向載荷。也就是對 四個試驗軸箱拉杆橡膠關節進行了徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向的試 驗。實施例一一種軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗裝置，至少有一個模擬軸箱系統，按 一定方式安裝了四個軸箱拉杆橡膠關節；至少有一個垂向施力裝置5，垂向 施力裝置5從垂向與模擬軸箱系統相接觸，對模擬軸箱系統施加垂向試驗 力，即對四個軸箱拉杆橡膠關節施加軸向和偏轉試驗力；至少有一個橫向 施力裝置12，橫向施力裝置12從橫向與模擬軸箱系統相接觸，對模擬軸箱 系統施加橫向試驗力，即對四個軸箱拉杆橡膠關節施加徑向和扭轉試驗力； 由模擬軸箱系統、垂向施力裝置5和橫向施力裝置12實現對四個軸箱拉杆 橡膠關節同時進行徑向、軸向、偏轉和扭轉加載試驗。所述的模擬軸箱系 統，由Z形框架4、拉杆3 (兩個)、左支座2和右支座6組成，四個軸箱 拉杆橡膠關節分別安裝在兩個拉杆中，兩個拉杆通過軸箱拉杆橡膠關節將Z 形框架的兩端分別與左支座和右支座聯結在一起；所述的垂向施力裝置安 裝在Z形框架上方，是一種可以作上下(往返)垂向運動的垂向油缸。垂向施力裝置用垂向油缸通過垂向連接頭與Z形框架聯結在一起；所述的橫 向施力裝置是水平布置的，橫向施力裝置是一種可以作往返水平運動的橫 向油缸。橫向施力裝置通過橫向連接頭、固定架、鎖緊螺母和滑臺與Z形 框架聯結在一起，鎖緊螺母可以將橫向連接頭鎖定在固定架上以保持系統 橫向位移，Z形框架可以在橫向受力的情況下沿滑臺作垂嚮往返運動。設計裝配時，將四個軸箱拉杆橡膠關節分別壓裝入兩個拉杆3內，每 個拉杆一端的橡膠關節卡在Z形框架4的八字面內，用螺栓固定，另一端 的橡膠關節分別卡在左支座2和右支座6的八字面內，也用螺栓固定，再 將左支座2和右支座6固定在試驗平臺上。橫向連接頭9的一端與橫向施 力裝置12相連，另一端連接到滑臺8上，兩個滑臺8通過螺杆與Z形框架 4的側板聯結在一起，既可釋放整個系統的垂向自由度，又可實現對模擬軸 箱系統的橫向加載；橫向加載到一定載荷時，鎖緊螺母10將橫向連接頭9 鎖定在固定架ll上，以保持模擬軸箱系統的橫向位移穩定，再用垂向連接 頭7 —端的兩塊夾板和螺杆將Z形框架4夾緊，另一端與垂向施力裝置5 相連，實現對模擬軸箱系統的垂向動態加載。
權利要求
1、軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗方法，其特徵在於將四個橡膠關節同時放置於一個模擬軸箱系統中，再將模擬軸箱系統安裝在試驗平臺上，通過四個試驗軸箱拉杆橡膠關節將拉杆、Z形框架和支座聯結在一起；模擬軸箱系統又分別與一個垂向施力裝置和橫向施力裝置相連，其中，所述的垂向施力裝置安裝在模擬軸箱系統垂向上方，垂向施力裝置從垂直方向與模擬軸箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加垂向試驗力；所述的橫向施力裝置是水平布置的，橫向施力裝置從水平方向與模擬軸箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加橫向試驗力；通過對模擬軸箱系統施加垂向施力和橫向施力兩個方向直線載荷，利用系統結構將兩向載荷轉化為四個軸箱拉杆橡膠關節的徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向載荷傳遞到單個產品上，從而使每個產品受到不同的徑向、軸向、偏轉和扭轉四個方向載荷。
2、 一種實現權利要求1所述軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗方法的軸箱拉 杆橡膠關節疲勞試驗裝置，其特徵在於軸箱拉杆的四個橡膠關節同時置 於模擬軸箱系統內，模擬軸箱系統又分別與一個垂向施力裝置和橫向施力 裝置相連，其中，所述的垂向施力裝置安裝在模擬軸箱系統垂向上方，垂 向施力裝置從垂直方向與模擬軸箱系統相接觸；所述的橫向施力裝置是水 平布置的，橫向施力裝置從水平方向與模擬軸箱系統相接觸。
3、 如權利要求2所述的軸箱拉杆橡膠關節四向疲勞試驗裝置，其特徵 在於所述的模擬軸箱系統安裝在試驗平臺上，通過四個試驗軸箱拉杆橡 膠關節將拉杆、Z形框架和支座聯結在一起。
4、 如權利要求2所述的軸箱拉杆橡膠關節四向疲勞試驗裝置，其特徵在於所述的垂向施力裝置用垂向油缸通過傳遞垂向載荷的垂向連接頭與 模擬軸箱系統聯結在一起。
5、 如權利要求2所述的軸箱拉杆橡膠關節四向疲勞試驗裝置，其特徵在於所述的橫向施力裝置用橫向油缸通過傳遞橫向載荷的橫向連接頭和 滑臺與模擬軸箱系統聯結在一起。
6、 如權利要求2或3所述的軸箱拉杆橡膠關節四向疲勞試驗裝置，其 特徵在於所述的模擬軸箱系統，由Z形框架、拉杆3、左支座和右支座組成，四個軸箱拉杆橡膠關節分別安裝在兩個拉杆中，兩個拉杆通過軸箱拉杆橡膠關節將z形框架的兩端分別與左支座和右支座聯結在一起。
7、 如權利要求2或4所述的軸箱拉杆橡膠關節四向疲勞試驗裝置，其特徵在於所述的垂向施力裝置安裝在Z形框架上方，是一種可以作上下垂向運動的垂向油缸；垂向施力裝置通過傳遞垂向載荷的垂向連接頭與Z 形框架聯結在一起。
8、 如權利要求2或5所述的軸箱拉杆橡膠關節四向疲勞試驗裝置，其 特徵在於所述的橫向施力裝置是水平布置的，橫向施力裝置是一種可以作往返水平運動的橫向油缸；橫向施力裝置通過傳遞橫向載荷的橫向連接頭、保持橫向位移的鎖緊螺母、固定架和釋放自由度的滑臺與Z形框架聯 結在一起。
全文摘要
軸箱拉杆橡膠關節疲勞試驗方法及裝置，將四個橡膠關節同時放置於一個模擬軸箱系統中，再將模擬軸箱系統安裝在試驗平臺上，通過四個試驗軸箱拉杆橡膠關節將拉杆、Z形框架和支座聯結在一起；模擬軸箱系統又分別與一個垂向施力裝置和橫向施力裝置相連，其中，所述的垂向施力裝置從垂直方向與模擬軸箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加垂向試驗力；所述的橫向施力裝置是水平布置的，橫向施力裝置從水平方向與模擬軸箱系統相接觸，並對模擬軸箱系統施加橫向試驗力。由模擬軸箱系統、垂向加載疲勞試驗裝置和橫向加載疲勞試驗裝置實現對四個試驗軸箱拉杆橡膠關節同時進行徑向、軸向、偏轉和扭轉四向疲勞試驗。
文檔編號G01M99/00GK101256116SQ20081003102
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月8日 優先權日2008年4月8日
發明者侯海彪, 張志強, 心 李, 林達文, 進 王, 剛 陳 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司