專利名稱：一種偏心輪式車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橡膠件技術(shù)參數(shù)測量設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種偏心輪式車用橡膠件動
剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
橡膠元件在現(xiàn)代汽車上得到了廣泛的應(yīng)用，成為汽車上不可缺少的重要元件。橡膠件的性能直接影響車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性。橡膠件的主要特性參數(shù)動剛度及阻尼系數(shù)主要與橡膠件的幾何形狀、振動振幅、溫度和頻率有關(guān)，目前還不能定量計(jì)算橡膠元件的這些特性參數(shù)，只能在具體條件下用試驗(yàn)方法測定橡膠元件的性能。
按照激勵方式的不同，目前市場上橡膠件動剛度測試系統(tǒng)主要有兩種以電磁激
振器作為激勵的測試系統(tǒng)和以電液伺服裝置作為驅(qū)動裝置的電測測試系統(tǒng)。 其中以電磁激振器作為激勵的測試系統(tǒng)是以激振器作為動力源，對試件提供所需
的激振力。該系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定，使用方便，體積小，重量輕，有效輸出力的頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)，
缺點(diǎn)是造價較高。 以電液伺服裝置作為驅(qū)動裝置的電測系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中正弦信號發(fā)生器發(fā)出信號，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換、濾波和放大后，驅(qū)動電液作動器給試件施加激勵載荷。經(jīng)力傳感器和位移傳感器反饋回試件的載荷、位移動態(tài)信號，在經(jīng)過放大、濾波和A/D轉(zhuǎn)換，輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的分析處理由計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng)軟件來完成。該裝置優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)任意波形的激勵和較寬范圍的激振頻率，采用閉環(huán)控制，激勵精度大大提高；缺點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)先進(jìn)，因而價格較高，大多需從國外進(jìn)口。 以上兩種橡膠件動剛度測試設(shè)備通用性好，適合于各種使用條件下的橡膠材料的動剛度測試，載荷的大小、頻率和振幅都可在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但是缺點(diǎn)是價格都比較高，一般汽車零配件廠家難以接受。汽車用橡膠件因其使用條件的特定性，其測試條件也有一
定的特殊性。通常汽車橡膠件動剛度的測試條件是要求試驗(yàn)裝置動力頭給橡膠試件施加一定大小的預(yù)載荷，同時產(chǎn)生一定振幅、一定振動頻率的正弦波振動，并將其施加到試件上，在此條件下測試橡膠件的動剛度。其中預(yù)載荷、振幅和振動頻率的變化范圍較小，本發(fā)明正是考慮到汽車橡膠件動剛度測試條件的特殊性，為了降低成本，提出一種新的偏心輪式機(jī)械激勵產(chǎn)生方式和砝碼加載方式的車用橡膠件動剛度測試試驗(yàn)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的激勵產(chǎn)生方式的車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
本發(fā)明提供的橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)為偏心輪軸由2個偏心輪軸支架支撐，其中間部位設(shè)置偏心輪，通過電機(jī)和皮帶輪傳動系統(tǒng)帶動偏心輪軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過與偏心輪接觸的連桿帶動固定有橡膠件支架的橡膠件工作臺面振動，從而實(shí)現(xiàn)對放置于橡膠件支架上的橡膠件的激勵；橡膠件上依次設(shè)置加載墊塊、力傳感器、砝碼臺面，位移傳感器安裝在橡膠件工作臺面和砝碼臺面之間；橡膠件工作臺面和砝碼臺面在試驗(yàn)臺導(dǎo)軌
3上自由振動；所述偏心輪轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生試驗(yàn)所要求的正弦波激勵；砝碼臺面上放置的加載砝 碼實(shí)現(xiàn)對橡膠件施加預(yù)載荷，力傳感器和位移傳感器分別測出加在橡膠件上的力和變形量 信號，并將信號由數(shù)據(jù)采集卡送給工控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理，最終測得橡膠件的動剛度、 阻尼系數(shù)等參數(shù)。 所述偏心輪上套有滾動軸承，以避免磨損；偏心輪上的軸承的內(nèi)圈與偏心輪過盈 配合，所述軸承的外圈進(jìn)而通過連桿帶動橡膠件工作臺面振動。 所述偏心輪的轉(zhuǎn)速由電機(jī)控制可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)對橡膠件不同的正弦波激勵。
所述橡膠件支架和加載墊塊與橡膠件的接觸面均應(yīng)確保水平。 本發(fā)明的有益效果為采用本發(fā)明所提供的這種新的激勵產(chǎn)生方式后，可通過選 用不同的電機(jī)和減速比，來提供不同頻率的正弦波激勵；可通過改變加載砝碼的質(zhì)量，來
提供不同的最大激振力；使機(jī)構(gòu)大大簡化，使用方便，又能很好地降低機(jī)構(gòu)的成本；操作簡 單，測試結(jié)果準(zhǔn)確。


圖1是本發(fā)明所述的車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；
圖2是本發(fā)明所述的車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的裝配側(cè)視圖。
圖中標(biāo)號 1-偏心輪軸；2-偏心輪軸支架；3-連桿；4-橡膠件工作臺面；5_橡膠件支架； 6_加載墊塊；7_力傳感器；8_位移傳感器；9_加載砝碼；10_砝碼臺面；11_試驗(yàn)臺導(dǎo)軌； 12-偏心輪；13-橡膠件；14-皮帶輪傳動系統(tǒng)；15-電機(jī)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種偏心輪式車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，下面通過

和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。 圖1和圖2為本發(fā)明所述的車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖和側(cè)視圖。 該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為偏心輪軸1由2個偏心輪軸支架2支撐，其中間部位設(shè)置偏心輪12 ;偏心 輪12上套有滾動軸承，以避免磨損，偏心輪12上的軸承的內(nèi)圈與偏心輪12過盈配合。電 機(jī)15通過皮帶輪傳動系統(tǒng)14帶動偏心輪軸1轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過與偏心輪12上軸承的外圈接 觸的連桿3帶動固定有橡膠件支架5的橡膠件工作臺面4振動，從而實(shí)現(xiàn)對放置于橡膠件 支架5上的橡膠件13的激勵；橡膠件13上依次設(shè)置加載墊塊6、力傳感器7、砝碼臺面10， 位移傳感器8安裝在橡膠件工作臺面4和砝碼臺面10之間；橡膠件工作臺面4和砝碼臺面 10在試驗(yàn)臺導(dǎo)軌11上自由振動。 所述偏心輪12轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生試驗(yàn)所要求的正弦波激勵，偏心輪12的轉(zhuǎn)速由電機(jī)15 控制可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)對橡膠件13不同的正弦波激勵。砝碼臺面10上放置的加載砝碼9實(shí) 現(xiàn)對橡膠件13施加預(yù)載荷，力傳感器7和位移傳感器8分別測出加在橡膠件13上的力和 變形量信號，并將信號由數(shù)據(jù)采集卡送給工控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理，最終測得橡膠件13 的動剛度、阻尼系數(shù)等參數(shù)。 使用所述車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行測試的過程如下 (1)將橡膠件13放在橡膠件 架5和加載墊塊6之間，在加載墊塊6和砝碼臺面10之間安裝力傳感器7，在橡膠件工作臺面4上安裝位移傳感器8，最后在砝碼臺面10上放 置加載砝碼9。其中，選用的力傳感器7為應(yīng)變式拉壓力傳感器MCL-S2 ;位移傳感器8為高 精度非接觸式電渦流傳感器ST-00-08。 (2)啟動型號為Y90L-4的電機(jī)15，運(yùn)行大約5分鐘后，測出加在橡膠件13上的力 F和橡膠件13的變形量X，按下式求出橡膠件13的動剛度K和阻尼系數(shù)C : <formula>formula see original document page 5</formula>
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上式中9 -力F與位移X之間的相位差角；
-為振動的圓頻率；
m-系統(tǒng)的當(dāng)量質(zhì)量。
權(quán)利要求
一種偏心輪式車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于偏心輪軸(1)由2個偏心輪軸支架(2)支撐，其中間部位設(shè)置偏心輪(12)，通過電機(jī)(15)和皮帶輪傳動系統(tǒng)(14)帶動偏心輪軸(1)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過與偏心輪(12)接觸的連桿(3)帶動固定有橡膠件支架(5)的橡膠件工作臺面(4)振動，從而實(shí)現(xiàn)對放置于橡膠件支架(5)上的橡膠件(13)的激勵；橡膠件(13)上依次設(shè)置加載墊塊(6)、力傳感器(7)、砝碼臺面(10)，位移傳感器(8)安裝在橡膠件工作臺面(4)和砝碼臺面(10)之間；橡膠件工作臺面(4)和砝碼臺面(10)在試驗(yàn)臺導(dǎo)軌(11)上自由振動；所述偏心輪(12)轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生試驗(yàn)所要求的正弦波激勵；砝碼臺面(10)上放置的加載砝碼(9)實(shí)現(xiàn)對橡膠件(13)施加預(yù)載荷，力傳感器(7)和位移傳感器(8)分別測出加在橡膠件(13)上的力和變形量信號，并將信號由數(shù)據(jù)采集卡送給工控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理，最終測得橡膠件(13)的動剛度、阻尼系數(shù)等參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏心輪式車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在 于所述偏心輪(12)上套有滾動軸承，以避免磨損；偏心輪(12)上的軸承的內(nèi)圈與偏心輪 (12)過盈配合，所述軸承的外圈進(jìn)而通過連桿(3)帶動橡膠件工作臺面(4)振動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏心輪式車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在 于所述偏心輪(12)的轉(zhuǎn)速由電機(jī)(15)控制可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)對橡膠件(13)不同的正弦波 激勵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏心輪式車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在 于所述橡膠件支架(5)和加載墊塊(6)與橡膠件(13)接觸的面均確保水平。
全文摘要
一種偏心輪式車用橡膠件動剛度測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)屬于橡膠件技術(shù)參數(shù)測量設(shè)備領(lǐng)域。該系統(tǒng)通過電機(jī)和皮帶輪傳動系統(tǒng)帶動偏心輪軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過連桿帶動固定有橡膠件支架的橡膠件工作臺面振動，從而實(shí)現(xiàn)對橡膠件的正弦波激勵。力傳感器安裝在加載墊塊和砝碼臺面之間，位移傳感器安裝在橡膠件工作臺面和砝碼臺面之間，砝碼臺面上放置加載砝碼實(shí)現(xiàn)對橡膠件施加一定的預(yù)載荷，再由力傳感器和位移傳感器分別測出加在橡膠件上的力和橡膠件變形量等信號，并將信號由數(shù)據(jù)采集卡送給工控計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理，最終測得橡膠件的動剛度、阻尼系數(shù)等參數(shù)。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能提供不同的激振力和不同頻率的正弦波激勵，很好地降低機(jī)構(gòu)的成本。
文檔編號G01N3/32GK101718663SQ20091024241
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者曹正清, 林瑞平, 遲瑞娟, 陳小磊, 馬亮 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)