專利名稱：橡膠彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4向加載疲勞試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種疲勞試驗裝置，尤其是指軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)用橡膠橡膠 彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)四向復(fù)合加載疲勞試驗裝置，用于軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系 統(tǒng)用橡膠橡膠彈性組件的疲勞加載試驗，屬于實驗設(shè)備、實驗裝備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國軌道牽引技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，對機車輛的牽引和懸掛系統(tǒng)提出了更 高的要求，橡膠橡膠彈性組件做為牽引和懸掛系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件，在車輛運過程中要承受 徑向、軸向、扭轉(zhuǎn)、剪切、拉伸等方向的載荷，在整個牽引和懸掛系統(tǒng)起著非常重要的作用。 目前，大部分的軌道車輛橡膠彈性組件都采用單方向加載的方式來代替多方向復(fù)合加載， 這種加載方式不可能達到實際使用工況的要求，因此對橡膠橡膠彈性組件的疲勞壽命不能 做出有效評價。只有根據(jù)實際工況針對相應(yīng)的橡膠橡膠彈性組件進行相同多向加載的疲 勞試驗，才能得出準(zhǔn)確的試驗結(jié)論。因此通過總結(jié)相應(yīng)橡膠彈性組件在裝車的位置、受力工 況，才能設(shè)計出對應(yīng)的試驗裝置對其進行疲勞試驗?？箓?cè)滾扭桿系統(tǒng)安裝于軌道車輛車體 下部，其主要作用是防止列車過彎道時車體側(cè)翻，保證列車安全運行。扭力球鉸和扭力墊是 抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)中一個非常重的零部件，該橡膠彈性組件的疲勞壽命直接關(guān)系整個列車的 安全運行。在列車過彎道時，由于車體引起的變形，使扭力球鉸在承受徑向載荷的同時發(fā)生 扭轉(zhuǎn)變形，兩側(cè)扭力墊因此也會產(chǎn)生剪切變形，同時軸向也會承受一定的靜載。為了保證列 車安全運行，提高抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的使用壽命，對其橡膠減振橡膠彈性組件進行相應(yīng)工況 的疲勞試驗是很必要。同時也具有一定的技術(shù)難度，一方面要考慮各加載方向不干涉，另一 方面各加載通道能同相位(協(xié)調(diào))，同時還要模擬實際工況?？箓?cè)滾扭桿系統(tǒng)的檢測目前雖 已有檢測系統(tǒng)，但是還是不很完善，尤其是現(xiàn)有抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)橡膠橡膠彈性組件的疲勞 試驗裝置多為單一加載或雙向加載的方式進行疲勞試驗，這樣對于試驗的結(jié)果與真實性有 很大的差別，因此很有必要進一步改進。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)的檢測裝置的不足，提出一 種可以對其橡膠彈性組件進行徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4個方向的復(fù)合加載，適于軌道車輛 抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)用橡膠彈性組件疲勞試驗的試驗裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種橡膠彈性組件徑向、軸向、 剪切、扭轉(zhuǎn)4向加載試驗裝置，包括扭力球鉸和扭力墊兩部分；所述的扭力球鉸安裝于徑向 外套內(nèi)，扭力球鉸套裝在扭轉(zhuǎn)軸上，扭力球鉸主要承受徑向和扭轉(zhuǎn)兩向動態(tài)加載；所述的扭 力墊安裝于扭力球鉸的兩側(cè)，扭力墊主要承受剪切、扭轉(zhuǎn)動態(tài)加載及軸向靜態(tài)加載；扭力球 鉸在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時帶動扭轉(zhuǎn)軸使扭力墊也實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)加載，扭力球鉸在完成徑向加載的同時使 扭力墊也完成了剪切加載，軸向是通過螺栓實現(xiàn)靜態(tài)加載。所述的徑向外套為兩半的夾具，上端加工有的螺紋，通過連接桿及連接圓盤與做動缸連接，下端加工扁方通孔，通過導(dǎo)向桿 插入導(dǎo)向裝置的銅套內(nèi)，導(dǎo)向裝置是固定在底座上表面，導(dǎo)向桿與銅套過渡配合，安裝導(dǎo)向 裝置是保證做動缸的加載中心；扭力球鉸通過施加預(yù)緊力后用螺栓進行固定裝配。扭力墊 安裝于徑向外套的兩側(cè)，分別用螺栓進行一側(cè)固定，扭力墊的另一側(cè)安裝于兩側(cè)的內(nèi)端蓋 板內(nèi)側(cè)，然后對內(nèi)端蓋板施加軸向預(yù)載荷，通過螺桿聯(lián)結(jié)成一整體，實現(xiàn)軸向加載。所述的 端蓋板為兩個，分別為內(nèi)端蓋板和外端蓋板；內(nèi)端蓋板外側(cè)與外端蓋板是通過螺栓連接，內(nèi) 端蓋板和外端蓋板中間均為通孔，保證扭轉(zhuǎn)軸通過，扭轉(zhuǎn)軸兩側(cè)均加工有兩鍵槽，分別為內(nèi) 鍵槽和外鍵槽；外側(cè)鍵槽用于與扭轉(zhuǎn)頭對接，內(nèi)側(cè)鍵槽用于固定外蓋板，這種設(shè)計可同時對 扭力球鉸和扭力墊進行扭轉(zhuǎn)加載。扭轉(zhuǎn)軸安裝于兩側(cè)軸承支座中，軸承支座的另一端通過 扭轉(zhuǎn)頭延伸至做動缸加載方向，為保證扭轉(zhuǎn)加載的同軸性，扭轉(zhuǎn)過渡頭一端通過平鍵與扭 轉(zhuǎn)軸裝配，另一端穿過軸承座與扭力臂裝配。扭轉(zhuǎn)加載是通過力臂轉(zhuǎn)換的方式來實現(xiàn)，這種 設(shè)計不僅能提供足夠的扭轉(zhuǎn)力矩，而且比傳統(tǒng)扭轉(zhuǎn)缸使用壽命長。做動缸通過螺栓與連接 圓盤連接，圓盤中心位置加工有螺紋孔用于裝配扭轉(zhuǎn)接頭一，扭轉(zhuǎn)接頭一是通過銷子與扭 轉(zhuǎn)接頭二裝配在一起。扭轉(zhuǎn)力臂一端通過平鍵與扭轉(zhuǎn)過渡頭裝配在一起，另一端通過銷子 與扭轉(zhuǎn)接頭二裝配在一起，在安裝過程中需旋轉(zhuǎn)做動缸的來完成與扭力臂的裝配。本實用新型通過扭力球鉸和扭力墊實現(xiàn)橡膠彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4個 方向的復(fù)合加載，可以完全滿足軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)用橡膠彈性組件疲勞試驗的試驗 要求，可以有效對軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)模擬實際工況進行試驗。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意主視圖；圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意俯體圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如附圖1-3所示，本實用新型為一種橡膠彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4向加載 試驗裝置，包括扭力球鉸1和扭力墊2兩部分；所述的扭力球鉸1安裝于徑向外套3內(nèi)，扭 力球鉸1套裝在扭轉(zhuǎn)軸4上，扭力球鉸1主要承受徑向和扭轉(zhuǎn)兩向動態(tài)加載；所述的扭力 墊2安裝于扭力球鉸1的兩側(cè)，扭力墊2主要承受剪切、扭轉(zhuǎn)動態(tài)加載及軸向靜態(tài)加載；扭 力球鉸1在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時帶動扭轉(zhuǎn)軸4使扭力墊2也實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)加載，扭力球鉸1在完成徑向 加載的同時使扭力墊2也完成了剪切加載，軸向是通過螺栓實現(xiàn)靜態(tài)加載。所述的徑向外 套3為上下兩半對開的夾具結(jié)構(gòu)，上半端上加工有螺紋孔，通過連接桿5及連接圓盤與做動 缸連接，下半端上加工有扁方通孔，通過導(dǎo)向桿6插入導(dǎo)向裝置7的銅套內(nèi)，導(dǎo)向裝置7是 固定在底座上表面，導(dǎo)向桿6與銅套過渡配合，安裝導(dǎo)向裝置7是保證做動缸的加載中心； 扭力球鉸1通過施加預(yù)緊力后用螺栓進行固定裝配。扭力墊2安裝于徑向外套的兩側(cè)，分 別用螺栓進行一側(cè)固定，扭力墊2的另一側(cè)安裝于兩側(cè)端蓋板內(nèi)側(cè)，然后對端蓋板施加軸 向預(yù)載荷，通過螺桿聯(lián)結(jié)成一整體，實現(xiàn)軸向加載。所述的端蓋板為兩個，分別為內(nèi)端蓋板 8和外端蓋板9 ；內(nèi)端蓋板8外側(cè)與外端蓋板9是通過螺栓連接，內(nèi)端蓋板8和外端蓋板9 中間均為通孔，保證扭轉(zhuǎn)軸通過；扭轉(zhuǎn)軸4兩側(cè)均加工有兩鍵槽，分別為內(nèi)鍵槽10和外鍵槽11 ；外側(cè)鍵槽11用于與扭轉(zhuǎn)頭12對接，內(nèi)側(cè)鍵槽10用于固定外端蓋板9，這種設(shè)計可同時 對扭力球鉸1和扭力墊2進行扭轉(zhuǎn)加載。扭轉(zhuǎn)軸4安裝于兩側(cè)軸承支座13中，扭轉(zhuǎn)軸4穿 過軸承支座13的另一端通過扭轉(zhuǎn)頭12延伸至做動缸加載方向，為保證扭轉(zhuǎn)加載的同軸性， 扭轉(zhuǎn)頭12 —端通過平鍵與扭轉(zhuǎn)軸4裝配，另一端穿過扭轉(zhuǎn)頭軸承座14與扭力臂裝配。扭 轉(zhuǎn)加載是通過力臂轉(zhuǎn)換的方式來實現(xiàn)，這種設(shè)計不僅能提供足夠的扭轉(zhuǎn)力矩，而且比傳統(tǒng) 扭轉(zhuǎn)缸使用壽命長。扭轉(zhuǎn)頭12與扭轉(zhuǎn)軸4是通過扭轉(zhuǎn)接頭15和銷子16裝配在一起。所 有的扭轉(zhuǎn)用零件均采用45鋼調(diào)質(zhì)處理(HRC32 38)以提高使用壽命，同時所有銷孔配合 均為過渡配合。
權(quán)利要求1.橡膠彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4向加載疲勞試驗裝置，其特征在于包括扭力 球鉸和扭力墊兩部分；所述的扭力球鉸安裝于徑向外套內(nèi)，扭力球鉸套裝在扭轉(zhuǎn)軸上，扭力 球鉸主要承受徑向和扭轉(zhuǎn)兩向動態(tài)加載；所述的扭力墊安裝于扭力球鉸的兩側(cè)，扭力墊主 要承受剪切、扭轉(zhuǎn)動態(tài)加載及軸向靜態(tài)加載；扭力球鉸在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時帶動扭轉(zhuǎn)軸使扭力墊 也實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)加載，扭力球鉸在完成徑向加載的同時使扭力墊也完成了剪切加載，軸向是通 過螺栓實現(xiàn)靜態(tài)加載。
2.如權(quán)利要求1所述的橡膠彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4向加載疲勞試驗裝置，其 特征在于所述的徑向外套為兩半的夾具，上端加工有的螺紋，通過連接桿及連接圓盤與做 動缸連接，下端加工扁方通孔，通過導(dǎo)向桿插入導(dǎo)向裝置的銅套內(nèi)，導(dǎo)向裝置是固定在底座 上表面，導(dǎo)向桿與銅套過渡配合，安裝導(dǎo)向裝置是保證做動缸的加載中心；扭力球鉸通過施 加預(yù)緊力后用螺栓進行固定裝配。
3.如權(quán)利要求2所述的橡膠彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4向加載疲勞試驗裝置，其 特征在于所述的徑向外套為上下兩半對開的夾具結(jié)構(gòu)，上半端上加工有螺紋孔，通過連接 桿及連接圓盤與做動缸連接，下半端上加工有扁方通孔，通過導(dǎo)向桿插入導(dǎo)向裝置的銅套 內(nèi)，導(dǎo)向裝置是固定在底座上表面，導(dǎo)向桿與銅套過渡配合；扭力球鉸通過施加預(yù)緊力后用 螺栓進行固定裝配；扭力墊安裝于徑向外套的兩側(cè)，分別用螺栓進行一側(cè)固定，扭力墊的另 一側(cè)安裝于兩側(cè)端蓋板內(nèi)側(cè)，通過螺桿聯(lián)結(jié)成一整體。
4.如權(quán)利要求3所述的橡膠彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4向加載疲勞試驗裝置，其 特征在于所述的端蓋板為兩個，分別為內(nèi)端蓋板和外端蓋板；內(nèi)端蓋板外側(cè)與外端蓋板 是通過螺栓連接，內(nèi)端蓋板和外端蓋板中間均為通孔，保證扭轉(zhuǎn)軸通過。
5.如權(quán)利要求2所述的橡膠彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4向加載疲勞試驗裝置，其 特征在于扭轉(zhuǎn)軸兩側(cè)均加工有兩鍵槽，分別為內(nèi)鍵槽和外鍵槽；外側(cè)鍵槽與扭轉(zhuǎn)頭對接， 內(nèi)側(cè)鍵槽固定外端蓋板；扭轉(zhuǎn)軸安裝于兩側(cè)軸承支座中，扭轉(zhuǎn)軸穿過軸承支座的另一端通 過扭轉(zhuǎn)頭延伸至做動缸加載方向；扭轉(zhuǎn)頭一端通過平鍵與扭轉(zhuǎn)軸裝配，另一端穿過扭轉(zhuǎn)頭 軸承座與扭力臂裝配；扭轉(zhuǎn)頭與扭轉(zhuǎn)軸是通過扭轉(zhuǎn)接頭和銷子裝配在一起。
專利摘要橡膠彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4向加載疲勞試驗裝置，其特征在于包括扭力球鉸和扭力墊兩部分；所述的扭力球鉸安裝于徑向外套內(nèi)，扭力球鉸套裝在扭轉(zhuǎn)軸上，扭力球鉸主要承受徑向和扭轉(zhuǎn)兩向動態(tài)加載；所述的扭力墊安裝于扭力球鉸的兩側(cè)，扭力墊主要承受剪切、扭轉(zhuǎn)動態(tài)加載及軸向靜態(tài)加載；扭力球鉸在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時帶動扭轉(zhuǎn)軸使扭力墊也實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)加載，扭力球鉸在完成徑向加載的同時使扭力墊也完成了剪切加載，軸向是通過螺栓實現(xiàn)靜態(tài)加載。本實用新型通過扭力球鉸和扭力墊實現(xiàn)橡膠彈性組件徑向、軸向、剪切、扭轉(zhuǎn)4個方向的復(fù)合加載，可以完全滿足軌道車輛抗側(cè)滾扭桿系統(tǒng)用橡膠彈性組件疲勞試驗的試驗要求。
文檔編號G01M17/04GK201837533SQ20102013695
公開日2011年5月18日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者吳興磊, 彭立群, 林達文, 王進 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司