本實(shí)用新型涉及汽車零部件疲勞試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車橡膠襯套疲勞試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

汽車懸架中，橡膠襯套是重要的減震類零部件，其剛度性能和耐久可靠性直接關(guān)系到汽車底盤性能及行駛舒適性。橡膠襯套一般包括內(nèi)芯、外環(huán)以及它們之間的橡膠層，橡膠襯套的疲勞耐久性是汽車安全特性的重要指標(biāo)。

現(xiàn)實(shí)中，汽車橡膠襯套受到的典型載荷方式為(如各種連桿的襯套)：襯套內(nèi)芯沿徑向受一個變化的力載荷；沿正交的三個方向，襯套內(nèi)芯與外環(huán)之間不斷發(fā)生相互轉(zhuǎn)動。目前，實(shí)驗(yàn)室中常用兩種方法處理這個問題：第一種方法為簡化實(shí)驗(yàn)，即只使用徑向力，或者再加上橡膠襯套內(nèi)芯與外環(huán)之間沿某個方向的相對轉(zhuǎn)動，如申請?zhí)枮?01410439846.5(申請公布號為CN 104180982 A)的中國發(fā)明專利一種襯套三通道疲勞試驗(yàn)臺架，其包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、軸向驅(qū)動裝置、徑向驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)動軸與安裝塊，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置與轉(zhuǎn)動軸連接，所述轉(zhuǎn)動軸的直徑與襯套的內(nèi)孔直徑相適應(yīng)，轉(zhuǎn)動軸由左至右穿過襯套的內(nèi)孔且與襯套的內(nèi)側(cè)壁貼緊，安裝塊上設(shè)置有與襯套相適應(yīng)的通孔，安裝塊外套在襯套上且與襯套的外側(cè)壁貼緊，安裝塊的前后兩側(cè)均設(shè)置有加載桿，加載桿與轉(zhuǎn)動軸平行安置，加載桿的一端與軸向驅(qū)動裝置連接，加載桿的另一端通過連接桿與安裝塊連接，連接桿與轉(zhuǎn)動軸垂直設(shè)置，其中一個連接桿與徑向驅(qū)動裝置連接。該裝置僅能實(shí)現(xiàn)對徑向力的加載，無法較好地模擬橡膠襯套的實(shí)際載荷工況，因而不能獲得準(zhǔn)確的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

第二種方法使用比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)夾具以及多個液壓缸(一般為六個或以上)，將襯套內(nèi)心固定并將外環(huán)連接在夾具上，油缸從多個方向給夾具加載。該種方法使用的實(shí)驗(yàn)油缸多，對于比較復(fù)雜的載荷，各個油缸的載荷輸出設(shè)置比較復(fù)雜，并且各個方向的加載可能相互影響，造成一定的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的第一個技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)而提供一種能有效模擬橡膠襯套內(nèi)芯受到的徑向力載荷以及內(nèi)芯與外環(huán)之間的三個相對轉(zhuǎn)動載荷的汽車橡膠襯套疲勞試驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型所要解決的第二個技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)而提供一種在有效模擬橡膠襯套實(shí)際載荷模式的基礎(chǔ)上，能有效避免各種載荷之間互相影響的汽車橡膠襯套疲勞試驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種汽車橡膠襯套疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括用于夾持待測橡膠襯套的夾具、軸向加載裝置以及徑向加載裝置，所述夾具包括用于夾緊待測橡膠襯套的外環(huán)的支座和沿軸向壓緊待測橡膠襯套的內(nèi)芯兩端的支架，所述軸向加載裝置包括沿待測橡膠襯套軸向設(shè)置的軸向?qū)U和與外部驅(qū)動裝置連接的第一傳動桿，所述軸向?qū)U的一端與上述內(nèi)芯軸向固定，另一端通過球鉸與第一傳動桿連接，所述徑向加載裝置包括沿待測橡膠襯套徑向設(shè)置的徑向?qū)U和分別與外部驅(qū)動裝置連接的第二傳動桿、第三傳力桿以及第四傳動桿，所述徑向?qū)U的一端與上述支架固定另一端通過一球鉸分別與第二傳動桿、第三傳力桿以及第四傳動桿連接，上述第一傳動桿分別與上述軸向?qū)U和徑向?qū)U垂直，上述第二傳動桿、第三傳力桿以及第四傳動桿相互垂直，其中第二傳動桿與軸向?qū)U平行而與徑向?qū)U垂直，第三傳力桿與軸向?qū)U垂直而與徑向?qū)U平行，第四傳動桿與徑向?qū)U垂直。

作為優(yōu)選，所述第一傳動桿、第二傳動桿、第三傳力桿以及第四傳動桿均包括連接桿和至少兩個轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件，上述兩個轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件分別設(shè)置在連接桿的兩端，且其中一個轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件與外部驅(qū)動裝置連接，另一個轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件與對應(yīng)的球鉸連接，各所述轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件均包括沿連接桿長度方向設(shè)置并相互垂直的第一板體和第二板體，且該第一板體的自由端與外部驅(qū)動裝置連接，而第二板體的自由端與對應(yīng)的球鉸連接。轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件中沿軸向的剛度很大，而沿與第一板體和第二板體所在平面分別垂直的兩個方向的剛度很小，則使第一板體和第二板體均容易發(fā)生彎曲變形。這樣外部驅(qū)動裝置加載的載荷從轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件軸線方向通過，沿與載荷垂直的方向，轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件的剛度較小，因而可以有一定的位移。由幾何關(guān)系可知，轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件的一端沿與載荷垂直方向有一個小位移時，轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件沿軸向(外部驅(qū)動裝置的推動或拉伸方向)的變形量是該位移的二階小量，即是外部驅(qū)動裝置的軸向長度可以視為不變。如：當(dāng)給第三傳力桿施加較小驅(qū)動位移時，第二傳動桿沿軸向的位移可以視為不受影響，同理，當(dāng)其他的傳動桿發(fā)生較小的驅(qū)動位移時，各傳力桿或傳動桿沿軸向的位移也可視為不變，從而使第一傳動桿、第二傳動桿、第三傳力桿以及第四傳動桿施加于待測橡膠襯套的載荷互不影響，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

為使轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，并且更更加穩(wěn)固地與連接桿和球鉸連接，優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件還包括用于連接上述第一板體和第二板體的第一連接塊和第二連接塊，所述第二連接塊為兩塊并分別連接于第一板體和第二板體的自由端。

為使上述各傳力桿或傳動桿能更好地將載荷傳遞至待測橡膠襯套，從而能更好地形成有效模擬橡膠襯套內(nèi)芯受到的徑向力載荷以及內(nèi)芯與外環(huán)之間的三個相對轉(zhuǎn)動載荷，所述支架呈C型，包括L型架和連接在該L型架的豎梁上的壓塊，一緊固螺栓依次穿過L型架的橫梁、待測橡膠襯套的內(nèi)芯中心孔以及壓塊，并與軸向?qū)U的端部鎖緊，從而將待測橡膠襯套的內(nèi)芯壓緊在壓塊與L型架的橫梁之間，而徑向?qū)U的端部與L型架的豎梁固定。

本實(shí)用新型中的外部驅(qū)動裝置可有多種實(shí)現(xiàn)方式，作為優(yōu)選，所述外部驅(qū)動裝置為液壓缸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型中通過夾具夾緊待測橡膠襯套，其中支座夾緊待測橡膠襯套的外環(huán)，而支架通過沿軸向壓緊待測橡膠襯套的內(nèi)芯兩端，通過第三傳力桿向內(nèi)芯施加徑向力載荷，通過第一傳動桿、第二傳動桿以及第四傳動桿向內(nèi)芯與外環(huán)之間施加三個相對轉(zhuǎn)動的載荷，從而較好地實(shí)現(xiàn)對橡膠襯套實(shí)際受力工況的模擬，使得試驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)、準(zhǔn)確。

可見，本實(shí)用新型中的汽車橡膠襯套疲勞試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，僅需設(shè)置四個外部驅(qū)動裝置，且各個外部驅(qū)動裝置的載荷輸出設(shè)置簡單明了，能較好地模擬橡膠襯套實(shí)際受力工況。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中汽車橡膠襯套疲勞試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中Ⅰ部分的放大圖；

圖3為圖1中Ⅰ部分的結(jié)構(gòu)分解圖；

圖4為圖1中Ⅱ部分的放大圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1～4所示，一種汽車橡膠襯套疲勞試驗(yàn)裝置，包括工作臺(未示出)和設(shè)置在工作臺的臺面上的夾具1、軸向加載裝置2以及徑向加載裝置3，其中上述夾具1用于夾持待測橡膠襯套9。

上述夾具1包括用于夾緊待測橡膠襯套9的外環(huán)92的支座11和沿軸向壓緊待測橡膠襯套9的內(nèi)芯91兩端的支架12。本實(shí)施例中支座11呈平臺狀并與外部固定裝置(未示出)固定，支座11上開設(shè)有與待測橡膠襯套9的外環(huán)92過盈配合的夾緊通孔111。裝配時，需要用壓力機(jī)將橡膠襯套9壓入夾緊通孔111中，以防止橡膠襯套9在試驗(yàn)過程中松動。支座11平行于工作臺面，而夾緊通孔111的軸線則垂直于工作臺面，即夾緊通孔111沿支座11的高度方向貫通，當(dāng)待測橡膠襯套9裝載在該夾具1上時，其軸線方向與工作臺的臺面垂直。本實(shí)施例中，上述支架12呈C型，包括L型架121和連接在該L型架121豎梁上的壓塊122，裝配有支座11的待測橡膠襯套9放置在該壓塊122與L型架121的橫梁之間，并且該橫梁和壓塊122均與工作臺的臺面平行，而L型架121的豎梁與工作臺的臺面垂直。

上述軸向加載裝置2包括沿待測橡膠襯套9軸向設(shè)置的軸向?qū)U4和與外部驅(qū)動裝置(本實(shí)施例中該外部驅(qū)動裝置為液壓缸，未示出)連接的第一傳動桿21，該軸向?qū)U4的一端與上述內(nèi)芯91軸向固定，另一端通過球鉸6與第一傳動桿21連接。具體地，一緊固螺栓8(緊固螺栓8上的外螺紋未示出)依次穿過L型架121的橫梁上的第一安裝孔123、待測橡膠襯套9的內(nèi)芯91的中心孔以及壓塊122上的第二安裝孔124，并與軸向?qū)U4的端部通過螺紋連接方式鎖緊，從而將待測橡膠襯套9的內(nèi)芯91壓緊在壓塊122與L型架121的橫梁之間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)軸向?qū)U4與上述內(nèi)芯91軸向固定。

上述徑向加載裝置3包括相對于待測橡膠襯套9徑向設(shè)置的徑向?qū)U5和分別與外部驅(qū)動裝置連接的第二傳動桿31、第三傳力桿32以及第四傳動桿33。其中上述徑向?qū)U5的一端與L型架121的豎梁固定，另一端通過一球鉸6分別與第二傳動桿31、第三傳力桿32以及第四傳動桿33連接。

進(jìn)一步，上述第一傳動桿21分別與上述軸向?qū)U4和徑向?qū)U5垂直，上述第二傳動桿31、第三傳力桿32以及第四傳動桿33相互垂直，其中第二傳動桿31與軸向?qū)U4平行而與徑向?qū)U5垂直，第三傳力桿32與軸向?qū)U4垂直而與徑向?qū)U5平行，第四傳動桿33與徑向?qū)U5垂直。這樣通過第三傳力桿32向內(nèi)芯91施加徑向力載荷，通過第一傳動桿21、第二傳動桿31以及第四傳動桿33向內(nèi)芯91與外環(huán)92之間施加三個相對轉(zhuǎn)動的載荷，從而較好地實(shí)現(xiàn)對橡膠襯套9實(shí)際受力工況的模擬。

再進(jìn)一步，上述第一傳動桿21、第二傳動桿31、第三傳力桿32以及第四傳動桿33均包括連接桿34和兩個轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35，上述兩個轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35分別設(shè)置在連接桿34的兩端，且其中一個轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35與外部驅(qū)動裝置連接，另一個轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35與對應(yīng)的球鉸6連接。各所述轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35均包括沿連接桿34長度方向設(shè)置并相互垂直的第一板體351和第二板體352，且該第一板體351的自由端與外部驅(qū)動裝置連接，而第二板體352的自由端與對應(yīng)的球鉸6連接。轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35中沿軸向的剛度很大，而沿與第一板體351和第二板體352所在平面分別垂直的兩個方向的剛度很小，則使第一板體351和第二板體352均容易發(fā)生彎曲變形。這樣外部驅(qū)動裝置加載的載荷從轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35軸線方向通過時，沿與載荷垂直的方向，轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35的剛度較小，因而可以有一定的位移。由幾何關(guān)系可知，轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35的一端沿與載荷垂直方向有一個小位移時，轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35沿軸向(外部驅(qū)動裝置的推動或拉伸方向)的變形量是該位移的二階小量，即是轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35的軸向長度可以視為不變。如：當(dāng)給第三傳力桿32施加較小驅(qū)動位移時，第二傳動桿31沿軸向的位移可以視為不受影響(即第二傳動桿31控制的襯套內(nèi)芯轉(zhuǎn)角不受影響)，同理，當(dāng)其他的傳動桿發(fā)生較小的驅(qū)動位移時，各傳力桿或傳動桿沿軸向的位移也可視為不變，從而使第一傳動桿21、第二傳動桿31、第三傳力桿32以及第四傳動桿33施加于待測橡膠襯套9的載荷互不影響，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

為使轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，并且更加穩(wěn)固地實(shí)現(xiàn)與連接桿34和球鉸6連接，優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35還包括用于連接上述第一板體351和第二板體352的第一連接塊353和第二連接塊354，所述第二連接塊354為兩塊并分別第一板體351和第二板體352的自由端。本實(shí)施例中，該轉(zhuǎn)角傳力構(gòu)件35為一體件。

本實(shí)施例中的汽車橡膠襯套疲勞試驗(yàn)裝置的工作過程如下：

(1)待測橡膠襯套的裝載：利用壓力機(jī)將橡膠襯套9壓入夾緊通孔111，并使夾緊通孔111夾緊待測橡膠襯套9的外環(huán)92。將裝配有支座11的橡膠襯套9放置于支架12中，利用緊固螺栓8將橡膠襯套9的內(nèi)芯91與軸向?qū)U4連接，并將待測橡膠襯套9的內(nèi)芯91壓緊在壓塊122與L型架121的橫梁之間，完成待測橡膠襯套9的裝載。

(2)載荷加載：待測橡膠襯套9裝載完成后，開啟外部驅(qū)動裝置向待測橡膠襯套9加載試驗(yàn)載荷。其中，外部驅(qū)動裝置推動第一傳動桿21(給定一個位移量，施加位移方向如圖1中a所示)，則改變橡膠襯套9內(nèi)芯91沿Y軸的轉(zhuǎn)角；外部驅(qū)動裝置推動第二傳動桿31(給定一個位移量，施加位移方向如圖1中b所示)，則改變橡膠襯套9內(nèi)芯91沿X軸的轉(zhuǎn)角；外部驅(qū)動裝置推動第四傳動桿33(給定一個位移量，施加位移方向如圖1中d所示)，則改變橡膠襯套9內(nèi)芯91沿Z軸的轉(zhuǎn)角；外部驅(qū)動裝置推動第三傳力桿32(給定一個力載荷，施加力方向如圖1中c所示)，則使橡膠襯套9內(nèi)芯91受Y向力(徑向力)。從而完成對待測橡膠襯套9內(nèi)芯91施加徑向力載荷，以及向內(nèi)芯91與外環(huán)92之間施加三個相對轉(zhuǎn)動的載荷。

可見，本實(shí)用新型中的汽車橡膠襯套疲勞試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)，僅需設(shè)置四個外部驅(qū)動裝置，且各個外部驅(qū)動裝置的載荷輸出設(shè)置簡單明了，能較好地模擬橡膠襯套實(shí)際受力工況，試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)、準(zhǔn)確。