一種半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置，包括試驗臺、變頻電機(jī)、輸入軸、螺桿支承座、彈簧下托盤導(dǎo)向板、T型加載螺桿、加載彈簧、加載彈簧上托盤、加載彈簧下托盤、力臂加載軸承、錐形加載臂前段、錐形加載臂的后段。本發(fā)明用于深入分析半浮式半軸失效的原因，提高半浮式半軸的評價手段，為改進(jìn)半浮式半軸臺架試驗行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)積累試驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。
【專利說明】
一種半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置，屬于汽車試驗領(lǐng)域。技術(shù)背景
[0002]汽車半軸根據(jù)受力狀態(tài)，常分為全浮式半軸和半浮式半軸兩種。在車輛實際使用中，半浮式半軸載荷工況最為復(fù)雜，不僅要傳遞扭矩，還承受旋轉(zhuǎn)彎矩的作用，彎矩一方面來自地面垂直載荷的作用，另一方面來自驅(qū)動輪所承受的側(cè)向力的作用。現(xiàn)行的汽車半軸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，對半浮式半軸只考慮了地面垂直載荷彎矩對半軸疲勞壽命的影響，沒有綜合考慮車輛驅(qū)動輪所承受的側(cè)向力的影響，目前行業(yè)內(nèi)沒有該方面的專用試驗設(shè)備，因此也缺乏這方面的臺架試驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置，用于深入分析半浮式半軸失效的原因，提高半浮式半軸的評價手段，為改進(jìn)半浮式半軸臺架試驗行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)積累試驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]—種半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置，包括試驗臺、變頻電機(jī)1、輸入軸25、 螺桿支承座16、彈簧下托盤導(dǎo)向板22、T型加載螺桿17、加載彈簧20、加載彈簧上托盤19、加載彈簧下托盤21、力臂加載軸承12、錐形加載臂前段11、錐形加載臂的后段9;所述的試驗臺的上臺面24上一端設(shè)置有變頻電機(jī)1，另一端設(shè)置有L型支承座5,所述的變頻電機(jī)1的輸出軸通過聯(lián)軸器26連接有輸入軸25連接，所述的輸入軸25穿過輸入軸承座2,輸入軸承座2固定在試驗臺的上臺面24上；與被試半浮式半軸4垂直且遠(yuǎn)離變頻電機(jī)的試驗臺的側(cè)板23從上到下依次固定有加載螺桿支承座16和彈簧下托盤導(dǎo)向板22,彈簧下托盤導(dǎo)向板22開設(shè)有導(dǎo)向孔;加載螺桿支承座16下方固定有T型加載螺桿17，T型加載螺桿17上設(shè)置有拉力調(diào)整螺母18,拉力調(diào)整螺母18與彈簧下托盤導(dǎo)向板22之間設(shè)置有加載彈簧20,加載彈簧20的兩端分別壓靠在加載彈簧上托盤19和加載彈簧下托盤21上，加載彈簧下托盤21下表面的凸起伸入到彈簧下托盤導(dǎo)向板22的導(dǎo)向孔內(nèi)；所述的拉力加載桿15從上至下依次穿過加載螺桿支承座16、T型加載螺桿17、加載彈簧上托盤19上的孔，其一端固定連接在加載彈簧下托盤 21上，另一端伸入力臂加載軸承12的凹槽內(nèi)；所述的力臂加載軸承12套置在錐形加載臂前段11的錐形端上;輸入軸25的另一端通過聯(lián)軸器26被試半浮式半軸4的一端連接，被試半浮式半軸4的另一端穿過L型支承座5上的通孔與錐形加載臂的后段9通過法蘭固定連接;所述的L型支承座5的外側(cè)設(shè)置有被試半浮式半軸溫度傳感器8,用于監(jiān)控被試半浮式半軸4軸承處的溫度;所述的試驗臺的上臺面24上設(shè)置有力臂加載軸承處溫度傳感器13,用于監(jiān)測力臂加載軸承12處的溫度;所述的拉力加載桿15上設(shè)置有力傳感器14,用于監(jiān)控半軸樣品4所承受的彎矩;所述的試驗臺的上臺面24上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器28，用于被試半浮式半軸4的轉(zhuǎn)速;所述的變頻電機(jī)1的輸出軸上固定有測速齒圈29,用于記錄半軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。
[0006]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案:所述的試驗的上臺面24上開設(shè)有用于保證輸入軸承座2與L型支承座5的同軸度的導(dǎo)向定位槽27。
[0007]作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案:所述的L型支承座5的外側(cè)固定連接有過渡支承板6， 過渡支承板6連接有支承板7。
[0008]作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案:所述的錐形加載臂前段11的錐形面上還套置有安全防護(hù)裝置10,安全防護(hù)裝置10固定在試驗臺上臺面24上，安全防護(hù)裝置10的內(nèi)錐形面與錐形加載臂前段11的錐形面保持等間隙。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
[0010]1.本發(fā)明提供的裝置中輸入軸承座、L型支承座、支承座上的過渡支承板和支承板的安裝位置保證了半浮式半軸與變頻電機(jī)的輸出端同軸，消除了系統(tǒng)產(chǎn)生的附加彎矩，提高系統(tǒng)精度。
[0011]2.本發(fā)明提供的裝置采用了兩段式錐形加載臂，對不同結(jié)構(gòu)和尺寸的半軸進(jìn)行試驗準(zhǔn)備時，只需要更換結(jié)構(gòu)簡單的錐形力臂后段，節(jié)省試驗準(zhǔn)備周期，提高效率。防護(hù)裝置的內(nèi)錐形特征，以及防護(hù)裝置內(nèi)錐面與加載臂之間等間隙，當(dāng)樣品損壞時，能起到及時可靠的保護(hù)作用。
[0012]3.本發(fā)明提供的裝置的彈簧加載方式和布置形式，滿足了半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞耐久試驗的技術(shù)條件，考慮了螺旋壓力彈簧在拉、壓力下其工作載荷范圍的不同，以及試驗臺空間布置的要求，而采用壓縮彈簧施加拉力的做法，保證載荷精度，而且載荷穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
[0013]4.本發(fā)明提供的裝置可以監(jiān)控半軸樣品軸承處的溫度以及試驗臺加載臂處軸承的溫度，通過試驗臺的測控系統(tǒng)可以控制變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時記錄半軸的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，作為壽命結(jié)果值。[〇〇14]綜上所述:本發(fā)明可以覆蓋微型車和乘用車半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗要求，因其綜合考慮地面垂直支承彎矩和地面附著彎矩對半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命的影響，具有加載力矩可調(diào)整、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備制造和運(yùn)行成本低、操作方便和運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠?！靖綀D說明】
[0015]圖1為本發(fā)明半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置的剖視圖。
[0017]圖中:1:變頻電機(jī);2:輸入軸承座;3:測控系統(tǒng);4:半軸樣品；5: L型支承座;6:過渡支承板;7:支承板;8:被試半浮式半軸軸承溫度傳感器;9:錐形力臂后段；10:安全防護(hù)裝置；11:錐形力臂前段；12:力臂加載軸承；13:力臂加載軸承溫度傳感器；14:力傳感器；15: 拉力加載桿；16:加載螺桿支承座；17:加載螺桿；18:拉力調(diào)整螺母；19:加載彈簧上托盤； 20:加載彈簧;21:加載彈簧下托盤;22:彈簧下托盤導(dǎo)向板;23:試驗臺側(cè)板;24:試驗臺的上臺面;25:輸入軸;26:聯(lián)軸器;27:導(dǎo)向定位槽;28:轉(zhuǎn)速傳感器;29:測速齒圈?！揪唧w實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:如圖1和2所示，一種半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置，包括試驗臺、變頻電機(jī)1、輸入軸25、螺桿支承座16、彈簧下托盤導(dǎo)向板 22、T型加載螺桿17、加載彈簧20、加載彈簧上托盤19、加載彈簧下托盤21、力臂加載軸承12、 錐形加載臂前段11、錐形加載臂的后段9;所述的試驗臺的上臺面24上一端設(shè)置有變頻電機(jī) 1，另一端設(shè)置有L型支承座5,所述的變頻電機(jī)1的輸出軸通過聯(lián)軸器26連接有輸入軸25連接，所述的輸入軸25穿過輸入軸承座2,輸入軸承座2固定在上臺面24上;與被試半浮式半軸 4垂直且遠(yuǎn)離變頻電機(jī)的試驗臺的側(cè)板23從上到下依次固定有加載螺桿支承座16和彈簧下托盤導(dǎo)向板22,彈簧下托盤導(dǎo)向板22開設(shè)有導(dǎo)向孔;加載螺桿支承座16下方固定有T型加載螺桿17，T型加載螺桿17上設(shè)置有拉力調(diào)整螺母18,拉力調(diào)整螺母18與彈簧下托盤導(dǎo)向板22 之間設(shè)置有加載彈簧20,加載彈簧20的兩端分別壓靠在加載彈簧上托盤19和加載彈簧下托盤21上，加載彈簧下托盤21下表面的凸起伸入到彈簧下托盤導(dǎo)向板22的導(dǎo)向孔內(nèi)；所述的拉力加載桿15從上至下依次穿過加載螺桿支承座16、T型加載螺桿17、加載彈簧上托盤19上的孔，其一端固定連接在加載彈簧下托盤21上，另一端伸入力臂加載軸承12的凹槽內(nèi)；所述的力臂加載軸承12套置在錐形加載臂前段11的錐形端上;輸入軸25的另一端通過聯(lián)軸器26 被試半浮式半軸4的一端連接，被試半浮式半軸4的另一端穿過L型支承座5上的通孔與錐形加載臂的后段9通過法蘭固定連接;所述的L型支承座5的外側(cè)設(shè)置有被試半浮式半軸溫度傳感器8,用于監(jiān)控被試半浮式半軸4軸承處的溫度;所述的試驗臺的上臺面24上設(shè)置有力臂加載軸承處溫度傳感器13,用于監(jiān)測力臂加載軸承12處的溫度;所述的拉力加載桿15上設(shè)置有力傳感器14,用于監(jiān)控半軸樣品4所承受的彎矩;所述的試驗臺的上臺面24上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器28，用于被試半浮式半軸4的轉(zhuǎn)速;所述的變頻電機(jī)1的輸出軸上固定有測速齒圈29,用于記錄半軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。[〇〇19] 所述的試驗的上臺面24上開設(shè)有用于保證輸入軸承座2與L型支承座5的同軸度的導(dǎo)向定位槽27。
[0020]所述的L型支承座5的外側(cè)固定連接有過渡支承板6,過渡支承板6連接有支承板7， 所述的另一端被試半浮式半軸4依次穿過L型支承座5、過渡支承板6和支承板7,與錐形加載臂后段9通過法蘭固定連接。由于L型支承座5保證支承剛性，尺寸比較大，支承板7與半軸樣品4的軸承座固定連接，不同半軸樣品4軸承座連接方式和尺寸都不相同，為了方便臺架試驗準(zhǔn)備工作，在L型支承座5和支承板7之間增加一個尺寸和剛性都比較大的過渡支承板6， 這樣在變換半軸樣品4的種類時，只需要準(zhǔn)備一件尺寸和剛性較小的支承板7就可以進(jìn)行新品種半軸樣品4的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗了，提高了工作效率并降低臺架試驗成本。
[0021]所述的錐形加載臂前段11的錐形端上還套置有安全防護(hù)裝置10,安全防護(hù)裝置10 固定在試驗臺上臺面24上，安全防護(hù)裝置10的內(nèi)錐形面與錐形加載臂前段的錐形面保持等間隙。錐形加載臂后段9與半浮式半軸樣品4的法蘭盤相連接，錐形加載臂后段9與錐形加載臂前段11連接，安全防護(hù)裝置10罩在錐形加載臂前段11的光滑錐形區(qū)處，安全防護(hù)裝置10 的內(nèi)錐形面與錐形加載臂前段11的錐形面保持等間隙，試驗過程中，當(dāng)被試半軸樣品4發(fā)生損壞時，由于樣品連同夾具還處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，安全防護(hù)裝置能夠可靠地將脫落的樣品和夾具托住，以確保安全。
[0022]本發(fā)明的工作過程如下:所述的力臂加載軸承12安裝在錐形加載臂前段11的前端，拉力加載桿15上端與力臂加載軸承12相連接，拉力加載桿15為兩段結(jié)構(gòu)，中間連接力傳感器14,力傳感器14在試驗前預(yù)加載時讀取加載力值，而在試驗過程中，監(jiān)測力值的變化；拉力加載桿15的下端與加載彈簧下托盤21固定連接，為了保證加載彈簧20的下托盤在下移過程中不偏斜，加載彈簧下托盤21只能沿著彈簧下托盤導(dǎo)向板21的導(dǎo)向孔移動;加載螺桿支承座16固定連接在試驗臺側(cè)板22上，T型加載螺桿17固定安裝在加載螺桿支承座16上，加載彈簧20外套在T型加載螺桿17上，加載彈簧20的上端是加載彈簧上托盤19，在對拉力加載桿15施加拉力時，向下擰緊拉力調(diào)整螺母18,拉力調(diào)整螺母18推動加載彈簧上托盤19向下移動，這時加載彈簧20受到壓力，壓緊加載彈簧下托盤21，與加載彈簧下托盤18固定連接的拉力加載桿15受到拉力左右，而在加載臂上產(chǎn)生試驗過程所需要的彎矩作用，由于變頻電機(jī)1帶著半軸樣品4在高速旋轉(zhuǎn)，于是在半軸樣品4的軸承根部產(chǎn)生一個交變的彎矩載荷，試驗臺的測控系統(tǒng)3可以控制變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時記錄半軸的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，作為壽命結(jié)果值。
[0023]目前，在半軸靜扭試驗中半浮式半軸的靜扭強(qiáng)度后備系數(shù)普遍比全浮式半軸的后備系數(shù)大;扭轉(zhuǎn)疲勞試驗中，半浮式半軸扭轉(zhuǎn)疲勞試驗壽命普遍比全浮式半軸壽命要高，幾乎沒有疲勞斷裂的情況。但是，在實際使用過程中卻出現(xiàn)過多次在半浮式半軸軸承根部發(fā)生斷裂的情況，綜合分析，半浮式半軸斷裂是在彎扭疊加作用下發(fā)生疲勞的結(jié)果，特別是在車輛驅(qū)動輪發(fā)生側(cè)滑時，地面附著力所產(chǎn)生的彎矩遠(yuǎn)超過地面對驅(qū)動輪的垂直載荷垂直力所引發(fā)的彎矩。根據(jù)半軸的實際工況，綜合考慮地面垂直彎矩和地面附著彎矩的作用，發(fā)明人研制了能夠給半浮式半軸施加彎矩的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞壽命試驗裝置，用于深入研究半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞對其疲勞壽命的貢獻(xiàn)，分析市場上半浮式半軸失效的原因，提高半浮式半軸的評價手段，為改進(jìn)半浮式半軸臺架試驗行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)積累試驗數(shù)據(jù)經(jīng)驗。
【主權(quán)項】
1.一種半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置，其特征在于:包括試驗臺、拉力加載桿 (15)、變頻電機(jī)(1)、力臂加載軸承(12)、加載螺桿支承座(16)、加載彈簧上托盤(19)和加載 彈簧下托盤(21);所述的試驗臺的上臺面(24)上一端設(shè)置有變頻電機(jī)(1)，另一端設(shè)置有L型支承座(5)， L型支承座(5)的外側(cè)固定連接有過渡支承板(6 )，過渡支承板(6)連接有支承板(7 )，試驗的 上臺面(24)上開設(shè)有用于保證輸入軸承座(2)與L型支承座(5)的同軸度的導(dǎo)向定位槽 (27);與被試半浮式半軸(4)垂直且遠(yuǎn)離變頻電機(jī)的試驗臺的側(cè)面(23)從上到下依次固定有 加載螺桿支承座(16)和彈簧下托盤導(dǎo)向板(22)，彈簧下托盤導(dǎo)向板(22)開設(shè)有導(dǎo)向孔;加 載螺桿支承座(16)下方固定有T型加載螺桿(17)，T型加載螺桿(17)上設(shè)置有拉力調(diào)整螺母 (18)，拉力調(diào)整螺母(18)與彈簧下托盤導(dǎo)向板(22)之間設(shè)置有加載彈簧(20)，加載彈簧 (20)的兩端分別固定連接在加載彈簧上托盤(19)和加載彈簧下托盤(21)上，加載彈簧下托 盤(21)下表面的凸起伸入到彈簧下托盤導(dǎo)向板(22)的導(dǎo)向孔內(nèi)；所述的拉力加載桿(15)從上至下依次穿過加載螺桿支承座(16)、T型加載螺桿(17)、加 載彈簧上托盤(19)上的孔，其一端固定連接在加載彈簧下托盤(21)上，另一端伸入力臂加 載軸承(12)的凹槽內(nèi)；所述的力臂加載軸承(12)套置在錐形加載臂前段11的錐形端上;被 試半浮式半軸(4)的一端通過連軸器(26)與變頻電機(jī)(1)的輸出端連接，另一端依次穿過L 型支承座(5)、過渡支承板(6)和支承板(7)，與錐形加載臂后段(9)通過法蘭固定連接。2.如權(quán)利要求1所述的半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置，其特征在于:所述的試 驗的上臺面(24)上開設(shè)有用于保證輸入軸承座(2)與L型支承座(5)的同軸度的導(dǎo)向定位槽 (27)。3.如權(quán)利要求1所述的半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置，其特征在于:所述的拉 力加載桿(15)上設(shè)置有力傳感器(14)。4.如權(quán)利要求1所述的半浮式半軸旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞臺架試驗裝置，其特征在于:所述的錐 形加載臂的錐形前段(11)上還套置有安全防護(hù)裝置(10)，安全防護(hù)裝置(10)固定在試驗臺 的上臺面(24)上，安全防護(hù)裝置(10)的內(nèi)錐形面與錐形加載臂前段(11)的錐形面保持等間隙。
【文檔編號】G01M13/00GK106017888SQ201610430490
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】袁立國, 陳巖, 寧雪松, 金光, 范春利, 李士杰, 崔江濤, 保萬全
【申請人】中國第汽車股份有限公司, 中國第一汽車股份有限公司