专利名称：一种橡胶球铰三向加载疲劳试验方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶球铰的试验方法及装置，具体说是一种用于橡胶球铰三向同时加载的三向加载疲劳试验方法及装置，分别是径向、扭转和偏转，属于用机械应力测试固体材料的强度特性的实验室设备，国际专利分类号为G01N3/00。
背景技术：
橡胶球铰在研制和出厂前往往需要进行抽样检查，进行疲劳实验。目前使用的橡胶球铰疲劳实验的设备或装置，不能同时从几个方向对橡胶球铰进行复合疲劳，仅能在一个方向对实验件进行疲劳试验，对于需要进行复合疲劳实验的橡胶球铰，通常是将复合条件实验分拆开来，一个方向接一个方向地单独加载实验，显然这种疲劳实验无法较真实反映产品的三向疲劳承载，因而也就无法反映元件所具有的真实疲劳性能，另一方面单向加载实验也延长了实验周期，从而加大了不必要的实验成本。因此很有必要对此加以改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前橡胶球铰疲劳实验设备或装置的不足，提供了一种可三向同时加载的三向加载疲劳实验方法及本发明的另一目的是提供一种上述方法的装置。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的一种橡胶球铰疲劳实验方法，试验方法是通过一套三个方向加载疲劳实验装置，包括径向、偏转和扭转三向加载疲劳实验装置，向试验橡胶球铰施加机械力的方式对试验橡胶球铰进行三向加载综合疲劳实验的。其特征在于疲劳实验设备或装置为三向加载疲劳实验装置，至少有一个径向施力装置，径向施力装置从垂向与试验橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加径向试验力；至少有一个偏转施力装置，偏转施力装置从横向与试验橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加偏转试验力；至少有一个扭转施力装置，扭转施力装置直接与试验件橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加扭转试验力；由径向施力装置、偏转施力装置与扭转施力装置实现对试验件橡胶球铰的径向、偏转及扭转实验。所述的径向施力装置安装在试验橡胶球铰垂向上方，径向施力装置用垂向/径向油缸通过传递径向载荷的径向连接头与试验外套联结在一起；所述的偏转施力装置是水平布置的，偏转施力装置用横向油缸加载通过偏转平行架转化为偏转力与试验样品外套联结在一起，且偏转平行架可以绕试验橡胶球铰作偏转摆动；所述的扭转施力装置是用扭转油缸通过扭转头直接与试验橡胶球铰的芯轴联接。
本发明的三向加载疲劳实验装置，能够同时对橡胶球铰进行三向疲劳实验，真实模拟橡胶球铰三向承载时的受力特性，而且通过偏转平行架，准确地将横向油缸载荷转化为偏转力矩。
图1是本发明的结构示意主视图；图2是本发明的结构示意侧视图；图3是本发明的结构示意俯视图；图4是本发明的偏转试验示意图。
图中1、橡胶球铰，2、疲劳外套，3、扭转头，4、调心滚子轴承，5、支座， 6、偏转杆，7、偏转平行架，8、角接触球轴承，9、径向连接头，10、径向施力装置，11、偏转施力装置，12、扭转施力装置。
具体实施例方式
附图给出了本发明的一个实施例，下面将结合附图对本发明作进一步的描述。
从附图中可以看出，本发明为一种橡胶球铰疲劳实验设备或装置，此种橡胶球铰疲劳实验设备或装置的试验方法是通过一套三个方向加载疲劳实验装置，包括径向、偏转和扭转三向加载疲劳实验装置，向试验橡胶球铰施加机械力的方式对试验橡胶球铰进行三向加载综合疲劳实验的。其特征在于疲劳实验设备或装置为三向加载疲劳实验装置，在试验台架支座5上至少有一个径向施力装置10，径向施力装置10从垂向与试验橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加径向试验力；至少有一个偏转施力装置11，偏转施力装置11从横向与试验橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加偏转试验力；至少有一个扭转施力装置12，扭转施力装置12直接与试验件橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加扭转试验力；由径向施力装置10、偏转施力装置11与扭转施力装置12实现对试验件橡胶球铰的径向、偏转及扭转实验。所述的径向施力装置安装在试验橡胶球铰径向上方，是一种可以作上下(往返)径向运动的垂向油缸。径向施力装置用垂向油缸通过传递径向载荷的径向连接头与试验外套联结在一起，试验外套包裹有待试验的橡胶球铰，并通过对角接触球轴承安装在试验台架上；所述的偏转施力装置是水平布置的，偏转施力装置用横向油缸加载通过偏转平行架转化为偏转力与试验样品外套联结在一起，偏转平行架可以绕试验橡胶球铰作偏转摆动；所述的扭转施力装置是用扭转油缸通过扭转头直接与试验橡胶球铰的芯轴联接，扭转施力装置由扭转油缸和一对扭转头组合构成，扭转头安装在调心滚子轴承内。
设计装配时，将橡胶球铰1压入疲劳外套2，将用于传递由油缸输出的扭转力矩及径向载荷的一对扭转头3通过螺栓与实验件芯轴两端相连，并将一对调心滚子轴承4安装在扭转头3上，一起组装在支座5内。为防止试验过程中调心滚子轴承4往两侧窜动，设计时在支座5上开沟槽，并在沟槽内安装孔用弹性挡圈，通过孔用弹性挡圈对调心滚子轴承4进行定位。为了传递偏转力矩，在疲劳外套2外侧安装一个偏转平行架7，以保持偏转力矩的平衡。偏转平行架7由五根圆柱组成，圆柱两端面铣平，并在端面上钻通孔，圆柱与圆柱之间在通孔处通过销子连接，销子与孔之间采用间隙配合，偏转力矩通过偏转杆6由横向油缸传递至偏转平行架7，最后由偏转平行架7带动疲劳外套2偏转，实现对试验件的偏转作用。
疲劳实验时，橡胶实验件在垂向方向同时要承受径向载荷，设计时在径向连接头9与疲劳外套2的连接处安装一个角接触球轴承8，设计安装角接触球轴承的目的是减少径向载荷对偏转力矩的干扰。从而确保三向疲劳实验的顺利进行。
权利要求
1.一种橡胶球铰三向加载疲劳试验方法，其特征在于所述的试验方法是通过一套三个方向加载疲劳实验装置，包括径向、偏转和扭转三向加载疲劳实验装置，向试验橡胶球铰施加机械力的方式对试验橡胶球铰进行三向加载综合疲劳实验的。
2.一种如权利要求1所述疲劳试验方法的疲劳试验装置，其特征在于包括径向、偏转和扭转三向加载疲劳实验装置，其特征在于疲劳实验设备或装置为三向加载疲劳实验装置，至少有一个径向施力装置，径向施力装置从垂向与试验橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加径向试验力；至少有一个偏转施力装置，偏转施力装置从横向与试验橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加偏转试验力；至少有一个扭转施力装置，扭转施力装置直接与试验件橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加扭转试验力；由径向施力装置、偏转施力装置与扭转施力装置实现对试验件橡胶球铰的径向、偏转及扭转实验。
3.如权利要求2所述的疲劳试验装置，其特征在于径向施力装置(10)安装在试验橡胶球铰垂向上方；所述的偏转施力装置(11)是水平布置的，且偏转平行架(7)可以绕试验橡胶球铰(1)作横向偏转摆动；所述的扭转施力装置(12)是通过扭转头(3)直接与试验橡胶球铰(1)的芯轴联结的。
4.如权利要求2所述的疲劳试验装置，其特征在于所述的径向施力装置(10)是一种可以作上下垂向/往返运动的油缸，径向施力装置(10)通过传递径向载荷的垂向连接头(9)与试验外套联结在一起，试验外套包裹有待试验的橡胶球铰(1)，并通过对角接触球轴承(8)安装在试验台架支座(5)上。
5.如权利要求2所述的疲劳试验装置，其特征在于所述的偏转施力装置(11)由一个可以作横向/偏转运动的油缸与一个可以绕试验橡胶球铰作偏转摆动的偏转平行架(7)组合构成，偏转施力装置(11)通过用于将偏转载荷转化为偏转力矩的偏转平行架与疲劳试验外套(2)联结在一起。
6.如权利要求2所述的疲劳试验装置，其特征在于所述的扭转施力装置(12)由扭转油缸和扭转头(3)组合构成，扭转头(3)安装在调心滚子轴承(4)内。
全文摘要
一种橡胶球铰三向加载疲劳试验方法及装置，包括径向、偏转和扭转三向加载疲劳实验装置，向试验橡胶球铰施加机械力的方式对试验橡胶球铰进行三向加载综合疲劳实验的。至少有一个径向施力装置，径向施力装置从垂向与试验橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加径向试验力；至少有一个偏转施力装置，偏转施力装置从横向与试验橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加偏转试验力；至少有一个扭转施力装置，扭转施力装置直接与试验件橡胶球铰相接触，并对试验橡胶球铰施加扭转试验力；由径向施力装置、偏转施力装置与扭转施力装置实现对试验件橡胶球铰的径向、偏转及扭转实验。
文档编号G01M13/00GK1963440SQ20061003254
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月8日 优先权日2006年11月8日
发明者候海彪, 林达文, 王进, 李心 申请人:株洲时代新材料科技股份有限公司