一种橡胶衬套的刚度测试装置的制作方法

本实用新型涉及汽车测试领域，尤其涉及一种橡胶衬套的刚度测试装置。

背景技术：

橡胶衬套作为汽车底盘零部件连接的重要组成部分，可起到缓冲震动，传递底盘零部件间的力和力矩以及缓冲不平路面引起的冲击力的作用，其刚度性能对整车的悬架几何及弹性运动学(K&C)特性及噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness，NVH)性能有直接影响，故在整车装配前有必要对橡胶衬套的刚度进行台架试验，以验证其是否达到设计目标。

如图1所示，典型的橡胶衬套100由金属外管10、橡胶20、金属内管30组成，受力时，橡胶20发生变形，从而起到缓冲震动与冲击的作用。如图2所示，橡胶衬套100传递着车身和悬架导向机构之间的三个扭转力矩Tx，Ty，Tz和三个力Fx，Fy，Fz，在6个分力作用下会产生6个方向的变形，相应地存在沿x轴，y轴，z轴的三个线刚度和绕x轴，y轴，z轴的三个扭转刚度。而其中，径向(x、y方向)刚度最重要。

如图3所示的刚度测试装置，现有技术中，通过将橡胶衬套100压装到圆盘2内，橡胶衬套100的金属外管与圆盘2的内孔过盈配合；橡胶衬套100的金属内管与立柱之间使用螺栓连接，液压作动器加载时，力通过金属内管端面与立柱3侧面的摩擦传递。然而由于橡胶衬套100的金属内管与立柱3之间使用螺栓连接，金属内管与螺栓、螺栓与立柱3上的孔在径向均有间隙，液压作动器加载时，力通过金属内管端面与立柱3侧面的摩擦传递，由于螺栓极限力矩限制，可以传递的最大载荷有限，当超过一定的载荷时，金属内管30与立柱3之间将产生相对滑动，导致刚度曲线失真(如图4所示)。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种橡胶衬套的刚度测试装置，可在大载荷下仍能获得准确的测量结果和刚度曲线。

本实用新型提供了一种橡胶衬套的刚度测试装置，包括横梁、内置有位移传感器的压力作动器及内置有力传感器的基座，还包括夹持块、第一立柱、第二立柱、第一固定件及第二固定件，所述基座固定于所述横梁的第一表面，所述第一立柱及所述第二立柱固定于所述横梁的与所述第一表面相对的第二表面；所述夹持块设置于所述第一立柱及所述第二立柱之间，并开设有夹持孔，待测的橡胶衬套设置于所述夹持孔内；所述第一固定件设置于所述第一立柱内，所述第一固定件的第一端呈锥面，所述第一固定件的第一端卡入所述橡胶衬套的金属内管的一端，所述第二固定件设置于所述第二立柱内，所述第二固定件的第一端呈锥面，所述第二固定件的第一端卡入所述金属内管的另一端，所述压力作动器固定于所述夹持块的顶部。

优选地，所述第一固定件开设沿轴向贯通的第一通孔，并通过螺杆、螺帽与所述第一通孔配合固定在所述第一立柱上；

所述第二固定件开设沿轴向贯通的第二通孔，并通过螺杆、螺帽与所述第二通孔配合固定在所述第二立柱上。

优选地，所述横梁上开设有第一腰形孔及第二腰形孔，其中，所述第一立柱固定于所述第一腰形孔上，所述第二立柱固定于所述第二腰形孔上。

优选地，所述夹持块包括上夹持块与下夹持块，其中，所述上夹持块的一端固定有所述压力作动器，所述上夹持块的另一端开设有上凹槽，所述下夹持块的一端开设有下凹槽，所述上凹槽与所述下凹槽对准连接，以形成所述夹持孔。

优选地，所述第一立柱包括第一上立柱及第一下立柱，其中，所述第一上立柱的一端开设有上凹槽，所述第一下立柱的一端开设有下凹槽，所述第一下立柱的另一端固定在所述横梁上，所述上凹槽与所述下凹槽对准连接形成第一定位孔，所述第一固定件设置于所述第一定位孔内。

优选地，所述第二立柱包括第二上立柱及第二下立柱，其中，所述第二上立柱的一端开设有上凹槽，所述第二下立柱的一端开设有下凹槽，所述第二下立柱的另一端固定在所述横梁上，所述上凹槽与所述下凹槽对准连接形成第二定位孔，所述第二固定件设置于所述第二定位孔内。

优选地，所述夹持孔与所述橡胶衬套为过盈配合。

优选地，所述夹持孔的轴向长度等于所述橡胶衬套的金属外管的轴向长度。

优选地，所述压力作动器为液压作动器。

本实用新型实施例提供的橡胶衬套的刚度测试装置，通过利用所述第一固定件的呈锥面的第一端及所述第二固定件的呈锥面的第一端对所述橡胶衬套的金属内圈的两端进行卡合固定，保证了试验载荷较大时，所述橡胶衬套不会产生滑动，进而避免了刚度曲线失真的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的橡胶衬套的结构示意图。

图2是橡胶衬套在车上的受力示意图。

图3是现有技术提供的一种刚度测试装置的部分结构示意图。

图4是图3所示的刚度测试装置测量得到的刚度曲线图。

图5是本实用新型实施例的橡胶衬套的刚度测试装置的结构示意图。

图6是图5的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请一并参阅图5，本实用新型实施例提供一种橡胶衬套的刚度测试装置200，用于测试橡胶衬套100的刚度性能，所述橡胶衬套的刚度测试装置200包括内置有位移传感器(图未示)的压力作动器210、夹持块220、第一立柱230、第二立柱240、第一固定件250、第二固定件260、横梁270及内置有力传感器(图未示)的基座280，所述基座280固定于所述横梁270的第一表面，所述第一立柱230及所述第二立柱240固定于所述横梁270的与所述第一表面相对的第二表面。所述夹持块220设置于所述第一立柱230及所述第二立柱240之间，并开设有夹持孔221，所述橡胶衬套100设置于所述夹持孔221内。所述第一固定件250设置于所述第一立柱230内，所述第一固定件250的第一端251呈锥面，所述第一固定件250的第一端251卡入所述金属内管30的一端，所述第二固定件260设置于所述第二立柱240内，所述第二固定件260的第一端261呈锥面，第二固定件260的第一端261卡入所述金属内管30的另一端，所述压力作动器210固定于所述夹持块220的顶部。

在本实用新型实施例中，所述压力作动器210可为液压作动器，其能把来自液压源的液压能转换为机械能，并施加到所述夹持块220上，由于所述橡胶衬套100固定于所述夹持块220内，因此，由所述机械能形成的压力也将施加到所述橡胶衬套100上。当然，应当理解的是，在本实用新型的其他实施例中，也通过其他形式的压力作动器，能量转换也可以是电能(或磁能等)转换为机械能，本实用新型不做具体限定。

在本实用新型实施例中，所述夹持孔221可为圆孔，其与所述橡胶衬套100为过盈配合(即所述橡胶衬套100的金属外管10的孔径大于或等于所述夹持孔221的孔径)，且所述夹持孔221的轴向长度等于所述橡胶衬套100的金属外管10轴向长度，如此保证了压力能有效传导到所述橡胶衬套100内。

在本实用新型实施例中，所述第一固定件250的朝向所述金属内管30的第一端251呈锥面，所述第二固定件260的朝向所述金属内管30的第一端261呈锥面。由于所述第一固定件250及所述第二固定件260是通过锥面与所述金属内管30进行连接，锥面可与所述金属内管30紧紧卡合，保证所述橡胶衬套100在受到大载荷下，所述金属内管30不会在两个立柱之间产生滑动，同时也保证了所述橡胶衬套100与所述基座280的相对位置不变，从而避免了测试得到的刚度曲线失真的问题。此外，锥面接触的方式还可以适用于不同孔径的橡胶衬套100，增加了本实用新型的适用性。

如图6所示，在本实用新型实施例中，所述第一固定件250开设有沿轴向贯穿的第一通孔252，且所述第一固定件250通过所述第一通孔252、螺杆253和螺帽254配合固定在所述第一立柱230上。所述第二固定件260开设有沿轴向贯穿的第二通孔262，且所述第二固定件260通过第二通孔262、螺帽253和螺栓254配合固定在所述第二立柱240上。

下面将详细描述本实用新型实施例的工作原理。

具体的，在本实用新型实施例中，当所述压力作动器210工作时，其转换形成的压力(力的方向垂直水平面向下)将作用到所述夹持块220上，并通过挤压所述夹持块220作用到所述橡胶衬套100上，所述橡胶衬套100发生形变(这个形变引起的位移可通过所述压力作动器210内置的位移传感器测量得到)并对所述第一固定件250及所述第二固定件260产生径向力(力的方向垂直水平面向下)和轴向力(力的方向平行水平面向外)，其中，所述第一固定件250及所述第二固定件260受到的轴向力方向相反，并由所述螺杆253及螺帽254承受抵消。而径向力则通过所述第一立柱230及所述第二立柱240传递到所述横梁270，最终传递到所述基座280，所述基座280内置的力传感器可测量所述径向力。如此，即可通过所述位移传感器测量得到的形变引起的位移及所述力传感器测量得到的径向力得到所述橡胶衬套100的刚度曲线。

综上所述，本实用新型实施例提供的橡胶衬套的刚度测试装置200，通过利用所述第一固定件250的呈锥面的第一端251及所述第二固定件260的呈锥面的第一端261对所述橡胶衬套100的金属内圈30的两端进行卡合固定，保证了试验载荷较大时，所述橡胶衬套100不会产生滑动，进而避免了刚度曲线失真的问题。

为了进一步对本实用新型实施例的理解，下面将对本实用新型的一些优选实施例做更进一步的描述。

优选实施例一：

上述技术方案中，由于所述夹持孔221与所述橡胶衬套100为过盈配合，因而在安装的时候必须采用专用工具将所述橡胶衬套100挤压进所述夹持孔221内，或利用热胀冷缩的特性，对所述夹持孔221进行加热，趁所述夹持孔221的孔径扩大，再将所述橡胶衬套100置入所述夹持孔221内，操作比较复杂。

在本优选实施例中，对所述夹持块220使用了分体的结构设计，安装简单且无需压装橡胶衬套100的专用工具

具体地，在本优选实施例中，所述夹持块220包括上夹持块223与下夹持块224，所述上夹持块223的一端固定有所述压力作动器210，所述上夹持块223的另一端开设有上凹槽(如半圆形的凹槽)，所述下夹持块224的一端开设有下凹槽(如半圆形的凹槽)，所述上凹槽与所述下凹槽对准并形成所述夹持孔221。其中，所述上夹持块223与所述下夹持块224可通过螺杆连接，铆接或其他方式进行固定，本实用新型不做具体限定。

同样的，本优选实施例也可对所述第一立柱230及所述第二立柱240采用分体的结构设计。

具体地，所述第一立柱230包括第一上立柱233及第一下立柱234，所述第一上立柱233的一端开设有上凹槽(如半圆形的凹槽)，所述第一下立柱234的一端开设有下凹槽(如半圆形的凹槽)，所述第一下立柱234的另一端固定在所述横梁270上，所述上凹槽与所述下凹槽对准并形成第一定位孔231。其中，所述第一上立柱233及所述第一下立柱234可通过螺杆连接，铆接或其他方式进行连接固定，本实用新型不做具体限定。

所述第二立柱240包括第二上立柱243及第二下立柱244，所述第二上立柱243的一端开设有上凹槽(如半圆形的凹槽)，所述第二下立柱244的一端开设有下凹槽(如半圆形的凹槽)，所述第二下立柱244的另一端固定在所述横梁270上，所述上凹槽与所述下凹槽对准并形成第二定位孔241。其中，所述第二上立柱243及所述第二下立柱244可通过螺杆连接，铆接或其他方式进行连接固定，本实用新型不做具体限定。

第二个优选实施例：

由于所述橡胶衬套100的型号不同，因而可能具有不同的轴向长度，因此，需要根据所述橡胶衬套100的轴向长度对两个立柱之间的距离进行调节。

具体地，所述横梁270上开设有第一腰形孔271及第二腰形孔272，其中，所述第一立柱230固定于所述第一腰形孔271上，所述第二立柱240固定于所述第二腰形孔272上，且所述第一立柱230与所述第二立柱240平行。

在本实用新型实施例中，所述第一立柱230的底部可开设一个安装孔，且所述安装孔对准所述第一腰形孔271，螺栓从所述横梁270的底部依次穿过所述第一腰形孔271及所述安装孔，从而将所述第一立柱230固定在所述横梁270上。同理，所述第二立柱240的底部可开设一个安装孔，且所述安装孔对准所述第二腰形孔272，螺栓从所述横梁270的底部依次穿过所述第二腰形孔272及所述安装孔，从而将所述第二立柱240固定在所述横梁270上。

由于所述第一腰形孔271及所述第二腰形孔272具有横向的宽度，因而可通过调节所述第一立柱230及第二立柱240在所述第一腰形孔271及所述第二腰形孔272上的固定位置来调节所述第一立柱230及所述第二立柱240之间的距离，从而适用于不同轴向长度的橡胶衬套100。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。