专利名称：轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属橡胶复合制品——轴箱拉杆橡胶关节的四向疲劳 试验方法及装置，具体说是一种利用系统结构特点将载荷传递到轴箱拉杆 橡胶关节上、把系统所受到的两向直线载荷转化为四个轴箱拉杆橡胶关节 的径向、轴向、偏转和扭转四个方向载荷、模拟产品实际受力的疲劳试验 方法及装置，属于试验设备、试验装备领域。
技术背景轴箱拉杆橡胶关节广泛应用于机车转向架，是连接轴箱和构架的一系 悬挂重要组成部分。轴箱拉杆橡胶关节的主要作用是提供轮对和构架间的 弹性定位。为了检测轴箱拉杆橡胶关节的疲劳性能，需要对其进行疲劳试 验。因为一个轴箱拉杆系统中包含了四个橡胶关节，每个橡胶关节都受到 径向、轴向、偏转和扭转四个方向载荷，且四个橡胶关节受到的载荷条件 又各有不同。若对单个产品一个方向接一个方向的单独加载，显然无法较真实反映试件的多向同时疲劳承载情况，因而也就无法反映其所具有的真 实疲劳性能，另一方面单向加载试验也延长了试验周期，增大了不必要的 试验成本。若简单的用实际载荷方向施力装置同时对单个轴箱拉杆橡胶关 节加载，又会产生多向载荷相互干涉。综上所述，很有必要设计新型的试 验装置，满足产品实际受力的试验要求。 发明内容本发明的目的是为了解决目前轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验设备或装置的不足，提供了一种新型轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验方法及装置。该方法 能较真实反映轴箱拉杆橡胶关节的多向同时疲劳承载情况，多向载荷相互 不干涉，且试验周期更短。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 一种轴箱拉杆橡胶关节疲 劳试验方法，所述的轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验方法是将四个橡胶关节 同时放置于一个模拟轴箱系统中，再将模拟轴箱系统安装在试验平台上， 通过四个试验轴箱拉杆橡胶关节将拉杆、Z形框架和支座联结在一起；模 拟轴箱系统又分别与一个垂向施力装置和横向施力装置相连，其中，所述 的垂向施力装置安装在模拟轴箱系统垂向上方，垂向施力装置从垂直方向 与模拟轴箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加垂向试验力；垂向施力装 置用垂向油缸通过传递垂向载荷的垂向连接头与模拟轴箱系统联结在一 起；所述的横向施力装置是水平布置的，横向施力装置从水平方向与模拟 轴箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加横向试验力；通过对模拟轴箱系 统施加垂向施力和横向施力两个方向直线载荷，利用系统结构将两向载荷 转化为四个轴箱拉杆橡胶关节的径向、轴向、偏转和扭转四个方向载荷传 递到单个产品上，从而使每个产品受到不同的径向、轴向、偏转和扭转四 个方向载荷。根据上述方法提供的轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验装置是所述的轴箱 拉杆的四个橡胶关节同时置于模拟轴箱系统内，所述的模拟轴箱系统安装 在试验平台上，通过四个试验轴箱拉杆橡胶关节将拉杆、Z形框架和支座 联结在一起；模拟轴箱系统又分别与一个垂向施力装置和横向施力装置相连，其中，所述的垂向施力装置安装在模拟轴箱系统垂向上方，垂向施力 装置从垂直方向与模拟轴箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加垂向试验 力；垂向施力装置用垂向油缸通过传递垂向载荷的垂向连接头与模拟轴箱 系统联结在一起；所述的横向施力装置是水平布置的，横向施力装置从水 平方向与模拟轴箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加横向试验力；横向 施力装置用横向油缸通过传递横向载荷的横向连接头和滑台与模拟轴箱系 统联结在一起。由垂向施力装置、横向施力装置实现对模拟轴箱系统的垂 向、横向两向试验，通过系统结构特点把系统所受到的两向载荷转化为四 个轴箱拉杆橡胶关节的径向、轴向、偏转和扭转四个方向载荷。也就是对 四个试验轴箱拉杆橡胶关节进行了径向、轴向、偏转和扭转四个方向的试 验。本发明是对系统进行两向加载疲劳试验的装置，通过一套模拟轴箱系 统能够同时对四个轴箱拉杆橡胶关节进行四向疲劳试验，准确模拟出轴箱 拉杆橡胶关节径向、轴向、偏转和扭转同时承载时的受力特性。
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；图中1、轴箱拉杆橡胶关节，2、左支座，3、拉杆，4、 Z形框架，5、 垂向施力装置，6、右支座，7、垂向连接头，8、滑台，9、横向连接头， 10、锁紧螺母，11、固定架，12、横向施力装置。
具体实施方式
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，本发明为一种对模拟轴箱系统进行两向加载，从 而达到对四个轴箱拉杆橡胶关节同时进行四向加载疲劳试验的设备或装 置。所述的轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验方法是将四个橡胶关节同时放置 于一个模拟轴箱系统中，再将模拟轴箱系统安装在试验平台上，通过四个 试验轴箱拉杆橡胶关节将拉杆、Z形框架和支座联结在一起；模拟轴箱系 统又分别与一个垂向施力装置和横向施力装置相连，其中，所述的垂向施 力装置安装在模拟轴箱系统垂向上方，垂向施力装置从垂直方向与模拟轴 箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加垂向试验力；垂向施力装置用垂向 油缸通过传递垂向载荷的垂向连接头与模拟轴箱系统联结在一起；所述的 横向施力装置是水平布置的，横向施力装置从水平方向与模拟轴箱系统相 接触，并对模拟轴箱系统施加横向试验力；通过对模拟轴箱系统施加垂向 施力和横向施力两个方向直线载荷，利用系统结构将两向载荷转化为四个 轴箱拉杆橡胶关节的径向、轴向、偏转和扭转四个方向载荷传递到单个产 品上，从而使每个产品受到不同的径向、轴向、偏转和扭转四个方向载荷。根据上述方法提供的轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验装置是所述的轴箱 拉杆的四个橡胶关节同时置于模拟轴箱系统内，所述的模拟轴箱系统安装 在试验平台上，通过四个试验轴箱拉杆橡胶关节将拉杆、Z形框架和支座 联结在一起；模拟轴箱系统又分别与一个垂向施力装置和横向施力装置相 连，其中，所述的垂向施力装置安装在模拟轴箱系统垂向上方，垂向施力 装置从垂直方向与模拟轴箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加垂向试验力；垂向施力装置用垂向油缸通过传递垂向载荷的垂向连接头与模拟轴箱 系统联结在一起；所述的横向施力装置是水平布置的，横向施力装置从水 平方向与模拟轴箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加横向试验力；横向 施力装置用横向油缸通过传递横向载荷的横向连接头和滑台与模拟轴箱系 统联结在一起。由垂向施力装置、横向施力装置实现对模拟轴箱系统的垂 向、横向两向试验，通过系统结构特点把系统所受到的两向载荷转化为四 个轴箱拉杆橡胶关节的径向、轴向、偏转和扭转四个方向载荷。也就是对 四个试验轴箱拉杆橡胶关节进行了径向、轴向、偏转和扭转四个方向的试 验。实施例一一种轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验装置，至少有一个模拟轴箱系统，按 一定方式安装了四个轴箱拉杆橡胶关节；至少有一个垂向施力装置5，垂向 施力装置5从垂向与模拟轴箱系统相接触，对模拟轴箱系统施加垂向试验 力，即对四个轴箱拉杆橡胶关节施加轴向和偏转试验力；至少有一个横向 施力装置12，横向施力装置12从横向与模拟轴箱系统相接触，对模拟轴箱 系统施加横向试验力，即对四个轴箱拉杆橡胶关节施加径向和扭转试验力； 由模拟轴箱系统、垂向施力装置5和横向施力装置12实现对四个轴箱拉杆 橡胶关节同时进行径向、轴向、偏转和扭转加载试验。所述的模拟轴箱系 统，由Z形框架4、拉杆3 (两个)、左支座2和右支座6组成，四个轴箱 拉杆橡胶关节分别安装在两个拉杆中，两个拉杆通过轴箱拉杆橡胶关节将Z 形框架的两端分别与左支座和右支座联结在一起；所述的垂向施力装置安 装在Z形框架上方，是一种可以作上下(往返)垂向运动的垂向油缸。垂向施力装置用垂向油缸通过垂向连接头与Z形框架联结在一起；所述的横 向施力装置是水平布置的，横向施力装置是一种可以作往返水平运动的横 向油缸。横向施力装置通过横向连接头、固定架、锁紧螺母和滑台与Z形 框架联结在一起，锁紧螺母可以将横向连接头锁定在固定架上以保持系统 横向位移，Z形框架可以在横向受力的情况下沿滑台作垂向往返运动。设计装配时，将四个轴箱拉杆橡胶关节分别压装入两个拉杆3内，每 个拉杆一端的橡胶关节卡在Z形框架4的八字面内，用螺栓固定，另一端 的橡胶关节分别卡在左支座2和右支座6的八字面内，也用螺栓固定，再 将左支座2和右支座6固定在试验平台上。横向连接头9的一端与横向施 力装置12相连，另一端连接到滑台8上，两个滑台8通过螺杆与Z形框架 4的侧板联结在一起，既可释放整个系统的垂向自由度，又可实现对模拟轴 箱系统的横向加载；横向加载到一定载荷时，锁紧螺母10将横向连接头9 锁定在固定架ll上，以保持模拟轴箱系统的横向位移稳定，再用垂向连接 头7 —端的两块夹板和螺杆将Z形框架4夹紧，另一端与垂向施力装置5 相连，实现对模拟轴箱系统的垂向动态加载。
权利要求
1、轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验方法，其特征在于将四个橡胶关节同时放置于一个模拟轴箱系统中，再将模拟轴箱系统安装在试验平台上，通过四个试验轴箱拉杆橡胶关节将拉杆、Z形框架和支座联结在一起；模拟轴箱系统又分别与一个垂向施力装置和横向施力装置相连，其中，所述的垂向施力装置安装在模拟轴箱系统垂向上方，垂向施力装置从垂直方向与模拟轴箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加垂向试验力；所述的横向施力装置是水平布置的，横向施力装置从水平方向与模拟轴箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加横向试验力；通过对模拟轴箱系统施加垂向施力和横向施力两个方向直线载荷，利用系统结构将两向载荷转化为四个轴箱拉杆橡胶关节的径向、轴向、偏转和扭转四个方向载荷传递到单个产品上，从而使每个产品受到不同的径向、轴向、偏转和扭转四个方向载荷。
2、 一种实现权利要求1所述轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验方法的轴箱拉 杆橡胶关节疲劳试验装置，其特征在于轴箱拉杆的四个橡胶关节同时置 于模拟轴箱系统内，模拟轴箱系统又分别与一个垂向施力装置和横向施力 装置相连，其中，所述的垂向施力装置安装在模拟轴箱系统垂向上方，垂 向施力装置从垂直方向与模拟轴箱系统相接触；所述的横向施力装置是水 平布置的，横向施力装置从水平方向与模拟轴箱系统相接触。
3、 如权利要求2所述的轴箱拉杆橡胶关节四向疲劳试验装置，其特征 在于所述的模拟轴箱系统安装在试验平台上，通过四个试验轴箱拉杆橡 胶关节将拉杆、Z形框架和支座联结在一起。
4、 如权利要求2所述的轴箱拉杆橡胶关节四向疲劳试验装置，其特征在于所述的垂向施力装置用垂向油缸通过传递垂向载荷的垂向连接头与 模拟轴箱系统联结在一起。
5、 如权利要求2所述的轴箱拉杆橡胶关节四向疲劳试验装置，其特征在于所述的横向施力装置用横向油缸通过传递横向载荷的横向连接头和 滑台与模拟轴箱系统联结在一起。
6、 如权利要求2或3所述的轴箱拉杆橡胶关节四向疲劳试验装置，其 特征在于所述的模拟轴箱系统，由Z形框架、拉杆3、左支座和右支座组成，四个轴箱拉杆橡胶关节分别安装在两个拉杆中，两个拉杆通过轴箱拉杆橡胶关节将z形框架的两端分别与左支座和右支座联结在一起。
7、 如权利要求2或4所述的轴箱拉杆橡胶关节四向疲劳试验装置，其特征在于所述的垂向施力装置安装在Z形框架上方，是一种可以作上下垂向运动的垂向油缸；垂向施力装置通过传递垂向载荷的垂向连接头与Z 形框架联结在一起。
8、 如权利要求2或5所述的轴箱拉杆橡胶关节四向疲劳试验装置，其 特征在于所述的横向施力装置是水平布置的，横向施力装置是一种可以作往返水平运动的横向油缸；横向施力装置通过传递横向载荷的横向连接头、保持横向位移的锁紧螺母、固定架和释放自由度的滑台与Z形框架联 结在一起。
全文摘要
轴箱拉杆橡胶关节疲劳试验方法及装置，将四个橡胶关节同时放置于一个模拟轴箱系统中，再将模拟轴箱系统安装在试验平台上，通过四个试验轴箱拉杆橡胶关节将拉杆、Z形框架和支座联结在一起；模拟轴箱系统又分别与一个垂向施力装置和横向施力装置相连，其中，所述的垂向施力装置从垂直方向与模拟轴箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加垂向试验力；所述的横向施力装置是水平布置的，横向施力装置从水平方向与模拟轴箱系统相接触，并对模拟轴箱系统施加横向试验力。由模拟轴箱系统、垂向加载疲劳试验装置和横向加载疲劳试验装置实现对四个试验轴箱拉杆橡胶关节同时进行径向、轴向、偏转和扭转四向疲劳试验。
文档编号G01M99/00GK101256116SQ20081003102
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者侯海彪, 张志强, 心 李, 林达文, 进 王, 刚 陈 申请人:株洲时代新材料科技股份有限公司