衬套试验台架的制作方法

本实用新型属于汽车橡胶衬套台架试验技术领域，特别是涉及一种衬套试验台架。

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，能够起到缓冲震动、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，进而保证汽车平顺行驶。橡胶衬套的刚度和耐久性能对悬架K&C特性(悬架的运动学特性及弹性特性)及整车NVH(噪声、振动和声振粗糙度)性能有直接影响。故有必要对橡胶衬套进行台架试验，以验证其是否达到设计目标。

典型的橡胶衬套(例如汽车后纵臂橡胶衬套)，由金属外管、橡胶及金属芯棒组成，橡胶通过硫化的方式连接在金属外管与金属芯棒之间。

以汽车后纵臂橡胶衬套为例，安装在后纵臂上的橡胶衬套在受力时，橡胶发生变形，起到缓冲震动与冲击的作用。

橡胶衬套传递着车身和悬架导向机构之间的三个扭转力矩(Tx、Ty及Tz)和三个力(Fx、Fy及Fz)，在上述Fx、Fy及Fz的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轴及z轴的三个线刚度，和绕x轴、y轴及z轴的三个扭转刚度。而其中，径向(x、y方向)特性最重要。对于后纵臂衬套，由于芯棒与车身连接的安装面(芯棒与车身连接的安装面，以下简称为安装面)和x、y方向均不平行，且对于不同的车型，安装面与y方向之间的夹角不同。

现有的橡胶衬套试验台架通常包括液压作动器、圆盘、两个立柱、基座及横梁等。基座内置力传感器，液压作动器作用在圆盘的顶部，两个立柱间隔设置在圆盘的两侧，横梁连接在两个立柱的下方。试验时，橡胶衬套压装到圆盘内，橡胶衬套的金属外管与圆盘的内孔过盈配合，橡胶衬套芯棒的两端分别固定在两个立柱上，立柱为根据橡胶衬套的安装面与y方向的夹角而设计的专用立柱，立柱与芯棒的两端只有固定的安装角度。

由此，现有的橡胶衬套试验台架，对于每一种不同的橡胶衬套，尤其是安装面与y方向的夹角不同时，需要设计专用的立柱，试验成本高及通用性差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的衬套试验台架试验成本高及通用性差的缺陷，提供一种衬套试验台架。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种衬套试验台架，包括作动器、衬套外圈夹具、第一立柱、第一调节块、第一锁紧件、第二立柱、第二调节块、第二锁紧件、横梁及基座，所述衬套外圈夹具用于夹紧衬套的金属外管，所述作动器连接在所述衬套外圈夹具的顶部，所述第一立柱及第二立柱设置在所述衬套外圈夹具的两侧，所述横梁连接在所述第一立柱及第二立柱的底部，所述基座连接在所述横梁的底部，所述第一调节块固定安装在第一立柱上且安装角度可调，所述第二调节块固定安装在第二立柱上且安装角度可调，所述第一锁紧件用于将衬套芯棒的一端锁紧在所述第一调节块上，所述第二锁紧件用于将衬套芯棒的另一端锁紧在所述第二调节块上。

进一步地，所述衬套外圈夹具的顶部具有安装平面，所述作动器连接在所述安装平面上。

进一步地，所述第一立柱及第二立柱以所述衬套外圈夹具为中心对称设置。

进一步地，所述第一立柱及第二立柱垂直于所述横梁，所述作动器的施力方向垂直于所述横梁，所述基座垂直设置在所述横梁底部的中间位置。

进一步地，所述作动器内置位移传感器，所述位移传感器用于检测作动器的位移；所述基座内置力传感器，所述力传感器用于检测横梁施加在所述基座上的力。

进一步地，所述第一立柱包括可拆卸连接的第一立柱上部及第一立柱下部，所述第一立柱上部设置有第一上部半圆槽，所述第一立柱下部设置有第一下部半圆槽，所述第一上部半圆槽及第一下部半圆槽对接形成第一圆柱通孔，所述第一调节块为被所述第一立柱上部及第一立柱下部夹持在所述第一圆柱通孔内的第一圆柱块；所述第二立柱包括可拆卸连接的第二立柱上部及第二立柱下部，所述第二立柱上部设置有第二上部半圆槽，所述第二立柱下部设置有第二下部半圆槽，所述第二上部半圆槽及第二下部半圆槽对接形成第二圆柱通孔，所述第二调节块为被所述第二立柱上部及第二立柱下部夹持在所述第二圆柱通孔内的第二圆柱块。

进一步地，所述衬套外圈夹具设置有可与衬套的金属外管过盈配合的第三圆柱通孔，所述第一圆柱通孔、第二圆柱通孔及第三圆柱通孔同轴。

进一步地，所述第一圆柱块设置有沿其轴向延伸的第一轴向通孔、沿其径向延伸的第一径向通孔及沿其径向延伸的第一螺纹孔，所述第一轴向通孔可容纳衬套芯棒的一端，所述第一径向通孔与所述第一螺纹孔同轴设置，且分别与所述第一轴向通孔连通；所述第二圆柱块设置有沿其轴向延伸的第二轴向通孔、沿其径向延伸的第二径向通孔及沿其径向延伸的第二螺纹孔，所述第二轴向通孔可容纳衬套芯棒的另一端，所述第二径向通孔与所述第二螺纹孔同轴设置，且分别与所述第二轴向通孔连通。

进一步地，所述第一锁紧件包括第一螺栓，所述第一螺栓头部的直径小于所述第一径向通孔的直径，所述第一螺栓穿过所述第一径向通孔及衬套芯棒一端的安装孔并与所述第一螺纹孔螺纹连接；所述第二锁紧件包括第二螺栓，所述第二螺栓头部的直径小于所述第二径向通孔的直径，所述第二螺栓穿过所述第二径向通孔及衬套芯棒另一端的安装孔并与所述第二螺纹孔螺纹连接。

进一步地，所述第一锁紧件还包括第一垫片，所述第一垫片垫设在所述第一螺栓头部与第一轴向通孔内壁之间；所述第二锁紧件还包括第二垫片，所述第二垫片垫设在所述第二螺栓头部与第二轴向通孔内壁之间。

根据本实用新型的衬套试验台架，试验时，衬套的金属外管通过衬套外圈夹具夹紧，将衬套芯棒的一端通过第一锁紧件锁紧在第一调节块上，将衬套芯棒的另一端通过第二锁紧件锁紧在第二调节块上，由于第一调节块固定安装在第一立柱上且安装角度可调，且第一调节块固定安装在第一立柱上且安装角度可调，这样，芯棒两端与车身连接的安装面分别相对于第一立柱及第二立柱安装角度可调，这样，通过调节第一调节块与第一立柱以及第二调节块与第二立柱之间的安装角度，能够使得芯棒两端与车身连接的安装面与作动器的施力方向的夹角可调，对于每一种不同的橡胶衬套试验，即使橡胶衬套装车后安装面与y方向的夹角不同，也不需要另外设计专用的立柱，使得该衬套试验台架可以通用于装车后安装面与y方向的夹角不同的橡胶衬套的台架试验，进而节约了重复开发试验台架的成本，缩短了试验准备周期。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的衬套试验台架的立体图；

图2是本实用新型一实施例提供的衬套试验台架的正视图；

图3是沿图2中A-A方向的剖视图；

图4是本实用新型一实施例提供的衬套试验台架其第一立柱与第一圆柱块(或第二立柱与第二圆柱块)的剖视图；

图5是本实用新型一实施例提供的衬套试验台架其第一圆柱块(第二圆柱块)的立体图；

图6是本实用新型一实施例提供的衬套试验台架其第一圆柱块(第二圆柱块)的剖视图；

图7是本实用新型一实施例提供的衬套试验台架其第一锁紧件与第一圆柱块(或第二锁紧件与第二圆柱块)的连接示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、作动器；2、衬套外圈夹具；21、安装平面；22、第三圆柱通孔；3、第一立柱；31、第一立柱上部；311、第一上部半圆槽；32、第一立柱下部；321、第一下部半圆槽；322、螺纹孔；33、第一圆柱通孔；4、第一圆柱块；41、第一轴向通孔；42、第一径向通孔；43、第一螺纹孔；5、第二立柱；51、第二立柱上部；511、第二上部半圆槽；52、第二立柱下部；521、第二下部半圆槽；522、螺纹孔；53、第二圆柱通孔；6、第二圆柱块；61、第二轴向通孔；62、第二径向通孔；63、第二螺纹孔；7、横梁；71、螺纹孔；72、第一长圆孔；73、第二长圆孔；8、基座；9、衬套；91、金属外管；92、橡胶；93、芯棒；931、安装面；932、安装孔；10、螺栓；20、螺栓；30、第一螺栓；40、第一垫片；50、第二螺栓；60、第二垫片；70、螺栓；80、螺栓。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下文中的上、下、前、后、底部及顶部均指的是衬套试验台架水平放置时的方位。汽车坐标系的长度方向、宽度方向及高度方向以下简称为x方向、y方向及z方向。

请参照图1至图7，本实用新型一实施例提供的衬套试验台架，包括作动器1、衬套外圈夹具2、第一立柱3、构成第一调节块的第一圆柱块4、第一锁紧件、第二立柱5、构成第二调节块的第二圆柱块6、第二锁紧件、横梁7及基座8。所述第一立柱3及第二立柱5设置在所述衬套外圈夹具2的两侧，所述横梁7连接在所述第一立柱3及第二立柱5的底部，所述基座8连接在所述横梁7的底部。

本实施例中，所述作动器1轴向加载，所述作动器1内置位移传感器(图中未标示)，所述位移传感器用于检测作动器1(衬套外圈夹具2)的位移；所述基座8内置力传感器(图中未标示)，所述力传感器用于检测横梁7施加在所述基座8上的力。

如图1及图7所示，待试验的衬套9由金属外管91、橡胶92及芯棒93组成，橡胶92通过硫化的方式连接在金属外管91与芯棒93之间，芯棒93的两端在装车后与车身连接，芯棒93的两端与车身连接的部分呈扁平状。如图7所示，该扁平状部分形成有安装面931，安装面931上设置有安装孔932，装车后，安装面与y方向的夹角不平行。

本实施例中，所述第一圆柱块4固定安装在第一立柱3上且安装角度可调，所述第二圆柱块6固定安装在第二立柱5上且安装角度可调，所述第一锁紧件用于将衬套芯棒93的一端锁紧在所述第一圆柱块4上，所述第二锁紧件用于将衬套芯棒93的另一端锁紧在所述第二圆柱块6上。

如图1所示，所述衬套外圈夹具2的顶部具有安装平面21，所述作动器1通过螺栓连接在所述安装平面21上。

本实施例中，作动器1为液压作动器、气压作动器或者是电机等能够进行往复运动的动力装置。

本实施例中，如图1及图2所示，所述第一立柱3及第二立柱5以所述衬套外圈夹具2为中心对称设置，即衬套外圈夹具2设置在第一立柱3与第二立柱5的正中间。

本实施例中，如图1及图2所示，所述第一立柱3及第二立柱5垂直于所述横梁7，所述作动器1的施力方向垂直于所述横梁7，所述基座8垂直设置在所述横梁7底部的中间位置。

这样，作动器1的垂直施加在衬套外圈夹具2上的力，分两路传递；其中一路传递路径为，衬套外圈夹具2、衬套9、第一圆柱块4、第一立柱3、横梁7及基座8；另一路传递路径为，衬套外圈夹具2、衬套9、第二圆柱块6、第二立柱5、横梁7及基座8；两路力合成后作用在基座8上，并被基座8内置的力传感器检测。

如图1至图4所示，所述第一立柱3包括通过螺栓10可拆卸连接的第一立柱上部31及第一立柱下部32，所述第一立柱上部31设置有第一上部半圆槽311，所述第一立柱下部32设置有第一下部半圆槽321，所述第一上部半圆槽311及第一下部半圆槽321对接形成第一圆柱通孔33，所述第一圆柱块4被所述第一立柱上部31及第一立柱下部32夹持在所述第一圆柱通孔33内。

所述第二立柱5包括通过螺栓20可拆卸连接的第二立柱上部51及第二立柱下部52，所述第二立柱上部51设置有第二上部半圆槽511，所述第二立柱下部52设置有第二下部半圆槽521，所述第二上部半圆槽511及第二下部半圆槽521对接形成第二圆柱通孔53，所述第二圆柱块6被所述第二立柱上部51及第二立柱下部52夹持在所述第二圆柱通孔53内。

当螺栓10及螺栓20拧紧时，所述第一圆柱块4固定安装在所述第一圆柱通孔33内，所述第二圆柱块6固定安装在所述第二圆柱通孔53内，第一圆柱块4与第一立柱3的安装角度确定，第二圆柱块6与第一立柱5的安装角度确定，以此衬套9以某个确定的角度固定在该衬套试验台架上；当卸下螺栓10及螺栓20时，所述第一立柱上部31及第一立柱下部32分离，所述第二立柱上部51及第二立柱下部52分离，可转动衬套9，当衬套9旋转到某一安装角度时，再重新拧紧螺栓10及螺栓20，衬套9可以进行下一个安装角度的试验。例如，作动器1先沿衬套9的径向x方向加载，对衬套9进行刚度(或耐久)性能试验。试验完成后，将衬套9旋转90度，即作动器1能够沿衬套9的径向y方向加载，对衬套9进行刚度(或耐久)性能试验。可见，该衬套试验台架操作简单、便捷。

本实施例中，如图1所示，所述衬套外圈夹具2大致为圆盘状，并沿其厚度方向设置有可与衬套的金属外管91过盈配合的第三圆柱通孔22，所述第一圆柱通孔33、第二圆柱通孔53及第三圆柱通孔22同轴，以此保证第一圆柱块4、第二圆柱块6及衬套9同轴。第三圆柱通孔22的直径与衬套的金属外管91的外径一致，衬套外圈夹具2的厚度与衬套的金属外管91的轴向长度一致。

本实施例中，如图3至图7所示，所述第一圆柱4块设置有沿其轴向延伸的近似梯形的第一轴向通孔41、沿其径向延伸的第一径向通孔42及沿其径向延伸的第一螺纹孔43，所述第一轴向通孔41可容纳衬套芯棒93的一端，所述第一径向通孔42与所述第一螺纹孔43同轴设置，且分别与所述第一轴向通孔41连通，第一径向通孔42的轴线通过第一圆柱块4的几何中心并垂直穿过第一轴向通孔41的内壁；所述第二圆柱块6设置有沿其轴向延伸的近似梯形的第二轴向通孔61、沿其径向延伸的第二径向通孔62及沿其径向延伸的第二螺纹孔63，所述第二轴向通孔61可容纳衬套芯棒93的另一端，所述第二径向通孔62与所述第二螺纹孔63同轴设置，且分别与所述第二轴向通孔61连通，第二径向通孔62的轴线通过第二圆柱块6的几何中心并垂直穿过第二轴向通孔61的内壁。

本实施例中，如图4至图7所示，所述第一锁紧件包括第一螺栓30及第一垫片40，所述第一螺栓30头部的直径小于所述第一径向通孔42的直径，所述第一螺栓30穿过所述第一径向通孔42及芯棒93一端的安装孔932并与所述第一螺纹孔43螺纹连接，以此将衬套芯棒93的一端锁紧在所述第一圆柱块4上，所述第一垫片40垫设在所述第一螺栓30头部与第一轴向通孔41内壁之间。所述第二锁紧件包括第二螺栓50及第二垫片60，所述第二螺栓50头部的直径小于所述第二径向通孔6的直径，所述第二螺栓50穿过所述第二径向通孔62及衬套芯棒93另一端的安装孔932并与所述第二螺纹孔63螺纹连接，以此将衬套芯棒93的另一端锁紧在所述第二圆柱块6上，所述第二垫片60垫设在所述第二螺栓50头部与第二轴向通孔61内壁之间。

本实施例中，如图1所示，所述横梁7的中间位置设置有螺纹孔71，所述基座8通过一穿过螺纹孔71的螺栓(图中未标示)连接在所述横梁7的底部。所述横梁7上位于所述螺纹孔71两侧的位置对称设置有第一长圆孔72及第二长圆孔73，第一长圆孔72及第二长圆孔73的长度方向为所述横梁7的长度方向。如图2至图4所示，所述第一立柱下部32及第二立柱下部52的底部分别设置有螺纹孔322、螺纹孔522；一螺栓70依次穿过第一长圆孔72及螺纹孔322，以此将第一立柱下部32连接在横梁7上，一螺栓80依次穿过第二长圆孔73及螺纹孔522，以此将第二立柱下部52连接在横梁7上。

另外，螺栓70及螺栓80在拧紧之前可分别在第一长圆孔72及第二长圆孔73中滑动，以此调节第一立柱3及第二立柱5在横梁7上的位置。这样，对于不同芯棒长度的衬套，该衬套试验台架都能适用，通用性进一步增强。

上述实施例的工作原理如下：

试验前，根据该衬套9的装车环境，即装车时，衬套9的安装面931与y方向的夹角(y方向在试验时即为作动器的加载方向)，确定好安装面931与力加载方向所需要的角度，先将衬套9的金属外管91过盈插接在所述衬套外圈夹具2的第三圆柱通孔22内，然后将芯棒93的两端分别放置在第一立柱下部32的第一下部半圆槽321中及第二立柱下部52的第二下部半圆槽521中，然后将第一立柱上部31及第二立柱上部51分别放置在第一立柱下部32及第二立柱下部52的上方，然后拧入螺栓10及螺栓20，将所述第一圆柱块4及第二圆柱块6固定安装在所述第一立柱3及第二立柱5上。

作动器1轴向加载，并通过挤压衬套外圈夹具2将力作用到衬套9上，衬套9发生形变并对第一圆柱块4及第二圆柱块6总成5产生径向(上下方向)力，第一圆柱块4及第二圆柱块6分别将径向(上下方向)力传递到第一立柱3及第二立柱5，第一立柱3及第二立柱5再将力传递到横梁7，最终传递到基座8上，基座8内置的力传感器测量这个径向(上下方向)力。根据力传感器测量的这个径向力，再结合作动器1内置的位移传感器所检测的位移，就能分析出所述衬套9的刚度及耐久性能。

试验完成后，卸下螺栓10及螺栓20时，所述第一立柱上部31及第一立柱下部32分离，所述第二立柱上部51及第二立柱下部52分离，可转动衬套9，当衬套9旋转到某一安装角度时，再重新拧紧螺栓10及螺栓20，衬套9可以进行下一个安装角度的试验。例如，作动器1先沿衬套9的径向x方向加载，对衬套9进行刚度(或耐久)性能试验。试验完成后，将衬套9旋转90度，即作动器1能够沿衬套9的径向y方向加载，对衬套9进行刚度(或耐久)性能试验。

根据本实用新型上述实施例的衬套试验台架，试验时，衬套的金属外管通过衬套外圈夹具夹紧，将衬套芯棒的一端通过第一锁紧件锁紧在第一调节块上，将衬套芯棒的另一端通过第二锁紧件锁紧在第二调节块上，由于第一调节块固定安装在第一立柱上且安装角度可调，且第一调节块固定安装在第一立柱上且安装角度可调，这样，芯棒两端与车身连接的安装面分别相对于第一立柱及第二立柱安装角度可调，这样，通过调节第一调节块与第一立柱以及第二调节块与第二立柱之间的安装角度，能够使得芯棒两端与车身连接的安装面与作动器的施力方向的夹角可调，对于每一种不同的橡胶衬套试验，即使橡胶衬套装车后安装面与y方向的夹角不同，也不需要另外设计专用的立柱，试验成本低，该衬套试验台架，可以通用于装车后安装面与y方向的夹角不同的橡胶衬套的台架试验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。