一种橡胶衬套径向刚度测量装置的制作方法

本实用新型涉及刚度测量技术，尤其涉及橡胶衬套径向刚度的测量装置。

背景技术：

橡胶衬套作为车辆底盘系统中的重要减震类零部件，其弹性特征对整车的行驶平顺性、驾驶舒适性、操纵稳定性有着重要影响。根据实际工况选择满足要求的、性能参数合适的橡胶衬套对整车性能有重要意义。然而，由于橡胶衬套本身结构的复杂性，其弹性特征的测量精度一直以来都是行业内的技术难点。橡胶材料具有迟滞特性，其拉伸行程曲线和压缩行程曲线形成迟滞环，该迟滞环的位置、形状与尺寸信息能够反映多项橡胶衬套的力学特征。若上述迟滞环的位置、形状与尺寸信息出现测量误差，会导致最终计算出的橡胶衬套的力学特征也出现很大偏差。目前市场上的专业检测橡胶衬套径向刚度的试验装置多只测量拉伸或压缩单个行程中的局部力—位移曲线，计算出的刚度值往往与真实值偏差较大。因而亟需开发一套结构简单、成本低、更适宜推广的橡胶衬套径向刚度测量装置和测量方法。

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测量装置精度低等不足之处，提供一种结构简单、操作方便、高精度、低成本的橡胶衬套径向刚度测量装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种橡胶衬套径向刚度测量装置，橡胶衬套样件结构包括空相、实相、环形轴肩、圆柱侧面和中心孔，实相为内嵌金属片的橡胶材料，且与空相呈十字交叉分布，中心孔为衬套中心金属材料上的圆柱孔，环形轴肩和圆柱侧面均由橡胶材料组成，径向刚度测量装置结构包括样件固定装置和样件驱动装置；所述样件固定装置包括套环和固定杆，保证试验过程中样件圆柱侧面固定不动；所述样件驱动装置包括芯轴、立柱、螺纹连接、横梁和施力杆，使橡胶衬套样件中心孔内表面在试验台运动端载荷作用下产生变形；通过控制试验台运动端双向运动实现加载、卸载过程，测量运动端施加的载荷和位移，能够得到橡胶衬套样件的力—位移曲线和迟滞特征；改变橡胶衬套安装方向能够测得其实相和空相的刚度。

所述样件固定装置中固定杆为一端具有螺纹(简称为螺纹端)的圆柱体，另一端通过夹紧装置与试验台固定端相连(简称为夹紧端)；试验过程中固定杆保持不动。

所述样件固定装置的套环为具有与橡胶衬套空相和实相位置和数量相对应的径向螺纹孔的圆柱环，其内表面与橡胶衬套样件圆柱侧面采用过盈配合的方式安装，且安装时采用定位装置使橡胶衬套空相和实相方向与套环上螺纹孔的轴线方向保持一致；套环通过橡胶衬套上的环形轴肩实现轴向定位。

所述样件驱动装置中施力杆为一端具有螺纹(简称为螺纹端)的圆柱体，另一端通过夹紧装置与试验台运动端相连(简称为夹紧端)；试验过程中施力杆随试验台运动端一起运动。

所述样件驱动装置中芯轴为两端具有平台、平台上具有通孔的圆柱体，与橡胶衬套样件中心孔内表面采用过盈配合的方式安装。

所述样件驱动装置中立柱为两端均具有螺纹的圆柱体，一侧螺纹与芯轴通过螺栓连接相连，另一侧螺纹与横梁两端的螺纹孔相连。

所述样件驱动装置中横梁两端和中部均具有螺纹孔，两端螺纹孔与立柱相连，中间螺纹孔与施力杆螺纹端相连；横梁随施力杆一起运动，且立柱和施力杆分布在横梁两侧。

将固定杆螺纹端与套环上与橡胶衬套空相对应的螺纹孔相连，施力杆运动方向与橡胶衬套空相方向相同，样件中心孔变形方向也与空相方向相同，能够测量橡胶衬套样件空相方向的径向刚度。

将固定杆螺纹端与套环上与橡胶衬套实相对应的螺纹孔相连，施力杆运动方向与橡胶衬套实相方向相同，样件中心孔变形方向也与实相方向相同，能够测量橡胶衬套样件实相方向的径向刚度。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1.本实用新型中提出的橡胶衬套径向刚度测量装置，能够在普通的材料拉伸试验台上测量橡胶衬套的径向刚度，不仅能够大大节省试验设备成本，还能提高现有材料拉伸试验台的使用价值。

2.本实用新型中提出的橡胶衬套径向刚度测量装置，能够利用相同的装置、在同一个试验台上测得橡胶衬套实相和空相的刚度，只需要改变橡胶衬套的安装方向，操作简单。

3.本实用新型中提出的橡胶衬套径向刚度测量装置，能够测得橡胶衬套拉伸和压缩两个行程的力—位移曲线，得到橡胶衬套的迟滞特征曲线，计算得到的橡胶衬套径向刚度精度更高。

4.本实用新型中提出的橡胶衬套径向刚度测量装置结构简单，加工制造方便、成本低，适合大范围推广。

5.本实用新型中提出的橡胶衬套径向刚度测量装置，能够测量任意型号规格的橡胶衬套的径向刚度，适用性广。

附图说明

图1为本实用新型中橡胶衬套样件结构示意图，其中1为橡胶衬套样件、1.1为空相、1.2为实相、1.3为中心孔、1.4为圆柱侧面、1.5为环形轴肩。

图2为本实用新型中橡胶衬套实相径向刚度测量装置结构示意图，其中2为螺栓连接、3为芯轴、4为立柱、5为横梁、6为施力杆、7为套环、8为固定杆。

图3为本实用新型中橡胶衬套空相径向刚度测量装置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

橡胶衬套样件1为由橡胶和金属材料组成的圆形空心回转体，如图1所示，其结构包括空相1.1、实相1.2、中心孔1.3、圆柱侧面1.4和环形轴肩1.5。所述的实相1.2为内嵌金属片的橡胶材料，且与空相呈十字交叉分布。所述的中心孔1.3为衬套中心金属材料上的圆柱孔。所述的环形轴肩1.5和圆柱侧面1.4均由橡胶材料组成。

所述的橡胶衬套径向刚度测量装置，如图2～3所示，其结构包括螺栓连接2、芯轴3、立柱4、横梁5、施力杆6、套环7、固定杆8。所述的施力杆6和固定杆8均为一端具有螺纹(简称为螺纹端)的圆柱体，另一端通过夹紧装置与试验台相连(简称为夹紧端)。以在材料拉伸试验台上测量橡胶衬套径向刚度为例，施力杆6的夹紧端与试验台的运动端相连，随试验台运动端一起做直线运动；固定杆8的夹紧端与试验台固定端相连，在整个试验过程中保持不动。由于试验台固定端与运动端始终在同一直线上，固定杆8和施力杆6也始终在同一直线上，且相对布置。通过控制试验台运动端双向运动实现加载、卸载过程，测量运动端施加的载荷和位移，能够得到橡胶衬套样件1的力—位移曲线和迟滞特征。

芯轴3为两端具有平台、平台上具有通孔的圆柱体，与橡胶衬套样件1的中心孔1.3内表面采用过盈配合的方式安装在一起。立柱4为两端均具有螺纹的圆柱体，一侧螺纹与芯轴3通过螺栓连接2相连，另一侧螺纹与横梁5两端的螺纹孔相连。横梁5两端和中部均具有螺纹孔，两端螺纹孔与立柱4相连，中间螺纹孔与施力杆6的螺纹端相连，随施力杆一起运动，且立柱4和施力杆6分布在横梁5两侧。芯轴3、立柱4、螺纹连接2、横梁5和施力杆6组成样件驱动装置，使橡胶衬套样件1中心孔1.3内表面在试验台运动端载荷作用下产生变形。中心孔1.3内表面变形量能够根据试验台运动端位移计算得到。

套环7为具有与橡胶衬套样件1空相1.1和实相1.2位置和数量相对应的径向螺纹孔的圆柱环。套环7圆环内表面与橡胶衬套样件1圆柱侧面1.4采用过盈配合的方式安装，安装时采用定位装置使橡胶衬套样件1空相1.1和实相1.2方向与套环7上螺纹孔的轴线方向保持一致，并通过环形轴肩1.5实现轴向定位。套环7的螺纹孔与固定杆8的螺纹端相连，组成样件固定装置，保证试验过程中样件1的圆柱侧面1.4固定不动。

所述的橡胶衬套径向刚度测量装置能够测量橡胶衬套样件1空相1.1方向的径向刚度，如图2所示。将固定杆8的螺纹端与上述套环7上与橡胶衬套样件1空相1.1对应的螺纹孔相连，则固定杆8、立柱4和施力杆6方向平行，且施力杆6运动方向与橡胶衬套样件1的空相1.1的方向相同，橡胶衬套样件1中心孔1.3变形方向也与空相1.1方向相同，因此可以测得橡胶衬套空相的刚度。

所述的橡胶衬套径向刚度测量装置能够测量橡胶衬套样件1实相1.2方向的径向刚度，如图3所示。将固定杆8的螺纹端与上述套环7上上与橡胶衬套样件1实相1.2对应的螺纹孔相连，则固定杆8、立柱4和施力杆6方向平行，且施力杆6运动方向与橡胶衬套样件1的实相1.2的方向相同，橡胶衬套样件1中心孔1.3变形方向也与实相1.2方向相同，因此可以测得橡胶衬套空相的刚度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,本领域技术人员知悉,在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外,在本实用新型的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此,本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。