专利名称：一种橡胶铰链静刚度测试装置及测试方法
技术领域：
本发明专利属测试技术领域，涉及一种橡胶铰链试验装置及测试方法，具体地说，是一种车用橡胶铰链静刚度测试的试验装置及测试方法。
背景技术：
橡胶铰链主要作用就是联接后轴与车身，改善行驶性能和舒适性，减缓车轮传递的冲击力。然而，实际中应用的橡胶铰链结构形式多样，组成的材料复杂，在各个方向表现的刚度特性也大不相同，如轴向和径向的刚度值各不相同，工作中表现出典型的非线性特性，故在设计中需对橡胶铰链的性能进行验证，确保整车具有优良的操作稳定性和行驶平顺性。
经对现有技术文献的检索发现，中国专利号为ZL200510025773.6，专利名称为车用橡胶衬套机械特性测试定位夹紧装置，该专利自述为特这"一种属于机械工程技术领域地定
位夹紧装置，具体地说，是一种车用橡胶衬套机械特性测试定位夹紧装置，其特征是操作
快速方便、结构简单实用地特点，运用内切圆与三角形的特殊几何关系，利用v型块平台的
槽面外切轴套进行定位及可移动顶块的快速移动夹紧，实现不同尺寸的衬套铰接总成的定位
夹紧；同时，也可以实现橡胶衬套的定位夹紧，用于各种尺寸及结构的橡胶衬套及衬套铰接
总成。"该技术方案虽然运用内切圆与三角形的特殊几何关系，利用v型块平台的槽面外切轴套进行定位及可移动顶块的快速移动夹紧，实现不同尺寸的衬套铰接总成的定位夹紧；同时，也可以实现橡胶衬套的定位夹紧，用于各种尺寸及结构的橡胶衬套及衬套铰接总成，但无法保证橡胶铰链在夹紧过程中不发生变形，特别是测试时发生的变形，另外也未规定一种符合该类试验的方法。
综上所述，现有技术中存在如下技术问题-
(1) 现在的技术要求需对橡胶铰链的性能进行验证，确保整车具有优良的操作稳定性和行驶平顺性，而现有技术中并无相关装置；
(2) 现有技术中的测试装置无法保证橡胶铰链在夹紧过程中不发生变形，特别是测试时发生的变形；
(3 ) 现有技术中也没有符合该类试验的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种橡胶铰链静刚度测试的试验装置及测试方法，其可以对橡胶铰链的性能进行验证并保证橡胶铰链在夹紧过程中不发生变形。
本发明另一 目的是提出一种结构简单、生产及使用成本低廉的橡胶铰链静刚度测试装置及科学实用的测试方法。
本发明的橡胶铰链静刚度测试装置，包括由仿形压头、轴套、施力架、月牙型支承块组成。所述仿形压头是根据橡胶铰链端部形状结构设计而成的，仿形压头与被测橡胶铰链端部正好是一对凹凸配合。轴套根据橡胶铰链裙部设计而成，轴套与铰链裙部采用过渡配合；施力架采用叉式结构，两叉臂开有定位施力孔，施力架顶部开有螺纹孔与万能试验机相连接，所述叉臂定位施力孔采用销连接，销孔采用间隙配合；月牙型支承座设计与橡胶铰链裙部采用同一弧度，配合处不能产生间隙。为科学测试橡胶铰链静态刚度，特规定了一种测试橡胶铰链静刚度的测试方法。
具体技术方案如下
一种橡胶铰链静刚度测试装置，包括施力构件，传力构件和支承构件，所述施力构件与传力构件相接触和/或相连接，所述所述施力构件可向传力构件施加垂直方向的力，所述传力构件与橡胶铰链相接触和/或相连接，所述传力构件可向橡胶铰链施加垂直方向的力，所述支承构件支承橡胶铰链。
所述施力构件为一施力螺栓(8)，所述传力构件为一压块(5)，所述支承构件为一垫套(6)，该施力螺栓(8)穿过压块(5)上的孔，并穿入橡胶铰链的孔中，所述垫套(6)垫起橡胶铰链。
进一步包括一轴套(2)，其与所述橡胶铰链的裙部相对应，该轴套(2)与橡胶铰链的裙部套装并过渡配合。
所述垫套(6)垫起轴套(2)从而垫起橡胶铰链。
所述压块(5)平放于橡胶铰链的上端部，所述施力螺栓(8)在橡胶铰链的下端部设有一螺帽，其与施力螺栓(8)配合锁紧橡胶铰链。
还包括一仿形压头(1)，其放置于橡胶铰链的上端部和/或下端部，该仿形压头(1)与橡胶铰链配合安装，并放置入所述轴套(2)。
所述施力构件为一施力架(3)，所述传力构件为一销轴(7)，所述支承构件为一月牙型支承座(4)，该销轴(7)穿过施力架(3)两侧的孔并穿过位于中间的橡胶铰链，橡胶铰链安装在月牙型支承座(4)上或内。
进一步包括一轴套(2)，其与所述橡胶铰链的裙部相对应，该轴套(2)与橡胶铰链的裙部套装并过渡配合。
所述轴套(2)与橡胶铰链匹配，并安装在月牙型支承座(4)上或内。
所述施力架(3)为叉式结构，其所述两侧为两叉臂，该叉臂上开有所述的孔。
所述孔为定位施力孔，所述施力架(3)顶部开有螺纹孔，其用于与万能试验机相连接。所述月牙型支承座(4)与橡胶铰链的裙部弧度相同，配合处无间隙。
还包括一仿形压头(1)，其放置于橡胶铰链的上端部和/或下端部，该仿形压头(1)与橡胶铰链配合安装，并放置入所述轴套(2)。
上述橡胶铰链静刚度测试装置的测试方法，采用如下步骤
(1) 将橡胶铰链处于测试状态；
(2) 预加载荷至约定载荷时卸载；
(3) 再加载至约定载荷时卸载，共进行三次；
(4) 预加载后设备力值为50N时调至零点；
(5) 测试至约定载荷停止试验，记录力和位移曲线。步骤(1)进一步包括
(l-l) 将仿形压头(1)放置于橡胶铰链端部；
(l-2) 将配合完好的仿形压头(1)与橡胶铰链放置于轴套(2)内，使其保持垂直；
(l-3) 轴套(2)用垫套(6)垫起；
(1-4) 将万能试验机压头向仿形压头(1)施加均匀载荷，直至压至测试部位。
测试步骤进一步包括
(a) 将压块(5)平放于橡胶铰链端部；
(b) 将施力螺栓(8)插入压块(5)的孔及橡胶铰链的孔中；(C)使用螺帽将橡胶铰链另一端锁紧；
(d) 使用垫套(6)垫起轴套(2);
(e) 使用万能试验机压头对施力螺栓(8)头部均匀施加载荷，并记录力和位移曲线。
测试步骤进一步包括
(a) 将销轴(7)插入施力架(3)及待测橡胶铰链的孔中；
(b) 将压好轴套(2)的橡胶铰链放入月牙型支座4内；
(C)将施力架(3)与万能试验机通过施力架顶部螺纹孔相连接；
(d) 将橡胶铰链调整至测试方向，并保证轴套与加载方向垂直；
(e) 均匀施加载荷，然后记录力和位移曲线。
测试步骤进一步包括还进一步包括步骤(f):旋转轴套(2)进行相反方向的静刚度测
试o
图1为橡胶铰链仿形压头示意图；图2为橡胶铰链月牙型支承示意图；图3为橡胶铰链VI方向静刚度测试装置示意图； 图4为橡胶铰链V2方向静刚度测试装置示意图； 图5为橡胶铰链V3方向静刚度测试装置示意图。
具体实施例方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
本事实力的橡胶铰链A静态刚度测试装置仿形压头1、轴套2、施力架3、月牙型支承座 4、压块5、垫套6组成，特别还包括销轴7、施力螺栓8组成。
仿形压头1根据橡胶铰链端部形状结构设计而成，仿形压头与被测橡胶铰链端部正好是 一对凹凸配合，确保加载过程中不变形或不发生局部变形。
轴套2根据橡胶铰链裙部设计而成，轴套2与铰链裙部采用过渡配合；施力架3采用叉 式结构，两叉臂开有定位施力孔，用于销轴7插入。施力架3顶部还开有螺纹孔与万能试验 机相连接。
月牙型支承座4，月牙型支承座4设计与橡胶铰链裙部采用同一弧度，轴套2与月牙型 支承4座配合不能有间隙产生。
为完成对橡胶铰链静刚度测试，所述橡胶铰链裙部应压入轴套2内；在将橡胶铰链裙部 压入轴套2时，首先将仿形压头1放置于橡胶铰链端部，将配合完好的仿形压头1与橡胶铰 链放置于轴套2内(轴套2需倒圆)，使其保持垂直，轴套2应用垫套6垫起，避免加载过程 中，橡胶铰链与设备底座发生碰撞。将万能试验机压头向仿形压头1施加均匀载荷，直至压 至测试部位。主要测试橡胶铰链V1、 V2、 V3方向静刚度。
在将橡胶铰链A裙部压入轴套时，首先将仿形压头置于橡胶铰链端部，且配合完好，将 配合好的仿形压头与橡胶铰链放置于轴套内(轴套己经倒圆)，让其保持垂直，此时用万能试 验机向仿形压头加载，直至轴套压入测试部位。 Vl方向静刚度测试见图3
将螺栓先插入压块再插入待测橡胶铰链A，然后用螺冒将另一端锁紧。然后对螺栓头部 匀速施加载荷(注此时应将轴套用套筒垫起)，然后记录力和位移曲线。 V2方向静刚度测试见图4
将销轴插入施力架叉臂定位销孔及待测橡胶铰链孔中，将压好轴套的橡胶铰链A放入月
牙型支座内，施力架与万能试验机通过施力架顶部螺纹孔相连接。将轴套调整至测试方向
(V2)，均匀施加载荷，然后记录力和位移曲线。
V3方向静刚度测试见图5
将销轴插入施力架叉臂定位销孔及待测橡胶铰链孔中，将压好轴套的橡胶铰链放入月牙型支座内，施力架与万能试验机通过施力架顶部螺纹孔相连接。将轴套调整至测试方向(V3)，
均匀施加载荷，然后记录力和位移曲线。
测试方法
样品调节温度23士2。C，湿度50±5%，调节》12小时
测试环境温度23土2"C，湿度50±5%
试验设备
设备名称电子万能试验机 最大载荷10 20KN
精度等级0.5级
测试速度10腿/min
试验方法
1、 将橡胶铰链处于测试状态。
2、 预加载荷至约定载荷时卸载，然后再加载至约定载荷时卸载，共进行三次。
3、 预加载后设备力值为50N时调至零点。
4、 测试至约定载荷停止试验，记录力和位移曲线。
进一步实施例中，的橡胶铰链静刚度测试装置包括由仿形压头l、轴套2、施力架3、月 牙型支承座4、压块5、垫套6组成，特别还包括销轴7、施力螺栓8组成。所述仿形压头l 是根据橡胶铰链端部形状结构设计而成的，仿形压头1与被测橡胶铰链端部正好是一对凹凸 配合，确保加载过程中不变形或不发生局部变形；轴套2根据橡胶铰链裙部设计而成，轴套 2与铰链裙部采用过渡配合；施力架3采用叉式结构，两叉臂开有定位施力孔，用于销轴7 插入。施力架3顶部还开有螺纹孔与万能试验机相连接；月牙型支承座4与橡胶铰链裙部采 用同一弧度，配合处不能产生间隙。
为完成对橡胶铰链静刚度测试，所述橡胶铰链裙部应压入轴套2内；在将橡胶铰链裙部 压入轴套2时，首先将仿形压头1放置于橡胶铰链端部，将配合完好的仿形压头1与橡胶铰 链放置于轴套2内(轴套2需倒圆)，使其保持垂直，轴套2应用垫套6垫起，避免加载过程 中，橡胶铰链与设备底座发生碰撞。将万能试验机压头向仿形压头1施加均匀载荷，直至压 至测试部位。
VI方向静刚度测试
将压块5平放于橡胶铰链端部，将施力螺栓/插入压块5孔及橡胶铰链孔中，然后用螺 帽将另一端锁紧。将垫套6垫起轴套2，用万能试验机压头对螺栓8头部均匀施加载荷，记 录力和位移曲线。V2方向静刚度测试将压好轴套2的橡胶铰链放入月牙型支座4内， 将销轴7插入施力架3及待测橡胶铰链孔中，此时再将压好轴套2的橡胶铰链放入月牙 型支座4内，施力架3与万能试验机通过施力架顶部螺纹孔相连接，将橡胶铰链调整至测试 方向(V2)，并保证轴套与加载方向垂直。均匀施加载荷，然后记录力和位移曲线。
V3方向静刚度测试
同V2测试方法，只是需注意测试方向，旋转轴套2即可完成V3方向静刚度测试。 测试方法
样品调节温度23士2。C，湿度50±5%，调节》12小时
试验环境温度23土2'C，湿度50±5%
试验设备
设备名称电子万能试验机 最大载荷10 20認 精度等级0.5级
测试速度10ram/min
试验方法
1、 将橡胶铰链调整至测试状态。
2、 预加载荷至约定载荷时卸载，然后再加载至约定载荷时卸载，共进行三次。
3、 预加载后设备力值为50N时调至零点。
4、 测试至约定载荷停止试验，记录力和位移曲线。
本发明具有结构简单、生产及使用成本低廉、测试方法科学实用的特点，通过模拟橡胶 铰链实际装配特点，确保橡胶铰链在测试过程中不发生变形，利用所设计的仿形压头、轴套、 施力架、月牙型支承座、压块、垫套等试验装置，即实现了定位，又同时完成了对橡胶铰链 不同方向静刚度的测试。本发明的试验方法是根据弹性体的特点，同时还通过验证试验而提 炼出来的，具有相当的使用价值。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制， 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合 的，均在本发明的保护范围之内。
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权利要求
1、一种橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，包括施力构件，传力构件和支承构件，所述施力构件与传力构件相接触和/或相连接，所述施力构件可向传力构件施加垂直方向的力，所述传力构件与橡胶铰链相接触和/或相连接，所述传力构件可向橡胶铰链施加垂直方向的力，所述支承构件支承橡胶铰链。
2、 如权利要求l所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，所述施力构件为一施力 螺栓(8)，所述传力构件为一压块(5)，所述支承构件为一垫套(6)，该施力螺栓(8)穿过 压块(5)上的孔，并穿入橡胶铰链的孔中，所述垫套(6)垫起橡胶铰链。
3、 如权利要求2所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，进一步包括一轴套(2)， 其与所述橡胶铰链的裙部相对应，该轴套(2)与橡胶铰链的裙部套装并过渡配合。
4、 如权利要求3所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，所述垫套(6)垫起轴 套(2)从而垫起橡胶铰链。
5、 如权利要求2-4中任一项所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，所述压块(5) 平放于橡胶铰链的上端部，所述施力螺栓(8)在橡胶铰链的下端部设有一螺帽，其与施力螺 栓(8)配合锁紧橡胶铰链。
6、 如权利要求5所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，还包括一仿形压头(l)， 其放置于橡胶铰链的上端部和/或下端部，该仿形压头(1)与橡胶铰链配合安装，并放置入 所述轴套(2)。
7、 如权利要求l所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，所述施力构件为一施力 架(3)，所述传力构件为一销轴(7)，所述支承构件为一月牙型支承座(4)，该销轴(7)穿 过施力架(3)两侧的孔并穿过位于中间的橡胶铰链，橡胶铰链安装在月牙型支承座(4)上 或内。
8、 如权利要求7所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，进一步包括一轴套(2)， 其与所述橡胶铰链的裙部相对应，该轴套(2)与橡胶铰链的裙部套装并过渡配合。
9、 如权利要求8所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，所述轴套(2)与橡胶铰链匹配，并安装在月牙型支承座(4)上或内。
10、 如权利要求8-9中任一项所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，所述施力 架(3)为叉式结构，其所述两侧为两叉臂，该叉臂上开有所述的孔。
11、 如权利要求io所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，所述孔为定位施力孔， 所述施力架(3)顶部开有螺纹孔，其用于与万能试验机相连接。
12、 如权利要求11所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，所述月牙型支承座(4) 与橡胶铰链的裙部弧度相同，配合处无间隙。
13、 如权利要求11或12所述的橡胶铰链静刚度测试装置，其特征在于，还包括一仿形 压头(1)，其放置于橡胶铰链的上端部和/或下端部，该仿形压头(1)与橡胶铰链配合安装， 并放置入所述轴套(2)。
14、 如权利要求1-13所述橡胶铰链静刚度测试装置的测试方法，其特征在于，采用如下 步骤(1) 将橡胶铰链处于测试状态；(2) 预加载荷至约定载荷时卸载；(3) 再加载至约定载荷时卸载，共进行三次；(4) 预加载后设备力值为50N时调至零点；(5) 测试至约定载荷停止试验，记录力和位移曲线。
15、 如权利要求14所述橡胶铰链静刚度测试装置的测试方法，其特征在于，步骤(1) 进一步包括(1-1)将仿形压头(1)放置于橡胶铰链端部；(l-2) 将配合完好的仿形压头(1)与橡胶铰链放置于轴套(2)内，使其保持垂直； (1-3) 轴套(2)用垫套(6)垫起；(1-4)将万能试验机压头向仿形压头(1)施加均匀载荷，直至压至测试部位。
16、 如权利要求15所述橡胶铰链静刚度测试装置的测试方法，其特征在于，测试步骤进一步包括(a)将压块(5)平放于橡胶铰链端部；(b) 将施力螺栓(8)插入压块(5)的孔及橡胶铰链的孔中；(c) 使用螺帽将橡胶铰链另一端锁紧；(d) 使用垫套(6)垫起轴套(2);(e) 使用万能试验机压头对施力螺栓(8)头部均匀施加载荷，并记录力和位移曲线。
17、 如权利要求15所述橡胶铰链静刚度测试装置的测试方法，其特征在于，测试步骤进一步包括(a) 将销轴(7)插入施力架(3)及待测橡胶铰链的孔中；(b) 将压好轴套(2)的橡胶铰链放入月牙型支座4内；(c) 将施力架(3)与万能试验机通过施力架顶部螺纹孔相连接；(d) 将橡胶铰链调整至测试方向，并保证轴套与加载方向垂直；(e) 均匀施加载荷，然后记录力和位移曲线。
18、 如权利要求17所述橡胶铰链静刚度测试装置的测试方法，其特征在于，测试步骤进 一步包括还进一步包括步骤(f):旋转轴套(2)进行相反方向的静刚度测试。
全文摘要
本发明涉及一种车用橡胶铰链静刚度测试的试验装置及测试方法，包括由仿形压头、轴套、施力架、月牙型支承块组成，所述仿形压头是根据橡胶铰链端部形状结构设计而成的，仿形压头与被测橡胶铰链端部正好是一对凹凸配合，轴套根据橡胶铰链裙部设计而成，轴套与铰链裙部采用过渡配合；施力架采用叉式结构，两叉臂开有定位施力孔，施力架顶部开有螺纹孔与万能试验机相连接，所述叉臂定位施力孔采用销连接，销孔采用间隙配合；月牙型支承座设计与橡胶铰链裙部采用同一弧度，配合处不能产生间隙。
文档编号G01N3/08GK101655433SQ20091014503
公开日2010年2月24日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者吴贵根, 孙小宝, 创 李, 陈光耀 申请人:奇瑞汽车股份有限公司