一种悬架弹簧扭转力矩试验机及悬架弹簧扭转力矩的测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及试验机领域，具体是一种悬架弹簧扭转力矩试验机及悬架弹簧扭转力矩的测试方法。
【背景技术】
[0002]悬架是汽车的车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并减少由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。悬架弹簧的扭转力矩关系到方向盘的转向是否灵活，以及方向盘在不受力的情况下是否有偏向趋势。目前没有用于测试悬架弹簧扭转力矩的设备。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种悬架弹簧扭转力矩试验机的技术方案，能够模拟悬架弹簧的真实使用状态，并对悬架弹簧的扭转力矩进行测试。
[0004]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种悬架弹簧扭转力矩试验机，包括工作台，所述工作台上安装有Z向加载装置和X向加载装置，所述Z向加载装置包括Z向驱动装置、Z向传动机构、Z向导轨、Z向移动部件和Z向位移测量装置，所述Z向导轨沿竖直方向安装在工作台上，所述Z向移动部件滑动安装在Z向导轨上，所述Z向驱动装置通过Z向传动机构与Z向移动部件连接，Z向移动部件上安装有Z向负荷传感器，Z向负荷传感器上安装有压头，所述压头上设有定位孔，所述Z向位移测量装置用于测量Z向移动部件的位移；所述X向加载装置包括X向驱动装置、X向传动机构、X向导轨、X向移动部件和X向位移测量装置，所述X向导轨沿X向方向安装在工作台上，所述X向移动部件滑动安装在X向导轨上，所述X向驱动装置通过X向传动机构与X向移动部件连接，X向移动部件上沿Y向方向设有Y向导轨，所述Y向导轨上滑动安装有Y向移动部件，所述Y向移动部件上安装有X向负荷传感器，所述X向负荷传感器上安装有连接轴，所述X向位移测量装置用于测量X向移动部件的位移；所述工作台上设有定位轴，所述定位轴可转动的竖直安装在工作台上。所述Z向负荷传感器、Z向位移测量装置、X向负荷传感器和X向位移测量装置分别与控制系统连接。Z向为竖直方向，X向、Y向和Z向为正交的三个方向。
[0005]本发明的技术方案还有:所述工作台上设有定位弯板，所述定位弯板滑动安装在工作台上。定位弯板用于与转向节的后平面配合，以定位进行推拉试验时减震器的初始位置，使用时将定位弯板滑动至定位位置，定位完成后将定位弯板滑动移开，防止推拉试验时对减震器产生干涉。
[0006]本发明的技术方案还有:所述Z向传动机构为滚珠丝杠I，所述Z向位移测量装置为编码器I，所述编码器I的输入轴通过带传动与滚珠丝杠I连接，编码器I可以测量滚珠丝杠I的旋转角度，从而计算出Z向移动部件的位移；所述X向传动机构为滚珠丝杠II，所述X向位移测量装置为编码器II，所述编码器II的输入轴通过带传动与滚珠丝杠II连接，编码器II可以测量滚珠丝杠II的旋转角度，从而计算出X向移动部件的位移。
[0007]本发明的技术方案还有:还包括定位轴套I和定位轴套II，所述定位轴通过轴承安装在定位轴套I中，所述定位轴套II套设在定位轴套I的外部并将定位轴套I压紧固定在工作台上。
[0008]本发明的技术方案还有:所述定位轴套II通过螺栓连接固定在工作台上。
[0009]本发明还提供了利用上述悬架弹簧扭转力矩试验机测试悬架弹簧扭转力矩的方法，包括以下步骤:
A、将减震器与转向节安装在一起，将转向节的下端与定位轴固定连接，减震器的上端套入压头上的定位孔中；
B、控制Z向移动部件下移，Z向移动部件对悬架弹簧施加垂向力，当Z向位移测量装置检测到悬架弹簧的高度达到汽车空载高度并且Z向负荷传感器检测到垂向压力达到汽车空载压力时，控制系统使Z向移动部件停止运动；
C、将连接轴与转向节的推拉杆连接，控制系统控制X向移动部件沿X向往返移动至少两次，通过X向位移测量装置得到最后一次X向移动部件的位移，通过X向负荷传感器得到最后一次X向移动部件对X向负荷传感器的推拉力。位移和推拉力可以通过与控制系统连接的计算机显示出来。此过程中，Y向移动部件会沿Y向移动。
[0010]根据测得的数据，可以计算悬架弹簧的扭转力矩T=F*R cos α，其中F为X向负荷传感器测得的推拉力，R为推拉杆与转向节的铰接点与减震器轴线的距离，α为减震器的旋转角度，a = arcsin(S/R)，S为X向位移测量装置测得的X向移动部件的位移。
[0011]本发明的技术方案还有:所述步骤C中，控制系统控制X向移动部件沿X向往返移动五次，通过X向位移测量装置得到第五次X向移动部件的位移，通过X向负荷传感器得到第五次X向移动部件对X向负荷传感器的推拉力。
[0012]相对于现有技术，本发明悬架弹簧扭转力矩试验机的有益效果为:能够模拟悬架弹簧的真实使用状态，对悬架弹簧的扭转力矩进行测试，从而使悬架弹簧的扭转力矩处于标准范围内，提高整车的舒适性及安全性。
【附图说明】
[0013]图1为本发明悬架弹簧扭转力矩试验机的结构示意图。
[0014]图2为沿图1A向的剖视图。
[0015]图3为图1B部的局部放大图。
[0016]图4为压头的结构示意图。
[0017]图5为定位轴、定位轴套I和定位轴套II安装在工作台上的结构示意图。
[0018]图中:1、工作台，2、Z向导轨，3、Z向移动部件，4、Z向负荷传感器，5、压头，6、定位孔，7、X向导轨，8、X向移动部件，9、Y向导轨，10、Y向移动部件，11、X向负荷传感器，12、连接轴，13、定位轴，14、定位弯板，15、滚珠丝杠I，16、编码器I，17、滚珠丝杠II，18、编码器II，19、Z向驱动电机，20、X向驱动电机，21、定位轴套I，22、定位轴套II，23、减震器，24、转向节，25、悬架弹簧，26、推拉杆。
【具体实施方式】
[0019]为能清楚说明本方案的技术特点，下面根据附图对本发明【具体实施方式】作进一步说明。
[0020]如图1-图4所示，本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种悬架弹簧扭转力矩试验机，包括工作台1，所述工作台I上安装有Z向加载装置和X向加载装置，所述Z向加载装置包括Z向驱动电机19、滚珠丝杠I 15、Z向导轨2、Z向移动部件3和编码器I 16，所述Z向导轨2沿竖直方向安装在工作台I上，所述Z向移动部件3滑动安装在Z向导轨2上，所述Z向驱动电机19通过滚珠丝杠I 15与Z向移动部件3连接，Z向移动部件3上安装有Z向负荷传感器4，Z向负荷传感器4上安装有压头5，所述压头5上设有定位孔6，所述编码器I 16的输入轴通过带传动与滚珠丝杠I 15连接；所述X向加载装置包括X向驱动电机20、滚珠丝杠II 17、X向导轨7、X向移动部件8和编码器II 18，所述X向导轨7沿X向方向安装在工作台I上，所述X向移动部件8滑动安装在X向导轨7上，所述X向驱动电机20通过滚珠丝杠II 17与X向移动部件8连接，X向移动部件8上沿Y向方向设有Y向导轨9，所述Y向导轨9上滑动安装有Y向移动部件10，所述Y向移动部件10上安装有X向负荷传感器11，所述X向负荷传感器11上安装有连接轴12，所述编码器II 18的输入轴通过带传动与滚珠丝杠I