钢板弹簧台架试验系统的制作方法

1.本技术实施例属于汽车部件技术领域，尤其涉及一种钢板弹簧台架试验系统。


背景技术：

2.钢板弹簧是汽车悬架系统中应用最广泛的弹性元件之一，是把车辆的车身与车轮弹性连接的重要部件，传递作用在车轮与车身之间的力和力矩，并能缓和由不平路面传递给车身的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的振动，保证车辆正常行驶。汽车钢板弹簧的性能直接影响到车辆的安全性、舒适性、操纵稳定性等多项性能。因此，汽车钢板弹簧试验一直是必做的关键试验项目之一。
3.目前用于进行汽车钢板试验的试验台架大多为常规的单一垂向台架，能够模拟的工况环境单一且有限。对于某些汽车悬架系统结构用钢板弹簧，其前后两端分别承受汽车中桥和后桥的复杂载荷，即汽车在实际运行时，钢板弹簧的前后两端会受到不同大小和不同方向的作用力，上述的单一垂向台架不能很好的模拟汽车在实际运行过程中较为复杂的钢板弹簧受力工况，影响试验结果的准确度。


技术实现要素：

4.本技术实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术实施例提供了一种钢板弹簧台架试验系统，其结构巧妙，能够有效的模拟钢板弹簧在实际工况的运动轨迹以及受力情况，保证钢板弹簧试验结构的准确度。
5.根据本技术实施例的钢板弹簧台架试验系统，包括：
6.基架，设有供钢板弹簧转动架设的架设位；
7.两个加载机构，分别转动设置于所述基架两端，分别用于对所述钢板弹簧的两端施加垂向载荷；
8.两个约束导向机构，与所述加载机构一一对应，所述约束导向机构包括第一固定件以及第一约束臂，所述第一固定件转动设置于所述加载机构并用于固定所述钢板弹簧的一端，所述第一约束臂的一端连接所述第一固定件，另一端转动连接所述基架。
9.根据本技术实施例的钢板弹簧台架试验系统，至少具有如下有益效果：
10.本技术的钢板弹簧台架试验系统在进行钢板弹簧试验前，操作者可先将待测钢板弹簧转动架设在基架的架设位，同时将钢板弹簧的两端分别固定于对应的第一固定件，以此完成对钢板弹簧的装入。试验时，两个加载机构工作带动第一固定件竖直向上运动，以此将向上的垂向载荷加载至钢板弹簧，使得钢板弹簧的两端发生弯曲弹性变形，从而实现模拟实车的车桥相对车架跳动时钢板弹簧两端的受力情况的功能；同时，本系统通过在第一固定件上连接第一约束臂，并将第一约束臂转动连接基架，当钢板弹簧受到垂向的载荷出现弯曲弹性变形时，处于加载机构上的第一固定件会受到第一约束臂的约束，使得整个加载机构会绕与基架的转动连接点摆动一定角度，并同步带动第一约束臂绕与基架的转动连接点转动，以使第一约束臂利用第一固定件将沿第一约束臂长度方向的载荷加载至钢板弹
簧，从而实现模拟实车的车桥在运行过程时钢板弹簧两端受到除垂向以外的其他方向的作用力，进一步完善模拟钢板弹簧在实际工况的运动轨迹以及受力情况。整个钢板弹簧台架试验系统结构巧妙，通过两个加载机构和两个约束导向机构的共同作用，能够较为精确地模拟钢板弹簧在实际工况的运动轨迹以及受力情况，保证钢板弹簧试验结构的准确度。
11.根据本技术的一些实施例，所述约束导向机构还包括第二约束臂，所述第二约束臂的一端连接所述第一固定件，所述第二约束臂的另一端转动连接所述基架，所述第一约束臂和所述第二约束臂相对所述钢板弹簧间隔设置。
12.根据本技术的一些实施例，所述第一约束臂、所述第二约束臂以及所述第一固定件构成双摇杆机构。
13.根据本技术的一些实施例，所述第一约束臂和所述第二约束臂分别位于所述钢板弹簧的上部和下部，所述第一约束臂包括两段互成夹角的连接段，每段所述连接段的一端均转动连接所述基架，每段所述连接段的另一端均连接所述第一固定件。
14.根据本技术的一些实施例，所述加载机构包括线性驱动件以及安装座，所述线性驱动件的上端转动设置于所述基架，所述线性驱动件的输出端连接所述安装座，所述第一固定件转动安装于所述安装座。
15.根据本技术的一些实施例，所述第一固定件通过第一转轴安装于所述安装座。
16.根据本技术的一些实施例，所述架设位设有第二固定件，所述第二固定件转动安装于所述基架，所述钢板弹簧的中部固定于所述第二固定件。
17.根据本技术的一些实施例，所述第二固定件通过第二转轴安装于所述基架，两个所述约束导向机构中的对应两个所述第一约束臂相对所述第二转轴对称分布。
18.根据本技术的一些实施例，所述第二固定件与所述第二转轴之间设有衬套。
19.根据本技术的一些实施例，所述第一固定件为与所述钢板弹簧的厚度相适配的可调夹具。
20.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
21.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
22.图1是本技术一些实施例的钢板弹簧台架试验系统的结构示意图；
23.图2是图1中a处的局部放大图；
24.图3是图1中b处的局部放大图；
25.图4是本技术一些实施例的钢板弹簧台架试验系统的侧视图；
26.图5是本技术一些实施例的钢板弹簧台架试验系统的部分结构示意图一；
27.图6是图5中c处的局部放大图；
28.图7是本技术一些实施例的钢板弹簧台架试验系统的部分结构示意图二；
29.图8是本技术一些实施例的钢板弹簧台架试验系统的部分结构示意图三。
30.附图中：基架100；架设位110；加载机构200；线性驱动件210；安装座220；约束导向机构300；第一固定件310；第一约束臂320；第二约束臂330；第二固定件400；盖板410；弹簧座420；u型螺栓500；第一转轴600；第二转轴700；衬套800；钢板弹簧900。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
33.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
35.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
36.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
37.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
38.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
39.请参阅图1、图2、图3和图4，本技术实施例公开了一种钢板弹簧台架试验系统，该钢板弹簧台架试验系统包括基架100、两个加载机构200以及两个约束导向机构300。
40.其中，基架100设有供钢板弹簧900转动架设的架设位110。两个加载机构200分别转动设置于基架100两端，两个加载机构200分别用于对钢板弹簧900的两端施加垂向载荷。
41.两个约束导向机构300与两个加载机构200一一对应设置，每个约束导向机构300
均包括第一固定件310以及第一约束臂320，第一固定件310转动设置于加载机构200并用于固定钢板弹簧900的一端，第一约束臂320的一端连接第一固定件310，另一端转动连接基架100。
42.本技术的钢板弹簧台架试验系统在进行钢板弹簧900试验前，操作者可先将待测钢板弹簧900的中部转动架设在基架100的架设位110，以保证钢板弹簧900中部相对基架100稳定，同时将钢板弹簧900的两端分别固定于对应的第一固定件310，以此完成对钢板弹簧900的装入，准确的模拟钢板弹簧900在实车内的装配状态。
43.需要说明的是，钢板弹簧900在试验前的初始状态，基本处于水平直线状态。钢板弹簧900的前后两端位置对应实车的中桥和后桥位置，确保钢板弹簧900在初始的状态与在实车内大体一致。
44.应该说明的是，基架100可呈开放的框体状，优选为两个龙门架组成的框架，两个加载机构200即分别转动设置于两个龙门架上，两个加载机构200的动力源可以为液压缸、伸缩气缸、线性作动器等动力件，动力源具体不做限制，能够实现直线伸缩功能即可。此外，两个加载机构200的间距与实车的中桥和后桥间距相等，进一步确保钢板弹簧900的前后端处于与实车状态一致的位置状态。
45.整个系统在试验时，两个加载机构200工作带动第一固定件310向上运动，以此将向上的垂向载荷加载至钢板弹簧900，由于钢板弹簧900的中部相对基架100稳定，钢板弹簧900的两端受到向上的垂向载荷即向上弯曲弹性变形，通过这种方式实现模拟实车的车桥相对车架跳动时钢板弹簧900两端的受力情况的功能。
46.当然，两个加载机构200的动作可以相互间歇，即二者可以不同步动作，以使加载到钢板弹簧900两端的垂向载荷不相同，更好的适配钢板弹簧900在实际工况受到的不同大小的作用力。具体的，两个加载机构200的动作可根据试验需求给与，满足不同状况的需要。
47.此外，本钢板弹簧台架试验系统通过在第一固定件310上连接第一约束臂320，并将第一约束臂320转动连接基架100，当钢板弹簧900受到垂向的载荷出现弯曲弹性变形时，处于加载机构200上的第一固定件310会受到第一约束臂320的约束，使得整个加载机构200会绕与基架100的转动连接点摆动一定角度，并同步带动第一约束臂320绕与基架100的转动连接点转动，以使第一约束臂320利用第一固定件310将沿第一约束臂320长度方向的载荷加载至钢板弹簧900，从而实现模拟实车的车桥在运行过程时钢板弹簧900两端受到除垂向以外的其他方向的作用力，进一步完善模拟钢板弹簧900在实际工况的运动轨迹以及受力情况。
48.另外，不难理解的是，由于钢板弹簧900是转动架设在基架100上，当钢板弹簧900两端受到不同大小和不同方向的作用力时，钢板弹簧900还会绕与基架100的转动连接点转动，更加准确的模拟钢板弹簧900在实际工况的不规则运动以及不同方向和大小的受力。
49.不难理解的是，在上述试验过程中，在加载机构200以及第一约束臂320约束下，第一固定件310以及钢板弹簧900的两端并不是做单一的直线升降运动，而是做较为复杂的平面运动，很好的模拟了钢板弹簧900在实际工况的运动情况。
50.整个钢板弹簧台架试验系统结构巧妙，通过两个加载机构200和两个约束导向机构300的共同作用，能够较为精确地模拟钢板弹簧900在实际工况的运动轨迹以及受力情况，保证钢板弹簧900试验结构的准确度。
51.参阅图4、图5、图6和图7，在本技术的一些实施例中，约束导向机构300还包括第二约束臂330，第二约束臂330的一端连接第一固定件310，第二约束臂330的另一端转动连接基架100，第一约束臂320和第二约束臂330相对钢板弹簧900间隔设置。具体的，第二约束臂330可通过铰接支座铰接于基架100上，实现与基架100的转动连接。
52.可以理解的是，当钢板弹簧900受到垂向的载荷而向上弯曲弹性变形时，处于加载机构200上的第一固定件310还会受到第二约束臂330的约束，即当第一固定件310以及钢板弹簧900的端部做平面运动时，第一固定件310还会同步带动第二约束臂330绕与基架100的转动连接点转动，以使第二约束臂330利用第一固定件310将沿着第二约束臂330长度方向的载荷加载至钢板弹簧900，使得钢板弹簧900在实际运动中受到多种不同方向和大小的作用力，进一步模拟完善实车的车桥在运行过程时钢板弹簧900两端的受力情况，实现全面模拟钢板弹簧900在实际工况的运动轨迹以及受力情况，提高整个系统对钢板弹簧900试验的准确度。
53.再参阅图5、图6和图7，在本实施例中，第一约束臂320、第二约束臂330以及第一固定件310构成双摇杆机构。
54.不难理解的是，当钢板弹簧900受到垂向的载荷而向上弯曲弹性变形时，处于加载机构200上的第一固定件310的运动会同时受到第一约束臂320和第二约束臂330的约束。
55.当加载机构200带动第一固定件310上的钢板弹簧900端部向上弯曲变形过程中，还会通过第一固定件310同时带动第一约束臂320和第二约束臂330分别绕与基架100的转动连接点同向摆动；同时，加载机构200整体会在第一约束臂320和第二约束臂330的约束下绕与基架100的转动连接点摆动，此时，第一约束臂320、第二约束臂330以及第一固定件310的运动轨迹即大致呈与双摇杆机构运动一致的轨迹。
56.显然，本系统通过加载机构200以及约束导向机构300精准模拟了钢板弹簧900在实际工况的受力和运动，实现钢板弹簧900的受力情况与运动轨迹与实际工况基本一致，提高钢板弹簧900试验的准确度。
57.另外，需要理解的是，在本实施例中，通过将第一固定件310转动设置在加载机构200，能够保证第一固定件310在加载机构200上具有转动自由度，避免第一固定件310在运动过程中卡死在加载机构200而影响第一约束臂320和第二约束臂330的正常转动。
58.此外，再参阅图7，为了第一固定件310、第一约束臂320和第二约束臂330三者的相对运动的灵活性和流畅度，第一约束臂320和第二约束臂330均与铰接的形式与第一固定件310连接，进一步提高钢板弹簧900试验的准确度。
59.参阅图5、图6和图7，在本技术的一些实施例中，第一约束臂320和第二约束臂330分别位于钢板弹簧900的上部和下部，第一约束臂320包括两段互成夹角的连接段，每段连接段的一端均转动连接基架100，每段连接段的另一端均连接第一固定件310。
60.具体的，构成第一约束臂320的两段连接段一体成型，由两段连接段构成的第一约束臂320呈v型，两段连接段构成的夹角可以为锐角、直角或钝角，夹角大小不做限制，可根据实际试验需求选用不同大小的第一约束臂320。两段连接段的一端通过相应的铰接支座铰接于基座100的对应位置，两段连接段的另一端重合并可铰接或固定连接于第一固定件310上。第二约束臂330呈ⅰ型，第二约束臂330的一端铰接于基座100的对应位置，第二约束臂330的另一端可直接连接或通过相应的铰接支座铰接于第一固定件310上。
61.在初始状态时，使第一约束臂320和第二约束臂330与第一固定件310的连接点处于同一竖直线上，第一约束臂320和第二约束臂330与基座100的铰接点同样处于同一竖直线，两个约束导向机构300的两个第一约束臂320即在空间中组合呈平行四边形，两个第二约束臂330在空间中组合呈直线型，通过上述设计，能够准确的模拟第一固定件310以及钢板弹簧900在实车工况下的受力情况和运动轨迹。
62.应该理解的是，整个系统在对钢板弹簧900进行试验过程中，钢板弹簧900的两端受到相应加载机构200的载荷而向上弯曲变形，将第一约束臂320设置在钢板弹簧900的上部且设计成两段互成夹角的结构，能够很好的为钢板弹簧900的向上弯曲变形提供足够的运动空间，不仅保证了第一约束臂320对钢板弹簧900的间接约束功能，而且避免了第一约束臂320干涉钢板弹簧900的运动，进一步提高钢板弹簧900试验的精确性。
63.参阅图1、图4和图5，加载机构200包括线性驱动件210以及安装座220，线性驱动件210的上端转动设置于基架100，线性驱动件210的输出端连接安装座220，第一固定件310转动安装于安装座220。
64.需要说明的是，线性驱动件210可为液压缸、伸缩气缸、线性作动器等动力件，优选为线性作动器，此时，线性驱动件210采用实车道路载荷谱实现动力的输出。线性驱动件210的上端通过关节轴承连接于基架100的上端，线性驱动件210的下端即为输出端，带动安装座220以及处于安装座220上的第一固定件310向上或向下运动。
65.在一些实施例中，第一固定件310通过第一转轴(600)安装于安装座220，安装座220优选呈倒u型，方便第一固定件310通过第一转轴600转动安装在安装座220上，同时给予钢板弹簧900端部足够的安装空间，有利于钢板弹簧900在试验前的装入。
66.此外，在一些实施例中，第一固定件310为与钢板弹簧900的厚度相适配的可调夹具。如第一固定件310为卡箍，能够适配多种厚度的钢板弹簧900，第一固定件310对钢板弹簧900端部的固定方式保持与实车中车桥夹具与钢板弹簧900端部的固定方式相一致，提高整个试验系统的一致性。
67.参阅图4、图5、图7，架设位设有第二固定件400，第二固定件400转动安装于基架100，钢板弹簧900的中部固定于第二固定件400。第二固定件400与第二转轴700之间设有衬套800，衬套800优选为橡胶衬托，以此为第二固定件400以及钢板弹簧900在绕与基架100的连接点转动过程中提供弹性缓冲，不仅高度模拟了钢板弹簧900在实车中的装配环境，还确保钢板弹簧900运动的稳定性。
68.此外，通过将钢板弹簧900的中部固定于第二固定件400，防止了钢板弹簧900出现前后方向的滑移，保证钢板弹簧900的中部相对基架100的连接点不出现位移变化，消除钢板弹簧900中部的位移误差，使得钢板弹簧900仅在加载机构200以及约束导向机构300的载荷约束下做与实车工况相一致的运动，进一步提高整个系统对钢板弹簧900进行试验的准确性。
69.在本实施例中，第二固定件400通过第二转轴700安装于基架100，两个约束导向机构300中的对应两个第一约束臂320相对第二转轴700对称分布。不难理解的是，在初始状态时，第二转轴700位于钢板弹簧900稍下部的位置并与钢板弹簧900基本垂直，第二转轴700的设置有效的模拟了实车中的平衡悬架轴，进一步使钢板弹簧900的装配状态与实车保持一致，以此模拟钢板弹簧900绕实车平衡悬架轴旋转的运动工况，同时，通过将两个第一约
束臂320布置相对第二转轴700对称分布的形式，也能进一步使钢板弹簧900的装配状态与实车保持一致，进而提高钢板弹簧900进行试验的准确性。
70.参阅图7和图8，具体的，在一个实施例中，第二固定件400包括设于钢板弹簧900中部的盖板410以及固设于第二转轴700的弹簧座420，基架100的相对两端设有用于转动安装第二转轴700两端的两个支座，弹簧座420设于第二转轴700的中部，盖板410通过u型螺栓500固定于弹簧座420上，以此将钢板弹簧900的中部连接第二转轴700。在本实施例中，弹簧座420优选为可拆卸的弹性卡箍，方便拆装，同时间接为钢板弹簧900在实际运动中提供弹性缓冲，橡胶衬套800设置于弹簧座420与第二转轴700之间，进一步起到弹性缓冲作用。通过上述设置能够更为全面的模拟钢板弹簧900在实车中的装配工况，更好的模拟钢板弹簧900的受力工况和运动轨迹，提高钢板弹簧900进行试验的准确性。
71.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。