本發(fā)明屬于空氣彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模擬實(shí)車工作狀態(tài)的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)。

背景技術(shù)：

目前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，生活水平的提高，人們對乘車工具的速度、安全性與舒適性有了更高的要求。空氣彈簧因質(zhì)量輕、對高頻激勵(lì)振動隔振消聲效果好、承載能力高、剛度具有非線性性等特點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于各類車輛中。

現(xiàn)有空氣彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)有兩種驅(qū)動類型：液壓驅(qū)動和機(jī)械驅(qū)動。

實(shí)車工作狀態(tài)下的空氣彈簧對其安裝位置與安裝高度都有特定的要求，其實(shí)際運(yùn)動由垂向運(yùn)動與橫向運(yùn)動疊加組成且兩種運(yùn)動方式對其使用壽命都有很大的影響。

現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于空氣彈簧疲勞試驗(yàn)的在先專利技術(shù)中，大多忽略了彈簧的橫向運(yùn)動只研究空氣彈簧的垂向運(yùn)動，由工程經(jīng)驗(yàn)可知彈簧的橫向運(yùn)動對其使用壽命有很大的影響；目前尚未有發(fā)現(xiàn)在考慮空氣彈簧實(shí)車安裝位置與安裝高度的情況下，以空氣彈簧實(shí)際運(yùn)動形式即垂向運(yùn)動與橫向運(yùn)動的疊加來進(jìn)行疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)機(jī)；且大多試驗(yàn)機(jī)只能同時(shí)對一個(gè)或兩個(gè)空氣彈簧做疲勞試驗(yàn)，無法同時(shí)對各類同振幅要求和不同振幅要求的空氣彈簧做疲勞試驗(yàn)，其工作效率低，適用范圍小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，公開一種模擬實(shí)車工作狀態(tài)的空氣彈簧疲勞機(jī)，該空氣彈簧疲勞機(jī)能模擬各種汽車懸架用空氣彈簧的實(shí)際工作狀態(tài)及能考慮實(shí)際安裝位置、實(shí)際曲線運(yùn)動軌跡，并且可以同時(shí)測試多個(gè)相同振幅要求或不同振幅要求的空氣彈簧，其測試效果好，測試效率高，適用范圍廣，能滿足客戶的不同需求。

為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明是按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明所述的一種模擬實(shí)車工作狀態(tài)的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括用于安裝若干空氣彈簧的安裝裝置、驅(qū)動空氣彈簧做模擬實(shí)車工作狀態(tài)的驅(qū)動裝置，連接在驅(qū)動裝置和安裝裝置之間的能帶動空氣彈簧做運(yùn)動的聯(lián)動機(jī)構(gòu)、以及用于監(jiān)控空氣彈簧實(shí)車工作狀態(tài)的狀態(tài)檢測系統(tǒng)，所述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電機(jī)、減速傳動結(jié)構(gòu)，所述聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括曲柄連桿機(jī)構(gòu)和飛輪，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的輸入端與驅(qū)動裝置的輸出端連接，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)的輸出端帶動空氣彈簧運(yùn)動，所述飛輪置于曲柄盤與減速傳動結(jié)構(gòu)之間。

作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述安裝裝置包括機(jī)架、懸梁，固定在機(jī)架上用于支撐懸梁的懸梁支架，所述懸梁支架通過轉(zhuǎn)軸鉸接在懸梁支架座上，所述機(jī)架上設(shè)有若干機(jī)架夾具，所述懸梁上對應(yīng)地設(shè)有若干懸梁夾具，各空氣彈簧對應(yīng)地夾持在機(jī)架夾具和懸梁夾具之間，所述機(jī)架夾具可沿機(jī)架卡槽滑動，所述懸梁夾具可沿懸梁滑動。懸梁繞轉(zhuǎn)軸上下擺動，保證試驗(yàn)下的空氣彈簧運(yùn)動軌跡與實(shí)車工作狀態(tài)下空氣彈簧的運(yùn)動軌跡相同，即有垂向運(yùn)動又有橫向運(yùn)動。

作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述機(jī)架為有上下兩橫梁的框型架體，所述機(jī)架的橫梁上設(shè)有供機(jī)架夾具滑動的滑槽，所述懸梁水平且居中的置于機(jī)架的中部位置，若干空氣彈簧可以懸梁為對稱軸對稱布置。

作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述懸梁由厚鋼板與H型鋼焊接而成，所述懸梁的上下兩個(gè)面均開設(shè)有兩條供懸梁夾具水平向滑動的卡槽，且所述懸梁上有尺寸標(biāo)注。

在本發(fā)明中，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括帶有尺寸標(biāo)注的曲柄盤、連桿、曲柄銷、螺桿、限位塊和螺母，所述曲柄盤與飛輪同心設(shè)置，所述曲柄盤上加工有過旋轉(zhuǎn)中心的燕尾槽，所述曲柄銷嵌在燕尾槽中與燕尾槽間隙配合并且可沿燕尾槽移動，所述連桿與曲柄銷螺紋連接固定連接，所述連桿與懸梁活動鉸接。

在本發(fā)明中，所述機(jī)架夾具與懸梁夾具結(jié)構(gòu)一樣，均包括帶有安裝孔的上夾板和下夾板，所述上夾板和下夾板在其邊緣處通過絲桿和螺母固定連接，所述上夾板或下夾板固定在空氣彈簧上，與之對應(yīng)地，所述下夾板或上夾板固定在機(jī)架的橫端上或懸梁上。

在本發(fā)明中，所述狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括依次電連接壓力傳感器、電磁閥、電氣控制柜和光電感應(yīng)器，其中壓力傳感器安裝在空氣彈簧進(jìn)氣管道，所述電磁閥安裝在機(jī)架上，其一端與空氣彈簧的進(jìn)氣管道相連接，另一端與氣源相連，所述光電感應(yīng)器置于曲柄盤的邊緣位置，所述電磁閥對空氣彈簧進(jìn)行充放氣，滿足不同種類空氣彈簧對氣壓的需求，且電氣控制柜可實(shí)時(shí)記錄空氣彈簧的壓力值，當(dāng)壓力值不在設(shè)定壓力范圍內(nèi)時(shí)，電動機(jī)自動停機(jī)且啟動報(bào)警系統(tǒng)，此外，所述電氣控制柜中能實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)起停、電機(jī)點(diǎn)動、計(jì)數(shù)、調(diào)頻、設(shè)定壓力范圍、報(bào)警功能，在電氣控制柜的顯示器中可以顯示曲柄盤的轉(zhuǎn)動次數(shù)即空氣彈簧的耐久次數(shù)。

在本發(fā)明中，所述驅(qū)動電機(jī)為變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)。

在本發(fā)明中，所述減速傳動結(jié)構(gòu)為帶輪傳動結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明中，所述機(jī)架周圍安有安全網(wǎng)，用于較好的安全防護(hù)作用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明中，所述懸梁驅(qū)動空氣彈簧進(jìn)行既有垂向運(yùn)動又有橫向運(yùn)動的疲勞耐久試驗(yàn)，與空氣彈簧實(shí)際的工作狀態(tài)接近，具有較好的模擬實(shí)車工作狀態(tài)效果；

(2)本發(fā)明中，通過移動夾具位置，調(diào)整夾具高度和調(diào)節(jié)曲柄軸半徑就可以滿足不同振幅，各種不同種類、不同安裝位置、振幅要求不一樣的空氣彈簧做疲勞試驗(yàn)；

(3)本發(fā)明所述的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)，其至少可以同時(shí)進(jìn)行四個(gè)空氣彈簧的疲勞試驗(yàn)，如果懸梁安裝位置滿足空氣彈簧安裝要求，同時(shí)試驗(yàn)空氣彈簧的個(gè)數(shù)還可以更多；通過試驗(yàn)空氣彈簧的對稱安裝，可以借助于空氣彈簧的彈簧反力，大大節(jié)省電機(jī)功率損耗，且能保證壓縮拉伸到位；

(4)本發(fā)明所述的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，能很真實(shí)模擬空氣彈簧實(shí)際工作狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果可靠性高，適合長時(shí)間無人監(jiān)測的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)的說明：

圖1是本發(fā)明所述的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)示意簡圖；

圖2是本發(fā)明所述的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖(移除空氣彈簧)；

圖3是本發(fā)明中安裝裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中曲柄連桿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中機(jī)架夾具(懸梁夾具)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述的一種模擬實(shí)車工作狀態(tài)的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)，包括用于安裝若干空氣彈簧10的安裝裝置1、驅(qū)動空氣彈簧10做模擬實(shí)車工作狀態(tài)的驅(qū)動裝置2，連接在驅(qū)動裝置2和安裝裝置1之間的能帶動空氣彈簧10做運(yùn)動的聯(lián)動機(jī)構(gòu)3、以及用于監(jiān)控空氣彈簧10實(shí)車工作狀態(tài)的狀態(tài)檢測系統(tǒng)6。

如圖1至圖3所示，所述安裝裝置1包括機(jī)架11、懸梁12，固定在機(jī)架11上用于支撐懸梁12的懸梁支架13，所述懸梁支架13通過轉(zhuǎn)軸14鉸接在懸梁支架座15上，所述機(jī)架11上設(shè)有若干機(jī)架夾具4，所述懸梁12上對應(yīng)地設(shè)有若干懸梁夾具5，各空氣彈簧10對應(yīng)地夾持在機(jī)架夾具4和懸梁夾具5之間，所述機(jī)架夾具4可沿機(jī)架11卡槽滑動，所述懸梁夾具5可沿懸梁12滑動。懸梁12繞轉(zhuǎn)軸14上下擺動，保證試驗(yàn)下的空氣彈簧10運(yùn)動軌跡與實(shí)車工作狀態(tài)下空氣彈簧10的運(yùn)動軌跡相同，即有垂向運(yùn)動又有橫向運(yùn)動。

如圖4所示，所述驅(qū)動裝置2包括驅(qū)動電機(jī)21、減速傳動結(jié)構(gòu)22，所述聯(lián)動機(jī)構(gòu)3包括曲柄連桿機(jī)構(gòu)和飛輪31。如圖5所示，所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括帶有尺寸標(biāo)注的曲柄盤32、連桿33、曲柄銷34、螺桿35、限位塊36和螺母37，所述曲柄盤32與飛輪31同心設(shè)置，所述飛輪31置于曲柄盤32與減速傳動結(jié)構(gòu)22之間。所述曲柄盤32上加工有過旋轉(zhuǎn)中心的燕尾 槽321，所述曲柄銷34嵌在燕尾槽321中與燕尾槽321間隙配合并且可沿燕尾槽321移動，所述連桿33與曲柄銷34固定連接，所述連桿33與懸梁12活動鉸接。

所述機(jī)架11為有上下兩橫梁111的框型架體，所述機(jī)架11的橫梁111上設(shè)有供機(jī)架夾具4滑動的滑槽(圖中未示出)，所述懸梁12水平且居中的置于機(jī)架11的中部位置，若干空氣彈簧10可以懸梁12為對稱軸對稱布置。

所述懸梁12由厚鋼板與H型鋼焊接而成，所述懸梁12的上下兩個(gè)面均開設(shè)有兩條供懸梁夾具5水平向滑動的卡槽(圖中未示出)，且所述懸梁12上有尺寸標(biāo)注。

如圖6所示，所述機(jī)架夾具4與懸梁夾具5結(jié)構(gòu)一樣，均包括帶有安裝孔的上夾板41/51和下夾板42/52，所述上夾板41/51和下夾板42/52在其邊緣處通過絲桿43/53和螺母44/54固定連接，所述上夾板41/51和下夾板42/52中之一用于固定在空氣彈簧10上，另外一個(gè)下夾板或上夾板固定在機(jī)架11的橫端上或懸梁12上。例如對于圖1所示，標(biāo)號表示的空氣彈簧10其夾緊在機(jī)架夾具4的下夾板42和懸梁夾具5的上夾板51之間的。

在本發(fā)明中，所述狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)6包括依次電連接壓力傳感器61、電磁閥62、電氣控制柜63和光電感應(yīng)器64，其中壓力傳感器61安裝在空氣彈簧10的進(jìn)氣管道上，所述電磁閥62安裝在機(jī)架11上，其一端與空氣彈簧10的進(jìn)氣管道相連接，另一端與氣源相連，所述光電感應(yīng)器64置于曲柄盤32的邊緣位置，所述電磁閥62對空氣彈簧10進(jìn)行充放氣，滿足不同種類空氣彈簧10對氣壓的需求，且電氣控制柜63可實(shí)時(shí)記錄空氣彈簧10的壓力值，當(dāng)壓力值不在設(shè)定壓力范圍內(nèi)時(shí)，電動機(jī)自動停機(jī)且啟動報(bào)警系統(tǒng)，此外，所述電氣控制柜63中能實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)起停、電機(jī)點(diǎn)動、計(jì)數(shù)、調(diào)頻、設(shè)定壓力范圍、報(bào)警功能，在電氣控制柜63的顯示器中可以顯示曲柄盤32的轉(zhuǎn)動次數(shù)即空氣彈簧10的耐久次數(shù)。

在本發(fā)明中，所述驅(qū)動電機(jī)21為變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)。

在本發(fā)明中，所述減速傳動結(jié)構(gòu)22為帶輪傳動結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明中，所述機(jī)架11周圍安有安全網(wǎng)，用于較好的安全防護(hù)作用。

以下具體說明本發(fā)明所述的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)：

(1)根據(jù)試驗(yàn)空氣彈簧10在實(shí)車中的安裝位置和安裝高度，按照懸梁12上的尺寸標(biāo)注，將懸梁夾具5滑動至與實(shí)車狀態(tài)相同的位置，將機(jī)架夾具4也滑動至相應(yīng)的位置，確定空氣彈簧10的水平安裝位置；

縱向移動機(jī)架夾具4的上夾板41、下夾板42在絲桿43上的位置，以及懸梁夾具5的上夾板51、下夾板52在絲桿53上的位置，并用通過各自的固定螺母44、54進(jìn)行對應(yīng)固定，以精確固定各夾具的夾板在各自絲桿上的對應(yīng)位置，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整空氣彈簧10的垂向安裝位置。本實(shí)例中采取同時(shí)測試四個(gè)相同安裝位置，安裝高度和相同振幅要求的空氣彈簧10，將 四個(gè)樣件安裝至如圖所示的狀態(tài)。這種上下和左右對稱布置的空氣彈簧在試驗(yàn)中，一邊彈簧的自然拉伸可以為另一邊彈簧的壓縮提供外力，利用彈簧反力，大大節(jié)省電機(jī)功率損耗，且能保證壓縮拉伸到位。而且，同時(shí)進(jìn)行四個(gè)樣件的試驗(yàn)可以提升試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

(2)此外，空氣彈簧10的振幅由曲柄連桿結(jié)構(gòu)的曲柄半徑?jīng)Q定，即曲柄銷34相對于曲柄盤32旋轉(zhuǎn)中心的位置，本實(shí)例中曲柄半徑的取值范圍為0～180mm。

根據(jù)空氣彈簧的安裝位置，安裝高度，振幅要求和曲柄連桿結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)可以計(jì)算獲得曲柄半徑。假設(shè)以轉(zhuǎn)軸14中心為原點(diǎn)O(0，0)，空氣彈簧10底座安裝中心點(diǎn)位置坐標(biāo)Z(x，y)，安裝高度h，振幅要求為A，連桿長度為L，懸梁12與連桿33鉸接中心與原點(diǎn)的連線長度為L1，其與水平夾角為α₀，曲柄盤32中心坐標(biāo)為(x_w，y_w)，則存在以下關(guān)系并且可以推導(dǎo)出相應(yīng)的曲柄半徑值：

Δθ＝θ₁-θ₀

由上述式子可以得到曲柄半徑，參照曲柄盤32上的卡尺標(biāo)注，通過旋轉(zhuǎn)螺桿35使曲柄銷34沿曲柄盤32中的燕尾槽321移動至相應(yīng)的位置，連桿33與曲柄銷34依靠螺紋連接，并用螺母固定連桿33，曲柄銷34和曲柄盤32三者之間的相對位置。

(3)空氣彈簧10的振動頻率由驅(qū)動電機(jī)21的轉(zhuǎn)速和減速傳動結(jié)構(gòu)22的傳動比決定。驅(qū)動電機(jī)21轉(zhuǎn)速由電氣控制柜63中的變頻器進(jìn)行控制，驅(qū)動電機(jī)21的動力直接輸出到減速傳動結(jié)構(gòu)22，經(jīng)過減速傳動結(jié)構(gòu)22減速增矩后傳遞至飛輪31，飛輪31較大的慣性慣量一方面提高了驅(qū)動電機(jī)21的工作效率，節(jié)省了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的能源損耗，另一方面保證了驅(qū)動電機(jī)21的連續(xù)工作穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，防止驅(qū)動電機(jī)21反轉(zhuǎn)保護(hù)驅(qū)動電機(jī)21。

此外，飛輪31將動力傳遞給曲柄盤32，且曲柄盤32邊緣上設(shè)有光電感應(yīng)器64，光電感應(yīng)器64通過電氣連接與電氣控制柜63相連，曲柄盤32每轉(zhuǎn)一圈空氣彈簧10拉伸壓縮一次，光電感應(yīng)器64將采集到的信號傳遞至電氣控制柜63，電氣控制柜63將光電感應(yīng)器64信號轉(zhuǎn)化為空氣彈簧10的試驗(yàn)?zāi)途么螖?shù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和累計(jì)。

(4)曲柄盤32通過連桿33將動力傳送到懸梁12，驅(qū)動懸梁12繞轉(zhuǎn)軸14上下擺動，懸梁12通過懸梁夾具5對試驗(yàn)空氣彈簧10進(jìn)行壓縮或者拉伸，保證試驗(yàn)下的空氣彈簧10運(yùn)動軌跡與實(shí)車工作狀態(tài)下空氣彈簧的運(yùn)動軌跡相同，不是單一的垂向運(yùn)動，而是既有垂向運(yùn)動又有橫向運(yùn)動。

每個(gè)試驗(yàn)的空氣彈簧10均有對應(yīng)的電磁閥62，具體安裝在機(jī)架11上，其一端與空氣彈簧10進(jìn)氣管道相連，另一端與氣源相連，電磁閥62對空氣彈簧10進(jìn)行充放氣，滿足不同種類空氣彈簧10對氣壓的需求。每個(gè)試驗(yàn)的空氣彈簧10也均裝有壓力傳感器61，其安裝在空氣彈簧10的進(jìn)氣管道，壓力傳感器61通過電氣連接與電氣控制柜63相連接，電氣控制柜63中能實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)起停、電機(jī)點(diǎn)動、計(jì)數(shù)、調(diào)頻、設(shè)定壓力范圍、報(bào)警功能，電氣控制柜63實(shí)時(shí)記錄空氣彈簧10的壓力值。當(dāng)試驗(yàn)的某個(gè)空氣彈簧的壓力值不在事先設(shè)定的壓力范圍內(nèi)時(shí)，電氣控制柜63將不再累加該空氣彈簧的試驗(yàn)?zāi)途么螖?shù)。當(dāng)試驗(yàn)的所有空氣彈簧的壓力值均不在事先設(shè)定的壓力范圍內(nèi)時(shí)，電氣控制柜63將使驅(qū)動電機(jī)21自動停機(jī)并啟動報(bào)警系統(tǒng)。

本發(fā)明所述的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，能很真實(shí)模擬空氣彈簧實(shí)際工作狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果可靠性高，適合長時(shí)間無人監(jiān)測的空氣彈簧疲勞試驗(yàn)。

本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，凡是對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意味著包含這些改動和變型。