[發(fā)明專利]用于空氣彈簧的扭轉(zhuǎn)實驗設(shè)備和實驗方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410485967.3
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104280230A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林達(dá)文;王進(jìn);彭立群;陳燦輝;程海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于空氣彈簧的扭轉(zhuǎn)實驗設(shè)備。本發(fā)明還涉及對空氣彈簧進(jìn)行扭轉(zhuǎn)實驗的方法。

背景技術(shù)

空氣彈簧是指在可伸縮的密閉容器中充以壓縮空氣，利用空氣彈性作用的彈簧。空氣彈簧由于其變剛度的特性而容易得到較低的固有振動頻率，因此廣泛應(yīng)用于車輛領(lǐng)域中。例如，空氣彈簧是轉(zhuǎn)向架的重要組成部分。

對于使用空氣彈簧的車輛而言，當(dāng)車輛曲線行進(jìn)時，轉(zhuǎn)向架之間存在有明顯的相對扭轉(zhuǎn)運動，使得空氣彈簧需要承受扭轉(zhuǎn)運動位移。實際上，扭轉(zhuǎn)運動是空氣彈簧疲勞破壞的主要因素。

為此，在將空氣彈簧安裝到車上之前，需要模擬車輛運行中受到的扭轉(zhuǎn)運動的情況進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗。為了得到空氣彈簧的扭轉(zhuǎn)參數(shù)，用于空氣彈簧的扭轉(zhuǎn)實驗設(shè)備已成為該領(lǐng)域的重要技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種用于空氣彈簧的扭轉(zhuǎn)實驗設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實驗設(shè)備，能夠精確地測量空氣彈簧的扭轉(zhuǎn)性能。本發(fā)明還涉及使用這種實驗設(shè)備對空氣彈簧進(jìn)行扭轉(zhuǎn)實驗的方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種用于空氣彈簧的扭轉(zhuǎn)實驗設(shè)備，包括：基座，基座的上方形成放置空氣彈簧的實驗區(qū)，設(shè)置在實驗區(qū)上方的扭轉(zhuǎn)裝置，扭轉(zhuǎn)裝置包括扭轉(zhuǎn)主機(jī)和向?qū)嶒瀰^(qū)延伸的扭轉(zhuǎn)桿，以及扭矩測量組件，扭轉(zhuǎn)主機(jī)通過扭轉(zhuǎn)桿向設(shè)置在實驗區(qū)內(nèi)的空氣彈簧施加扭矩載荷，扭矩測量組件用于測量空氣彈簧承受的扭矩載荷。

根據(jù)本發(fā)明的實驗設(shè)備，空氣彈簧承受的扭矩載荷是由扭轉(zhuǎn)裝置直接加載的而沒有經(jīng)過其他的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，這就避免了扭矩在其傳遞過程中的損失，因此扭矩測量組件能夠精確地測得空氣彈簧承受的扭矩載荷，并得到空氣彈簧抗扭性能。

在一個實施例中，該實驗設(shè)備還包括設(shè)置在實驗區(qū)上方的壓縮裝置，壓縮裝置包括壓縮主機(jī)和向?qū)嶒瀰^(qū)延伸的壓縮桿，以及壓力測量組件，壓縮主機(jī)可通過壓縮桿向設(shè)置在實驗區(qū)內(nèi)的空氣彈簧施加壓力載荷，壓力測量組件用于測量空氣彈簧承載的壓力載荷。在這種實驗設(shè)備中，同時設(shè)置了扭轉(zhuǎn)裝置和壓縮裝置，因此不但可以測量空氣彈簧的抗扭性能還可以測量空氣彈簧的抗壓性能，降低了實驗成本并且方便了實驗者進(jìn)行實驗。此外，還可以對空氣彈簧同時進(jìn)行壓縮和扭轉(zhuǎn)實驗，以測得空氣彈簧在這種兩種載荷下的性能，更好地模擬空氣彈簧所處的工作環(huán)境。

在一個實施例中，壓力測量組件包括沿圓周方式設(shè)置在基座上的多個輪輻式力傳感器，空氣彈簧的下端與多個輪輻式力傳感器相連。在測量空氣彈簧的扭轉(zhuǎn)性能時，沿圓周方式設(shè)置的多個輪輻式力傳感器能夠分擔(dān)空氣彈簧所承載的扭矩載荷，從而每一個輪輻式力傳感器承載的扭矩載荷會較小，這對每一個輪輻式力傳感器都起到了保護(hù)作用，延長了這些傳感器的使用壽命。在一個優(yōu)選的實施例中，多個輪輻式力傳感器圍成的圓周的直徑與空氣彈簧的下端的直徑相匹配。這方便了空氣彈簧的安裝，方便了實驗者的使用。

在一個實施例中，壓縮裝置與扭轉(zhuǎn)裝置同軸設(shè)置，并且壓縮桿和扭轉(zhuǎn)桿串聯(lián)成一根能與空氣彈簧相作用的作用桿。在這種實驗設(shè)備中，僅存在一根與空氣彈簧相作用的作用桿。該作用桿不但能對空氣彈簧施加壓力載荷，還能施加扭矩載荷，因此大大減少了這種實驗設(shè)備內(nèi)的部件的數(shù)量，使得這種實驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加簡單和緊湊，方便了對實驗設(shè)備的維護(hù)。

在一個實施例中，在作用桿的下端安裝有與空氣彈簧相連的接觸板。接觸板可制造成其面積遠(yuǎn)大于作用桿的橫截面積，這方便了對空氣彈簧施加作用力。在一個優(yōu)選的實施例中，接觸板的橫截面積與空氣彈簧的橫截面積大體相同。

在一個實施例中，在基座上豎直設(shè)置有多根支柱，多根支柱周向布置而圍成實驗區(qū)。在一個實施例中，在支柱上設(shè)置有能上下運動的第一承載體和處于第一承載體上方的能上下運動的第二承載體，實驗區(qū)處于第一承載體的下方，壓縮裝置和扭轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在第一承載體和第二承載體之間，壓縮裝置與第一承載體相連，扭轉(zhuǎn)裝置與第二承載體相連，作用桿延伸穿過第一承載體而進(jìn)入到實驗區(qū)。實驗區(qū)處于這些支柱所圍成的區(qū)域內(nèi)，使得在進(jìn)行實驗時，不會意外碰到空氣彈簧，這對實驗者起到保護(hù)作用同時也使得實驗結(jié)果更加準(zhǔn)確。這些支柱、第一承載體和第二承載體還對扭轉(zhuǎn)裝置和壓縮裝置起到固定和引導(dǎo)作用，有助于實驗順利進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種使用根據(jù)上文所述的實驗設(shè)備對空氣彈簧進(jìn)行扭轉(zhuǎn)實驗的方法，在扭轉(zhuǎn)桿的下端安裝有與空氣彈簧相連的接觸板，該方法包括：

步驟一：在實驗區(qū)內(nèi)安裝空氣彈簧并使空氣彈簧與接觸板相連；

步驟二：使扭轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動并帶動扭轉(zhuǎn)桿和接觸板轉(zhuǎn)動以對空氣彈簧施加扭矩載荷；