[發明專利]一種橡膠軸承復合加載試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 202010613212.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111638131B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 彭立群;林達文;王進;曹政
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/22;G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 株洲湘知知識產權代理事務所(普通合伙) 43232
• 代理人: 張君

一種橡膠軸承復合加載試驗裝置，包括固定塊，兩個橡膠軸承呈對稱方向固定在固定塊上，橡膠軸承頂面與固定塊固定連接，扭轉加載裝置與一個橡膠軸承的底面連接并可繞橡膠軸承的中軸線L1轉動為橡膠軸承提供扭轉載荷；偏轉加載裝置與固定塊連接并可繞固定塊的中軸線L2轉動為橡膠軸承提供偏轉載荷；徑向預壓裝置可沿橡膠軸承的中軸線L1方向對兩個橡膠軸承的底面產生徑向壓縮位移S1；固定塊可沿中軸線L1的垂向方向L3產生剪切位移S2為橡膠軸承提供剪切載荷。本裝置可對兩個橡膠軸承同時進行四個方向上的復合加載試驗，提高了試驗效率。

技術領域

本發明涉及橡膠彈性元件試驗裝置及方法，特別涉及一種橡膠軸承復合加載試驗裝置及試驗方法。

背景技術

橡膠軸承是由橡膠和金屬件通過高溫高壓硫化而成的彈性體，具有柔性聯接和緩沖振動作用，能夠承受復雜工作環境中來自軸向、徑向、扭轉和偏轉等多向載荷的疲勞作用和瞬時沖擊，起減振降噪作用，廣泛應用于軌道車輛、汽車、和工程機械減振系統中。相比傳統的橡膠彈簧，橡膠軸承不僅能承受垂向載荷，而且還能同時提供偏扭角度和徑向位移，滿足復合承載工況的要求，因此現有橡膠彈簧試驗方案就無法滿足橡膠軸承復合加載試驗要求。目前橡膠軸承常用的試驗手段是對其進行單一的軸向、徑向、扭轉和偏轉試驗來代替復合加載試驗，這種等效方式就很難反映出橡膠軸承的疲勞壽命。

現有彈性體組對偏轉試驗分2種，一種是直接采用單個產品進行偏轉試驗，這種方式只能進行自由狀態下的偏轉剛度或疲勞試驗，無法反應產品受壓狀態下的偏轉性能。另一種是采用單個球型彈性體與推力球軸承組對預壓進行偏轉試驗，這種組對方式因為產品偏轉剛度大于軸承偏轉剛度，導致組對體的偏轉剛度不對稱，且推力球型軸承疲勞壽命遠小于橡膠軸承，在橡膠軸承疲勞失效前推力球軸承已提前失效，導致試驗無法進行，需要更換軸承繼續試驗，導致試驗成本高、維護不便。

傳統的扭轉試驗分4種，第一種是直接固定橡膠軸承底座，在上端施加扭矩進行扭轉試驗，這種方式只能測試橡膠軸承在自由狀態下的扭轉剛度。第2種是壓扭式：通過設計專用壓扭油缸對橡膠軸承同時施加壓縮載荷和扭轉力矩進行壓扭剛度，這種方式試驗成本高、且只能進行單個產品試驗。第3種是推扭式：采用單個產品與推力軸承組對，利用推力軸承既可承受軸向壓力，又可承受扭轉角度的特性來完成扭轉試驗，這種方式存在扭轉摩擦力，試驗數據精度低。

現有施加徑向恒載的試驗方法主要有3種，第一種是通過油缸對橡膠軸承施加載徑向靜載并保持不變，這種方式只適用于單一的單向加載試驗。第2種是通過對橡膠軸承懸掛相同質量的法碼來代替油缸加載施加載徑向恒載，這種方式操作不變，試驗裝置體積笨重。第3種是通過絲桿或螺栓加力，這種方式適用于固定式加載，無法滿足多向柔性加載試驗。

扭轉角度等效傳遞方法有2種，第一種是通過螺栓鎖緊方式，利用鎖緊時產生的摩擦力和螺栓本身的剛度傳遞扭轉角度，這種方式結構簡單，但是在疲勞試驗過程中螺栓不僅要承受拉力而且要承擔扭矩，壽命無法滿足試驗要求。另一種是分別采用2個加力油缸從兩端對產品施加扭轉角度進行扭轉試驗，這種方式雖然解決了螺栓承受扭矩的技術難題，但同時又增加了試驗成本，對試驗安裝空間也提出了新的要求。

因此在本領域范圍內提出一種能對橡膠軸承的徑向、剪切、扭轉、偏轉四個方向進行復合加載的試驗裝置和試驗方法本技術領域內具有重大的意義。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：提出一種橡膠軸承復合加載試驗裝置，包括固定塊，其特征在于：兩個橡膠軸承呈對稱方向固定在固定塊上，橡膠軸承頂面與固定塊固定連接，扭轉加載裝置與一個橡膠軸承的底面連接并可繞橡膠軸承的中軸線L1轉動為橡膠軸承提供扭轉載荷；偏轉加載裝置與固定塊連接并可繞固定塊的中軸線L2轉動為橡膠軸承提供偏轉載荷；徑向預壓裝置分別和兩個橡膠軸承的底面固定連接，徑向預壓裝置可沿橡膠軸承的中軸線L1方向對兩個橡膠軸承的底面產生徑向壓縮位移S1；固定塊可沿中軸線L1的垂向方向L3產生剪切位移S2為橡膠軸承提供剪切載荷。