CN108896257B - 一种多功能不带连接部球铰试验工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能不带连接部球铰试验工装，包括应变片、工作台、顶块、固定块、两半圆形块、L形块、螺纹连接管、转接圆柱块，所述应变片沿周向贴在球销前部；所述顶块与固定块通过紧固螺栓固定连接，所述两半圆形块扣合包夹球铰的球座并置于所述固定块的中心孔内，所述固定块的四周沿径向设置有若干螺纹孔，所述螺纹孔内设置有可延伸至所述固定块的中心孔的锁紧螺钉；所述L形块水平部分设置有通过螺纹连接部件与试验机施力杆固定连接的长圆孔，竖直部分设置有与球销圆锥段相配合的锥孔。本发明对于不同球座半径的球铰只需替换个别零件而其余零件能够通用，减少材料浪费、降低工装加工所需时间及缩短球铰试验时间。

Description

一种多功能不带连接部球铰试验工装

技术领域

本发明涉及一种适用于多种试验条件的球铰试验工装，可进行不带连接部位球铰轴径向刚度试验、不带连接部位的球铰盖板压出力试验，具体是一种多功能不带连接部球铰试验工装。

背景技术

球铰作为底盘功能件，在产品研究开发过程中常常需要进行诸多试验，如轴、径向刚度试验。在测试不带连接部位球铰轴、径向刚度时，传统的工装对于不同半径的球座需重新加工一套工装比较耗时，故有设计出一种能够适用于多种试验情况，并且对于不同球座半径的球铰只需要重新加工极少数零件的试验工装是有意义的。在专利CN206504842 U中描述了一种球铰轴径向刚度试验工装，包含固定组件与施力组件。该工装能够进行带连接部位的球铰轴、径向刚度试验，不能进行带连接部位球铰标定试验及轴向刚度试验。对于球座半径不同的球铰大部分零件都需重新加工。

发明内容

本发明的目的是为了解决球铰多种试验情况下，需要设计多套工装从而增加球铰试验周期问题、以及对不同球座半径的球铰，工装需重新设计问题，通过对多种试验工装进行联合设计，设计出一种能够适用于多种试验情况的多功能工装，能够缩短球铰试验周期，同时对于不同半径的球座只需重新加工极少的零件，能减少工装加工时间，提高工装利用率、减少材料浪费。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多功能不带连接部球铰试验工装，包括：

应变片、工作台、顶块、固定块、两半圆形块、L形块、螺纹连接管、转接圆柱块，

所述应变片沿周向每隔90度贴在带连接部球铰的球销前部，相隔180度的两应变片构成一组共两组，一组用于X向标定，另一组用于Y向标定；所述的顶块与固定块通过紧固螺栓固定连接，所述的两半圆形块扣合包夹球铰的球座并置于所述固定块的中心孔内，所述固定块的四周沿径向设置有若干螺纹孔，所述螺纹孔内设置有可延伸至所述固定块的中心孔的锁紧螺钉；

所述的L形块水平部分设置有通过螺纹连接部件与试验机施力杆固定连接的长圆孔，竖直部分设置有与球销圆锥段相配合的锥孔，所述L形块的竖直部分末端居中地竖直设置有直达所述锥孔的切槽以及穿过所述切槽的横向通孔，所述横向通孔内设置有相配合的第一锁紧螺栓和第一锁紧螺母；所述螺纹连接管通过螺纹锁紧球销。

优选地，所述的螺纹连接部件包括转接圆柱块，所述转接圆柱块上端设置有与所述试验机施力杆螺纹连接的螺纹孔，下端设置有***所述长圆孔且与第二锁紧螺母相配合的外螺纹。

优选地，所述的两半圆形块弧形内表面设置有扣合后与所述球座相配合的半圆形凹槽，所述半圆形凹槽的两侧设置有限制球座上下表面轴向位置的挡边，所述两半圆形块外周壁径向设置有若干通孔。

优选地，当进行不带连接部球铰轴向刚度试验时，所述的顶块与固定块通过紧固螺栓固定在工作台上。

优选地，所述固定块 与顶块的外周壁设置有与所述工作台的顶面相贴合的平面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明设计时采用联合设计方法，能够满足各种球铰试验情况，同时对于球座半径不同的球铰只需重新加工两个半圆形零件，其余零件在测试不带连接部位轴、径向刚度的工装零件均可重复使用。通过对传统的L形块进行优化，在其与球销连接部分进行开槽处理，通过第一锁紧螺栓锁紧L形块的位置。同时在L形块上方圆孔变为长圆形孔，其长度可根据不同试验要求进行设计，便于微调以消除由加工导致的轻微的对中度误差，提高试验的精度、可靠性和稳定性，可以极大缩短球铰试验周期，同时工装联合设计也能减少材料的不必要浪费。

附图说明

图1是不带连接部球铰示意图；

图2是不带连接部球铰径向刚度试验工装示意图；

图3是不带连接部球铰轴向刚度试验工装示意图；

图4不带连接部的球铰盖板压出力试验

图5是半圆形块结构示意图；

图6是L形块结构示意图；

附图标注说明：1-球销、2-球座、3-工作台、4-第一锁紧螺栓、5-螺纹连接管、6-L形块、7-转接圆柱块、8-试验机施力杆、9-传感器，10-高度调节块、11-第二锁紧螺栓、12-第二锁紧螺母、13-第一锁紧螺母、14-顶块，15-固定块、16-紧固螺栓、17-锁紧螺钉、18-半圆形块、19-压力机工作台、20-压力机加载块、21-应变片。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的实施例做进一步详细说明。

图1为不带连接部位的球铰结构图。

如图2所示，一种多功能不带连接部球铰试验工装，包括：

应变片21、工作台3、顶块14、固定块15、两半圆形块18、L形块6、螺纹连接管5、转接圆柱块，

所述应变片21沿周向每隔90度贴在带连接部球铰的球销前部，相隔180度的两应变片构成一组共两组，一组用于X向标定，另一组用于Y向标定；

所述的顶块14与固定块15通过紧固螺栓固定连接，所述的两半圆形块18扣合包夹球铰的球座2并置于所述固定块15的中心孔内，所述固定块15的四周沿径向设置有若干螺纹孔，所述螺纹孔内设置有可延伸至所述固定块15的中心孔的锁紧螺钉17。

如图6所示，所述的L形块6水平部分设置有通过螺纹连接部件与试验机施力杆8固定连接的长圆孔，竖直部分设置有与球销圆锥段相配合的锥孔，所述L形块6的竖直部分末端居中地竖直设置有直达所述锥孔的切槽以及穿过所述切槽的横向通孔，所述横向通孔内设置有相配合的第一锁紧螺栓4和第一锁紧螺母13，所述螺纹连接管5通过螺纹锁紧球销。所述的螺纹连接部件包括螺纹连接管5、转接圆柱块7，所述螺纹连接管5上端设置有与所述试验机施力杆8螺纹连接的螺纹孔，下端设置有与所述球销1连接的螺纹孔，所述转接圆柱块7上端设置有与所述试验机施力杆8螺纹连接的螺纹孔，下端设置有***所述长圆孔且与第二锁紧螺母12相配合的外螺纹。所述试验机施力杆8上通过高度调节块10和第二锁紧螺栓11设置有传感器9。

如图5所示，所述的两半圆形块18弧形内表面设置有扣合后与所述球座2相配合的半圆形凹槽，所述半圆形凹槽的两侧设置有限制球座2上下表面轴向位置的挡边，所述两半圆形块18外周壁径向设置有若干通孔。对于球座2半径不同的不带连接部球铰，要对其进行轴、径向刚度测试时只需重新加工所述半圆形块，其余零件均可采用图2与图3中所述相同的零件。

所述固定块15的外周壁相对工作台3一侧设置有与所述工作台3的顶面相贴合的平面，增加接触面积，保证试验的稳定性。

如图2所述，在利用MTS进行球铰标定时，工装及球铰安装使用方式为：

旋转球销使得X向组应变片平行于L形块6与第一锁紧螺母13接触面，之后将L形块6装入球销上将第一锁紧螺栓4***L形块6下孔，拧紧第一锁紧螺母13固定L形块6和球销，并旋入螺纹连接管5防止L形块6加载时滑动，操作MTS试验机进行加载，记录不同载荷下应变值。标定完X向后拆下第二锁紧螺母12，操作MTS使得其上部上移，卸下螺纹连接管5，旋松第一锁紧螺母13，轻微向右移动L形块6，旋转球销使得Y向应变片组平行于L形块6与第一锁紧螺母13接触面。右移装上L形块6，拧紧第一锁紧螺母13固定L形块6，并旋入螺纹连接管5，调节MTS使转接圆柱块7***长圆孔并拧紧第二锁紧螺母12，即可进行Y向标定。

完成标定后，可连接刚度试验机进行径向刚度试验。

如图2所示，不带连接部球铰径向刚度测试时，此时工装主要包括顶块14、工作台3、固定块15、转接圆柱块7、半圆形块18、锁紧螺钉17等，具体实施方式为：，将顶块14与固定块15通过紧固螺栓16连接，用半圆形块18卡住球座2位上下表面，然后半圆形块18与球铰一同放入固定块15中部圆孔内，调整半圆形块位置使得锁紧螺钉17能够将半圆形块锁紧，再将转接圆柱块7一端旋入加载杆上，另一端***L形块6的长圆孔内，拧紧第二锁紧螺母12。然后将球销1***L形块6下端锥孔中，拧紧第一锁紧螺母13，并旋入螺纹连接管5固定住L形块6，控制机器使得固定块15下移直至所述固定块15下平面同工作台3上表面接触，此时可测得球铰径向刚度。

如图3所示，不带连接部球铰轴向刚度测试时，其具体实施方式为：测试完径向刚度后，将螺纹连接管5拧下，松开第一锁紧螺母13，将球铰1及固定块15等部分拿开，然后取下L形块6及转接圆柱块7，通过紧固螺栓16将顶块14与固定块15固定于工作台3表面，将螺纹连接管5旋入球销1螺纹部分，调整试验机加载杆8位置使得其与螺纹连接管5上部分接触且对中，旋转螺纹连接管5使得其上移从而将试验加载杆与球销1连接，此时即可进行轴向刚度测试，包括轴向受压刚度测试和轴向受压刚度测试。

如图4所示，不带连接部球铰盖板压出力测试时，其具体实施方式为：测试完轴向刚度后，旋转螺纹连接管5使得其与试验加载杆脱离，旋松紧固螺栓16将球铰测试部分同工作台脱离，将球铰测试部分放置于压力机工作台19上，调节压力机使得螺纹连接管5上表面同压力机加载块20下表面接触，此时即可进行球铰盖板压出力试验。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (3)

1.一种多功能不带连接部球铰试验工装，其特征在于，包括：

应变片(21)、工作台(3)、顶块(14)、固定块(15)、两半圆形块(18)、L形块(6)、螺纹连接管(5)、转接圆柱块(7)，

所述应变片(21)沿周向每隔90度贴在带连接部球铰的球销前部，相隔180度的两应变片构成一组共两组，一组用于X向标定，另一组用于Y向标定；所述的顶块(14)与固定块(15)通过紧固螺栓(16)固定连接，所述的两半圆形块(18)扣合包夹球铰的球座(2)并置于所述固定块(15)的中心孔内，所述固定块(15)的四周沿径向设置有若干螺纹孔，所述螺纹孔内设置有可延伸至所述固定块(15)的中心孔的锁紧螺钉(17)；

所述的L形块(6)水平部分设置有通过螺纹连接部件与试验机施力杆(8)固定连接的长圆孔，竖直部分设置有与球销(1)圆锥段相配合的锥孔，所述L形块(6)的竖直部分末端居中地竖直设置有直达所述锥孔的切槽以及穿过所述切槽的横向通孔，所述横向通孔内设置有相配合的第一锁紧螺栓(4)和第一锁紧螺母(13)；所述螺纹连接管(5)通过螺纹锁紧球销；所述的螺纹连接部件包括转接圆柱块(7)，所述转接圆柱块(7)上端设置有与所述试验机施力杆(8)螺纹连接的螺纹孔，下端设置有***所述长圆孔且与第二锁紧螺母(12)相配合的外螺纹；所述的两半圆形块(18)弧形内表面设置有扣合后与所述球座(2)相配合的半圆形凹槽，所述半圆形凹槽的两侧设置有限制球座(2)上下表面轴向位置的挡边，所述两半圆形块(18)外周壁径向设置有若干通孔。

2.根据权利要求1所述的一种多功能不带连接部球铰试验工装，其特征在于，当进行不带连接部球铰轴向刚度试验时，所述的顶块(14)与固定块(15)通过紧固螺栓(16)固定在工作台(3)上。

3.根据权利要求1所述的一种多功能不带连接部球铰试验工装，其特征在于，所述固定块(15) 与顶块(14)的外周壁设置有与所述工作台(3)的顶面相贴合的平面。