CN113504042A - 一种用于两端带球铰杆类零件的标定工装及其标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于试验科学技术领域，具体涉及一种用于两端带球铰杆类零件的标定工装及其标定方法。所述标定工装包括：拉杆组件、数据采集***及其连接线、标准力传感器、倒链；所述拉杆组件包括：拉板、半卡环、连接用标准件、被试转向拉杆；本发明通过两套拉板、半卡环、连接用标准件等组成的工装，能方便地实现两端带铰杆类部件的标定工装连接，再通过力传感器、数据采集***等得到两端带铰杆类部件拉伸力与所产生应变的对应关系，完成该类零件的标定。为载荷获取，或者后续的道路模拟试验和其它的疲劳寿命试验做准备，奠定基础。

Description

一种用于两端带球铰杆类零件的标定工装及其标定方法

技术领域

本发明属于试验科学技术领域，具体涉及一种用于两端带球铰杆类零件的标定工装及其标定方法。

背景技术

转向横拉杆、转向节臂、转向节、转向直拉杆等均为两端球铰或球头的连杆类零件，对其进行道路模拟试验或相关的性能测试、载荷获取或疲劳试验时，找出该零件应变和载荷对应关系的标定试验是我们后续试验分析试验设计工作中首先需要完成的工作。因此，如何设计简洁有效的标定工装，并通过合理科学的标定方法，以便找出这类杆类零件载荷和应变的对应关系就非常有必要了。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种简单易加工的用于两端球铰杆类零件的标定工装及其标定方法，以满足对该类零件进行标定试验，得到其应变与载荷的对应关系。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于两端带球铰杆类零件的标定工装，所述标定工装包括：拉杆组件、数据采集***及其连接线、标准力传感器、倒链；

所述拉杆组件包括：拉板1、半卡环2、连接用标准件、被试转向拉杆5；

所述被试转向拉杆5作为标定被试件，为一两端带球头的转向拉杆；所述被试转向拉杆5垂直设置；

所述拉板1设有两个，两个拉板1分置于被试转向拉杆5两端，每个拉板1内部均设有圆形空腔，用于容纳被试转向拉杆5的一端球头；

所述半卡环2设置有四个，所述连接用标准件设置有四套；每两个半卡环2配合形成一个完整卡环，用于包裹被试转向拉杆5端部球头处的杆部，并通过两套连接用标准件从完整卡环水平两端将被试转向拉杆5紧固于拉板1上；每套所述连接用标准件均包括一个螺栓3和一个螺母4；

由此，所述两个拉板1分置于上方和下方，两个拉板1之间通过四个半卡环2及四套连接用标准件将被试转向拉杆5垂直固定其中；

所述被试转向拉杆5上粘贴有应变片，通过连接线连接至数据采集***；

所述倒链垂向悬挂，所述倒链、标准力传感器、拉杆组件、地面之间分别通过吊装机构连接，沿垂向布置，即保证重心在一条垂线上。

其中，所述吊装机构为吊环或吊带。

其中，所述倒链经由天车垂向悬挂。

其中，所述标准力传感器为数字显示标准量传感器，或为通过连接数据采集***来显示其力值大小。

其中，所述倒链用于可控地调整施加在被试转向拉杆5上的载荷，并通过标准力传感器显示其具体的载荷数值。

其中，所述被试转向拉杆5上粘贴有应变片，通过连接线连接至数据采集***；

当通过倒链给被试转向拉杆5施加拉伸力时，由数据采集***采集应变片的应变值，通过标准力传感器示值读出该被试转向拉杆5所受的拉伸力；均匀地通过倒链增加拉伸力，从而得到被试转向拉杆5应变与载荷的关系曲线。

其中，所述拉板1为一侧开孔的薄板零件，拉板1中部圆形空腔的半径由被试转向拉杆5端部球头的销轴线到杆上顶点的距离决定；中部圆形空腔下方开口处直径与拉杆球头后颈部的尺寸相匹配。

其中，所述半卡环2从前后方向分别压在拉板1两侧，半卡环2的内径为被试转向拉杆5颈部直径；半卡环2的高度与被试转向拉杆5颈部的长度一致，不与被试转向拉杆5端部的球头处发生干涉。

其中，被试转向拉杆5上部与一拉板1连接，被试转向拉杆5下部与另一拉板1连接，其连接形式与上部拉板1连接形式相同，仅需将拉板1倒置，拉板1圆形空腔与被试转向拉杆5连接。

此外，本发明还提供一种用于两端带球铰杆类零件的标定方法，所述标定方法基于所述标定工装来实施，所述标定方法包括如下步骤：

步骤1：准备拉杆组件、数据采集***及其连接线、标准力传感器、倒链，并按垂向布置连接；

步骤2：通过倒链给被试转向拉杆5施加拉伸力；

步骤3：由数据采集***采集被试转向拉杆5上应变片的应变值；

步骤4：通过标准力传感器示值读出该被试转向拉杆5所受的拉伸力；

步骤5：均匀地通过倒链增加拉伸力，从而得到被试转向拉杆5应变与载荷的关系曲线。

(三)有益效果

本发明提供了一种简单易加工的用于两端球铰杆类零件的标定工装及其标定方法，以满足对该类零件进行标定试验，得到其应变与载荷的对应关系。

与现有技术相比较，本发明通过2套拉板、4个半卡环、4套连接用标准件组成的标定工装，利用试验室现有的倒链、数据采集***、标准力传感器等形成一种简单实用的标定方法。不需拆除球铰等，直接安装测试，操作便捷。不受拉杆长度制约。同时，对被试转向拉杆、转向拉臂等这一类带球铰的拉杆形状结构件的拉伸力标定均适用。

附图说明

图1为本发明的总体示意图；

图2为本发明中拉杆标定工装的主视图；

图3为本发明中拉杆标定工装的主视图的右视图；

图4为本发明中拉板的主视图；

图5为本发明中半卡环的主视图；

图6为本发明中半卡环的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术问题，本发明提供一种用于两端带球铰杆类零件的标定工装，如图1-图3所示，所述标定工装包括：拉杆组件、数据采集***及其连接线、标准力传感器、倒链；

所述拉杆组件包括：拉板1、半卡环2、连接用标准件、被试转向拉杆5；

所述被试转向拉杆5作为标定被试件，为一两端带球头的转向拉杆；所述被试转向拉杆5垂直设置；

所述拉板1设有两个，两个拉板1分置于被试转向拉杆5两端，每个拉板1内部均设有圆形空腔，用于容纳被试转向拉杆5的一端球头；

所述半卡环2设置有四个，所述连接用标准件设置有四套；每两个半卡环2配合形成一个完整卡环，用于包裹被试转向拉杆5端部球头处的杆部，并通过两套连接用标准件从完整卡环水平两端将被试转向拉杆5紧固于拉板1上；每套所述连接用标准件均包括一个螺栓3和一个螺母4；

由此，所述两个拉板1分置于上方和下方，两个拉板1之间通过四个半卡环2及四套连接用标准件将被试转向拉杆5垂直固定其中；

所述被试转向拉杆5上粘贴有应变片，通过连接线连接至数据采集***；

所述倒链垂向悬挂，所述倒链、标准力传感器、拉杆组件、地面之间分别通过吊装机构连接，沿垂向布置，即保证重心在一条垂线上。

其中，所述吊装机构为吊环或吊带。

其中，所述倒链经由天车或其他可悬吊装置垂向悬挂。

其中，所述标准力传感器为数字显示标准量传感器，或为通过连接数据采集***来显示其力值大小。

所述倒链和标准力传感器之间的位置可互换。地面上有便于连接工装的基座板或地脚螺栓等可便于连接。

其中，所述倒链用于可控地调整施加在被试转向拉杆5上的载荷，并通过标准力传感器显示其具体的载荷数值。

其中，所述被试转向拉杆5上粘贴有应变片，通过连接线连接至数据采集***；

当通过倒链给被试转向拉杆5施加拉伸力时，由数据采集***采集应变片的应变值，通过标准力传感器示值读出该被试转向拉杆5所受的拉伸力；均匀地通过倒链增加拉伸力，从而得到被试转向拉杆5应变与载荷的关系曲线。

其中，如图4所示，所述拉板1为一侧开孔的薄板零件，拉板1中部圆形空腔的半径由被试转向拉杆5端部球头的销轴线到杆上顶点的距离决定，圆形空腔半径略大即可；中部圆形空腔下方开口处直径与拉杆球头后颈部的尺寸相匹配；拉板1左右下部设有两孔为螺栓连接用孔；拉板1上部孔为吊环穿孔，通过吊环与倒链或标准力传感器连接。

其中，如图5、图6所示，所述半卡环2从前后方向分别压在拉板1两侧，半卡环2的内径为被试转向拉杆5颈部直径；如图5所示，半卡环2的高度与被试转向拉杆5颈部的长度一致，不与被试转向拉杆5端部的球头处发生干涉。半卡环左右两端为增强螺栓连接的强度，增加连接处卡换的高度。

其中，如图1所示，被试转向拉杆5上部与一拉板1连接，被试转向拉杆5下部与另一拉板1连接，其连接形式与上部拉板1连接形式相同，仅需将拉板1倒置，拉板1圆形空腔与被试转向拉杆5连接，中心上部圆孔为吊环连接孔，与试验室基座板T槽螺栓连接，或直接与地面固定即可。

此外，本发明还提供一种用于两端带球铰杆类零件的标定方法，所述标定方法基于所述标定工装来实施，所述标定方法包括如下步骤：

步骤1：准备拉杆组件、数据采集***及其连接线、标准力传感器、倒链，并按垂向布置连接；

步骤2：通过倒链给被试转向拉杆5施加拉伸力；

步骤3：由数据采集***采集被试转向拉杆5上应变片的应变值；

步骤4：通过标准力传感器示值读出该被试转向拉杆5所受的拉伸力；

步骤5：均匀地通过倒链增加拉伸力，从而得到被试转向拉杆5应变与载荷的关系曲线。

实施例1

为解决快速实现拉杆类零件的标定问题，本实施例提供一种拉杆标定工装及其标定方法。如图1所示，其包括：拉板1、半卡环2、螺栓3、螺母4、要标定被试件为一两端带球头的被试转向拉杆5，它们组成拉杆组件；此外，还设有被试被试转向拉杆5上的应变片、数据采集***、标准力传感器、倒链，以及它们之间连接的吊钩、以及与地面T形槽配合的连接块，将该数据采集***采集的应变量和标准力传感器显示的拉伸力相对应，测试得到该被试转向拉杆5的载荷-应变特性曲线，此方法为该杆类零件试验室内标定方法。

如图1所示，所述倒链由试验室天车吊钩垂向悬挂，依次连接倒链、标准力传感器、标定工装、基座板。其中，倒链与标准力传感器之间，标准力传感器与标定工装之间为吊环或马蹄进行连接，基座板上T-槽内的T槽螺栓上连接吊环，该吊环与拉杆组件下部孔由吊环连接，安装时确保沿倒链、标准力传感器、拉杆组件都沿垂向布置，即保证重心在一条垂线上。倒链位置设在便于试验人员进行操作的位置。

所述拉杆组件，由2块拉板1，4块半卡环2和4套标准件组成。它们连接在需要标定的被试转向拉杆5两头。需要标定的被试转向拉杆5指定部位贴有应变片，应变片通过接线与数据采集***连接，数据采集***经过相应的设置后，能够实时采集该应变片的应变数据。

如图2、图3所示，为该标定工装的实施方式，标定工装上部拉板1中心部的开口孔形需与被试拉杆上端球铰头的外径匹配，保证该拉杆上端球铰能够恰好穿过该开口孔，用两套标准件穿过半卡环上的通孔，进行连接紧固。同理，标定工装下部拉板1中心部的开口孔形需与被试拉杆下端球铰头的外径匹配，保证该拉杆下端球铰能够恰好穿过该开口孔，用两套标准件穿过半卡环上的通孔，进行连接紧固。

如图5、图6所示，所述标定工装中的两个半卡环2分别压在拉板1两侧，半卡环2内径为被试拉杆颈部直径，确保半卡环2与拉杆球头径部压合。如图5所示，半卡环2的高度应与被试拉杆颈部的长度一致，不应与拉杆上部的球头销处发生干涉。半卡环2左右两端为增强螺栓连接的强度，增加标准件紧固连接处卡环的高度。

标准力传感器为满足量程和精度的，测试数据可以数显或是由其数据采集***显示。

拉动倒链，依次按载荷逐级增加和逐级降低来调整施加在被试标定件上的载荷，记录改载荷时标准力传感器显示其具体的载荷数值，同时，由应变片连接的数据采集***同步采集应变片的应变数值。循环逐级增加和逐级降低倒链上的载荷三次，完成该被试拉杆受拉伸载荷时应变和拉伸力的关系曲线，即完成了该被试件的标定试验。

由以上实施例可以看出，本发明通过试验室现有的天车、倒链、吊环、T-滑块、基座板，标准力传感器、数据采集***等设备，再根据被试拉杆制作简单的拉杆组件，就能实现该拉杆、拉臂类零件的标定试样。该标定试验方法简单便捷。本发明应用于车辆转向***的诸多带球铰、球头的拉杆、拉臂类零件的拉伸载荷的标定试验。是后续的道路实际载荷的采集测试或者关重件的道路模拟试验必须要完成的准备试验。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于两端带球铰杆类零件的标定工装，其特征在于，所述标定工装包括：拉杆组件、数据采集***及其连接线、标准力传感器、倒链；

所述拉杆组件包括：拉板(1)、半卡环(2)、连接用标准件、被试转向拉杆(5)；

所述被试转向拉杆(5)作为标定被试件，为一两端带球头的转向拉杆；所述被试转向拉杆(5)垂直设置；

所述拉板(1)设有两个，两个拉板(1)分置于被试转向拉杆(5)两端，每个拉板(1)内部均设有圆形空腔，用于容纳被试转向拉杆(5)的一端球头；

所述半卡环(2)设置有四个，所述连接用标准件设置有四套；每两个半卡环(2)配合形成一个完整卡环，用于包裹被试转向拉杆(5)端部球头处的杆部，并通过两套连接用标准件从完整卡环水平两端将被试转向拉杆(5)紧固于拉板(1)上；每套所述连接用标准件均包括一个螺栓(3)和一个螺母(4)；

由此，所述两个拉板(1)分置于上方和下方，两个拉板(1)之间通过四个半卡环(2)及四套连接用标准件将被试转向拉杆(5)垂直固定其中；

所述被试转向拉杆(5)上粘贴有应变片，通过连接线连接至数据采集***；

所述倒链垂向悬挂，所述倒链、标准力传感器、拉杆组件、地面之间分别通过吊装机构连接，沿垂向布置，即保证重心在一条垂线上。

2.如权利要求1所述的用于两端带球铰杆类零件的标定工装，其特征在于，所述吊装机构为吊环或吊带。

3.如权利要求1所述的用于两端带球铰杆类零件的标定工装，其特征在于，所述倒链经由天车垂向悬挂。

4.如权利要求1所述的用于两端带球铰杆类零件的标定工装，其特征在于，所述标准力传感器为数字显示标准量传感器，或为通过连接数据采集***来显示其力值大小。

5.如权利要求1所述的用于两端带球铰杆类零件的标定工装，其特征在于，所述倒链用于可控地调整施加在被试转向拉杆(5)上的载荷，并通过标准力传感器显示其具体的载荷数值。

6.如权利要求5所述的用于两端带球铰杆类零件的标定工装，其特征在于，所述被试转向拉杆(5)上粘贴有应变片，通过连接线连接至数据采集***；

当通过倒链给被试转向拉杆(5)施加拉伸力时，由数据采集***采集应变片的应变值，通过标准力传感器示值读出该被试转向拉杆(5)所受的拉伸力；均匀地通过倒链增加拉伸力，从而得到被试转向拉杆(5)应变与载荷的关系曲线。

7.如权利要求1所述的用于两端带球铰杆类零件的标定工装，其特征在于，所述拉板(1)为一侧开孔的薄板零件，拉板(1)中部圆形空腔的半径由被试转向拉杆(5)端部球头的销轴线到杆上顶点的距离决定；中部圆形空腔下方开口处直径与拉杆球头后颈部的尺寸相匹配。

8.如权利要求1所述的用于两端带球铰杆类零件的标定工装，其特征在于，所述半卡环(2)从前后方向分别压在拉板(1)两侧，半卡环(2)的内径为被试转向拉杆(5)颈部直径；半卡环(2)的高度与被试转向拉杆(5)颈部的长度一致，不与被试转向拉杆(5)端部的球头处发生干涉。

9.如权利要求1所述的用于两端带球铰杆类零件的标定工装，其特征在于，被试转向拉杆(5)上部与一拉板(1)连接，被试转向拉杆(5)下部与另一拉板(1)连接，其连接形式与上部拉板(1)连接形式相同，仅需将拉板(1)倒置，拉板(1)圆形空腔与被试转向拉杆(5)连接。

10.一种用于两端带球铰杆类零件的标定方法，其特征在于，所述标定方法基于权利要求6所述的标定工装来实施，所述标定方法包括如下步骤：

步骤1：准备拉杆组件、数据采集***及其连接线、标准力传感器、倒链，并按垂向布置连接；

步骤2：通过倒链给被试转向拉杆(5)施加拉伸力；

步骤3：由数据采集***采集被试转向拉杆(5)上应变片的应变值；

步骤4：通过标准力传感器示值读出该被试转向拉杆(5)所受的拉伸力；

步骤5：均匀地通过倒链增加拉伸力，从而得到被试转向拉杆(5)应变与载荷的关系曲线。

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