[发明专利]一种橡胶衬套刚度测量装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶衬套试验领域领域，尤其是涉及一种橡胶衬套刚度测量装置及其使用方法。

背景技术

减振类橡胶部件被广泛应用于汽车底盘各种衬套和动力总成悬置，其主要功能为衰减由于路面的激励或输出扭矩波动而导致发动机的振动，控制底盘部件与发动机位移。橡胶衬套有以下优点：1、因橡胶的弹性模量比金属的小，故隔振降噪效果显著；2、橡胶的形状不受限制，各方向的刚度可在一定范围内自由选择，能适当地选择各方向的弹性刚度比；3、能很容易地与金属件牢固结合，使橡胶衬套可承受多方向的载荷，既简化了结构，又减轻了整车质量；4、硫化橡胶的内部摩擦比金属内部摩擦大，且具有随频率增大而增大的倾向，故在共振时振幅较小；5、硫化橡胶有较大的可逆向弹性变形，且弹性系数比金属的小。所以，在整车开发前期，对减振类橡胶进行刚度设计是非常有必要的，其刚度特性直接影响整车的操纵稳定性、平顺性与舒适性。

目前衬套的开发基本流程如图1所示，在衬套样件制作完成后，需要进行刚度和耐久试验；如果不满足相关标准，则更改衬套结构或尝试不同的材料配方，再次进行刚度和耐久试验，直至满足标准。衬套的刚度和耐久试验在衬套的开发流程中占据了举足轻重的作用。

现有试验方法均是针对不同的样件开发不同的橡胶衬套试验装置，且只能对单一的刚度进行测量，如中国专利申请号201110083774.1公开了汽车衬套式悬置静刚度检测装置,包括支座、悬置夹具和压力传感器,在支座的一端旋接有顶杆,顶杆的前端安装有顶块,悬置夹具固定在支座的另一端,并位于U形块中,一根芯轴穿过悬置夹具的夹持孔,芯轴两端分别支撑在U形块的两端,所述压力传感器连接在U形块与顶块之间。该检测装置结构简单,各部件的安装及检测操作非常方便,能够满足衬套式悬置静刚度的检测要求。再如中国专利申请号200810171539.8公开了一种汽车悬架用衬套扭转刚度测量方法,包括如下步骤:A.将测试夹具固定；B.将衬套固压入测试夹具中；C.将扭杆装入衬套中心孔中并固定牢固；D.将测力方向盘与扭杆固定；E.将应变片的一端固定在测力方向盘上,另一端固定在测试夹具上；F.将测力方向盘连接到电脑上；G.转动测力方向盘,将数据传送到电脑；H.电脑接收测力方向盘传送来的数据,自动生成刚度曲线。本发明利用汽车企业常用的一些试验设备,通过简单的组合,可以简单、准确的测量衬套的扭转刚度。上述两种装置分别对橡胶的静态刚度和扭转刚度进行很好的测量，但上述两种装置均不能同时测量橡胶的静态刚度和扭转刚度，因此，功能比较单一。

发明内容

本发明的目的是提供一种橡胶衬套刚度测量装置及其使用方法，解决现有测量装置只能针对单一样件测量单一刚度的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种橡胶衬套刚度测量装置，包括工作台，固定在工作台上的连接支座，用于固定橡胶衬套的下固定支架总成；还设置有动态测试仪，穿过橡胶衬套内环的连接轴，与连接轴两端固定连接的上固定支架总成，所述动态测试仪的工作端头与上固定支架总成连接用于给上固定支架总成施加力。所述上固定支架总成与动态测试仪的工作端头间设置有连接作用的球铰链接头。

进一步的，所述上固定支架总成包括与连接轴固定连接的竖板，设置在两竖板间的横梁，横梁与竖板间通过螺栓连接，所述横梁上的螺栓连接孔为腰型孔，方便调节两竖板间的距离；所述球铰链接头固定连接在横梁的中间位置。所述下固定支架总成包括上压板和下支撑板，上压板和下支撑板上对称设置与橡胶衬套相适配的半圆孔，所述上压板和下支撑板间通过螺栓固定；所述半圆孔的截面为V字型结构。

为方便安装，所述工作台上沿横向和纵向均设置有一组燕尾槽，所述连接支座为两端开口的六面体结构，在连接支座的每个面上均设置有一个十字型安装孔，所述连接支座与工作台间、连接支座与下固定支架总成间均通过设置在上下两个面上的十字型安装孔螺栓连接。

采用上述测量装置测量橡胶衬套刚度的方法，包括以下步骤：a)定义并标记橡胶衬套的X、Y、Z向，以橡胶衬套的轴向为Z向，且X、Y、Z两两相互垂直；

b)将橡胶衬套固定在测量装置上，利用动态测试仪进行缓慢加载，加载到橡胶衬套基本被压死状态，并记录橡胶衬套的压缩位移及对应的力值数据；

c)对每个方向刚度的测试数据进行多项式拟合和平移处理，保证拟合的曲线尽可能的平滑并通过坐标原点。