机械式橡胶球铰疲劳试验机及其应用

　　1 前 言

　　随着现在高速公路、铁路和城市公共交通迅速发展，对汽车或其它公共交通运载工具的舒适度提出了更高的要求，橡胶球铰是国内外目前应用最为广泛的减振降噪装置，在汽车、火车等交通工具中主要起悬挂、传力、隔振、缓冲和定位的作用。与传统金属弹簧相比，具有结构易于调整、减振降噪功效显著、体积小、重量轻、电阻大、无磨耗、免维护和安装使用方便等优点，因此，这类产品在国内外的应用非常广泛，可以说橡胶球铰是减震装置中的一个关键零件。

　　橡胶球铰在使用中主要承受交变载荷，在企业内部质量控制、用户交验、新产品定型鉴定、认证、行业抽检和工艺调整环节中，必须进行疲劳性能抽查检测。疲劳试验机的方式有机械式、电液伺服式和电磁谐振式。电磁谐振式疲劳试验机适用于试验频率高、载荷和位移振幅小的试验;电液伺服式试验机价格昂贵，运行成本较高;机械式疲劳试验机价格适宜，运行成本较低，一般采用常规的曲柄连杆往返振动机构，主要只适用于较大位移的疲劳试验(大于 2mm 位移)，因此需要有一种疲劳试验设备适用于小位移可调、运行成本低廉、适合于长时间疲劳试验的疲劳试验装置。

　　目前国内没有橡胶球铰疲劳试验的标准机械式疲劳试验机，为此，株洲时代新材料科技股份有限公司研制了一台用于橡胶球铰疲劳试验的非标结构二工位加载疲劳试验机。

　　2 结构介绍

　　该机械式橡胶球铰疲劳试验机结构如图 1 所示，主要包括：机架，异步电动机，一级齿轮变速箱，往返振动机构，连轴器，工作台，电动机支座，载荷传感器，试验机底座。其特征在于：异步电动机采用工业供电系统和变频调速装置可切换供电的异步电动机驱动，齿轮变速箱为一级齿轮变速箱减速，往返振动机构采用曲柄连杆装置驱动可调节偏心距的偏心加载组件机构，试验载荷是通过偏心加载组件机构带动绕固定支点运动的零位调整加载连杆，驱动橡胶球铰外套作上下方向的直线往复振动，电机通过变速箱同时驱动两个橡胶球铰在径向做往返振动。橡胶球铰径向振动的振幅是用偏心套和偏心轴装置调整偏心距来调整的，橡胶球铰的径向初始预压力是用双向螺纹调整连杆长度调整的。一级齿轮变速箱具有换档功能，形成2档频率。也可以采用变频调速装置更细致地调节振动频率。被测橡胶球铰位于试验机工作台的顶部，由工作台的夹紧装置固定;被测橡胶球铰的下方与产生振动的往返振动机构相连，往返振动机构由偏心加载组件和零位调整连杆组件组成，上部分为零位调整连杆组件，下部分为偏心加载组件;零位调整连杆组件用于固定和调整被测橡胶球铰零位预压载荷，在零位调整连杆组件内设有载荷传感器;偏心加载组件直接与零位调整连杆组件相连，并通过调整偏心轴和偏心套的相对位置来调整振动的振幅，偏心加载组件通过一级齿轮变速箱与异步电动机相连，并由变频调速装置可切换供电的异步电动机驱动。本试验机可以同时做两个橡胶球铰的疲劳试验，当然也可以做单个橡胶球铰的疲劳试验。