专利名称：一种转向器疲劳试验台及其操作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于转向器疲劳试验的试验台，尤其是涉及一种能够模拟实际行 车路况和模拟不同温度环境下的疲劳试验台。
背景技术：
目前，普通的转向器高低温疲劳试验装置是由转向器固定工作台、输入端驱动装 置以及输出端负载模拟装置等组成。试验时，将转向器固定在工作台上，按额定的速度驱动 输入轴，输出端按要求加载一定水平方向的载荷，循环额定次数进行疲劳耐久试验。但是， 此种试验装置只能模拟输出端的水平载荷，即转向时地面对轮胎的摩擦力，而无法对实际 行车过程中由于路面颠簸对输出端造成的垂直冲击载荷，以及不同温度下的行车环境进行 模拟，因而无法达到优良的模拟效果，与转向器实际工况差异较大。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种转向器疲劳 试验台及其操作方法，其目的是不仅能模拟输出端的水平载荷，而且可以模拟出由于路面 颠簸对输出端的垂直冲击载荷以及不同温度下的行车环境。本发明的技术方案是该种转向器疲劳试验台包括输入端驱动装置、转向器固定工 作台和输出端负载模拟装置，所述的输出端负载模拟装置包括模拟输出端水平载荷和模拟 输出端垂直冲击载荷，且所述的试验台还包括能够模拟不同温度的行车环境的温度控制装置。所述的温度控制装置为可容纳转向器固定工作台的试验环境箱。所述的输出端负载模拟装置包括能够模拟输出端水平载荷的水平负载作动器、能 够模拟输出端垂直冲击载荷的垂直负载作动器、作动器安装支座以及摇臂机构，所述的摇 臂机构整体安装在垂直负载作动器的输出端，且所述的摇臂机构的一端伸入试验环境箱内 与转向器的外拉杆输出端连接，所述的摇臂机构的另一端与水平负载作动器连接。所述的摇臂机构由两个相互垂直的“L”型摇臂组成，与转向器的外拉杆输出端连 接的摇臂为内摇臂，连接点为内连接点，与水平负载作动器连接的摇臂为外摇臂，连接点为 外连接点，且两个摇臂的半径相同。所述的水平负载作动器有负荷和位移两种控制方式，实现正弦、矩形和三角波三 种波形负载输出。所述的垂直负载作动器由位移控制，实现正弦和三角波两种波形的位移输出。所述的试验环境箱采用加热丝加热和压缩机组制冷，实现任意温度的恒温控制。所述的输入端驱动装置包括能够使输入端实现前后、左右、上下移动、水平回转和 垂直回转多自由度调整的调整支架。利用所述的转向器疲劳试验台进行试验的操作方法，具体为1)将试验样件转向器装夹在转向器固定工作台上；
2)根据实际需要通过水平负载作动器的位移控制方式调整左、右水平负载作动器 的位置，使转向器的外球头能够装入摇臂机构的内连接点，并固定在左、右水平负载作动器 摇臂上的安装孔内；3)将试验样件转向器的输入轴与试验台的输入轴连接；4)开启系统油泵；5)设置好试验循环次数，开始试验。水平输入端和垂直输入端可根据试验需要单独加载或者同时加载，且当需要垂直 加载时先打开垂直加载后再打开水平加载。具有上述特殊结构的转向器疲劳试验台及其操作方法具有以下优点1.该种转向器疲劳试验台的摇臂内连接点连接转向器的外拉杆输出端，摇臂外连 接点连接水平负载作动器输出端，将水平负载作动器产生的负载等效的传递到转向器的外 拉杆输出端；同时摇臂机构整体安装在垂直负载作动器的输出端，可以对转向器的输出端 实现垂直方向的加载；转向器固定工作台整体放置在密闭的环境箱内，可以实现高低温的 试验环境。2.该种转向器疲劳试验台两个摇臂的半径相同，水平负载作动器产生的负载等效 的传递到转向器的外拉杆输出端，这样可以通过对水平负载作动器产生负载的控制，实现 对转向器输出端的额定加载。3.该种转向器疲劳试验台的输入端驱动装置由伺服电机、减速机、扭矩传感器、调 整支架、连接轴等组成，调整支架可使输入端前后、左右移动、上下移动、水平回转和垂直回 转等多自由度调整，能够满足不同转向器输入端的不同安装要求。


下面结合附图对本发明作进一步说明图1为本发明的结构示意图。图2为本发明中水平负载作动器的结构示意图。在图1-2中，1 输入端驱动装置；2 转向器固定工作台；3 试验环境箱；4 水平负 载作动器；5 垂直负载作动器；6 作动器安装支座；7 摇臂机构。
具体实施例方式由图1和图2所示结构结合可知，该种转向器疲劳试验台包括输入端驱动装置1、 转向器固定工作台2和输出端负载模拟装置，输出端负载模拟装置包括模拟输出端水平载 荷和模拟输出端垂直冲击载荷，且试验台还包括能够模拟不同温度的行车环境的温度控制 装置，即可容纳转向器固定工作台2的试验环境箱3 ；输出端负载模拟装置包括能够模拟输 出端水平载荷的水平负载作动器4、能够模拟输出端垂直冲击载荷的垂直负载作动器5、作 动器安装支座6以及摇臂机构7，摇臂机构7整体安装在垂直负载作动器5的输出端，且摇 臂机构7的一端伸入试验环境箱3内与转向器的外拉杆输出端连接，摇臂机构7的另一端 与水平负载作动器4连接；摇臂机构7由两个相互垂直的“L”型摇臂组成，与转向器的外拉 杆输出端连接的摇臂为内摇臂，连接点为内连接点，与水平负载作动器4连接的摇臂为外 摇臂，连接点为外连接点，且两个摇臂的半径相同，水平负载作动器4产生的负载等效的传递到转向器的外拉杆输出端，这样可以通过对水平负载作动器4产生负载的控制，实现对 转向器输出端的额定加载，水平负载作动器4有负荷和位移两种控制方式，能够实现正弦、 矩形和三角波三种波形负载输出。垂直负载作动器5由位移控制，能够实现正弦和三角波两种波形的位移输出，这 样通过参数的设置可以在转向器外拉杆输出端得到一定频率和振幅的垂直位移加载。转向器固定工作台2整体放置在密闭的试验环境箱3内，试验环境箱3采用加热 丝加热和压缩机组制冷，能够确保高低温恒温，实现任意温度的恒温控制。试验环境箱3的 后面开有两个圆孔，用来引入输入端驱动力，试验环境箱3的后下部左右各开有一长方孔， 用来引入摇臂。输入端驱动装置1由伺服电机、减速机、扭矩传感器、调整支架、连接轴等组成，调 整支架可使输入端前后、左右移动、上下移动、水平回转和垂直回转等多自由度调整，能够 满足不同转向器输入端的不同安装要求。利用该种转向器疲劳试验台进行试验的操作方法，具体为1)将试验样件转向器装夹在转向器固定工作台2上；2)根据实际需要通过水平负载作动器4的位移控制方式调整左、右水平负载作动 器4的位置，使转向器的外球头能够装入摇臂机构7的内连接点，并固定在左、右水平负载 作动器4摇臂上的安装孔内；3)将试验样件转向器的输入轴与试验台的输入轴连接；4)开启系统油泵；5)设置好试验循环次数，开始试验。水平输入端和垂直输入端可根据试验需要单独加载或者同时加载，且当需要垂直 加载时先打开垂直加载后再打开水平加载，如只需要水平加载的情况直接打开水平加载即可。输入端的换向的控制方式有扭矩控制和转角控制两种方式，扭矩控制要求输入额 定的扭矩和角速度，转角控制要求输入额定的角度和角速度。转向器固定在试验环境箱3内，将转向器的工作环境独立的隔离开，通过摇臂机 构7实现试验环境箱3内、外的载荷传递，更好的实现试验环境箱3内高低温度的恒定。通 过摇臂机构7可实现对转向器外拉杆输出端水平和垂直两个方向的加载。
权利要求
一种转向器疲劳试验台，包括输入端驱动装置(1)、转向器固定工作台(2)和输出端负载模拟装置，其特征在于所述的输出端负载模拟装置包括模拟输出端水平载荷和模拟输出端垂直冲击载荷，且所述的试验台还包括能够模拟不同温度的行车环境的温度控制装置。
2.根据权利要求1所述的一种转向器疲劳试验台，其特征在于所述的温度控制装置 为可容纳转向器固定工作台(2)的试验环境箱(3)。
3.根据权利要求2所述的一种转向器疲劳试验台，其特征在于所述的输出端负载模 拟装置包括能够模拟输出端水平载荷的水平负载作动器(4)、能够模拟输出端垂直冲击载 荷的垂直负载作动器(5)、作动器安装支座(6)以及摇臂机构(7)，所述的摇臂机构(7)整 体安装在垂直负载作动器(5)的输出端，且所述的摇臂机构(7)的一端伸入试验环境箱(3) 内与转向器的外拉杆输出端连接，所述的摇臂机构(7)的另一端与水平负载作动器(4)连 接。
4.根据权利要求3所述的一种转向器疲劳试验台，其特征在于所述的摇臂机构(7) 由两个相互垂直的“L”型摇臂组成，与转向器的外拉杆输出端连接的摇臂为内摇臂，连接点 为内连接点，与水平负载作动器(4)连接的摇臂为外摇臂，连接点为外连接点，且两个摇臂 的半径相同。
5.根据权利要求3或4所述的一种转向器疲劳试验台，其特征在于所述的水平负载 作动器(4)有负荷和位移两种控制方式，实现正弦、矩形和三角波三种波形负载输出。
6.根据权利要求5所述的一种转向器疲劳试验台，其特征在于所述的垂直负载作动 器(5)由位移控制，实现正弦和三角波两种波形的位移输出。
7.根据权利要求2-6任一项权利要求所述的一种转向器疲劳试验台，其特征在于所 述的试验环境箱(3)采用加热丝加热和压缩机组制冷，实现任意温度的恒温控制。
8.根据权利要求7所述的一种转向器疲劳试验台，其特征在于所述的输入端驱动装 置包括能够使输入端实现前后、左右、上下移动、水平回转和垂直回转多自由度调整的调整 支架。
9.一种利用权利要求1-8任一项权利要求所述的转向器疲劳试验台进行试验的操作 方法，具体操作方法为1)将试验样件转向器装夹在转向器固定工作台(2)上；2)根据实际需要通过水平负载作动器(4)的位移控制方式调整左、右水平负载作动器 (4)的位置，使转向器的外球头能够装入摇臂机构(7)的内连接点，并固定在左、右水平负 载作动器(4)摇臂上的安装孔内；3)将试验样件转向器的输入轴与试验台的输入轴连接；4)开启系统油泵；5)设置好试验循环次数，开始试验。
10.根据权利要求9所述的操作方法，其特征在于水平输入端和垂直输入端可根据试 验需要单独加载或者同时加载，且当需要垂直加载时先打开垂直加载后再打开水平加载。
全文摘要
本发明公开了一种转向器疲劳试验台及其操作方法，疲劳试验台包括输入端驱动装置、转向器固定工作台和输出端负载模拟装置，输出端负载模拟装置包括能够模拟输出端水平载荷的水平负载作动器、能够模拟输出端垂直冲击载荷的垂直负载作动器、作动器安装支座以及摇臂机构，摇臂机构整体安装在垂直负载作动器的输出端，且摇臂机构的一端伸入试验环境箱内与转向器的外拉杆输出端连接，摇臂机构的另一端与水平负载作动器连接，试验台还包括能够模拟不同温度行车环境的温度控制装置，即可容纳转向器固定工作台的试验环境箱。该种转向器疲劳试验台不仅能模拟输出端的水平载荷，而且可以模拟出由于路面颠簸对输出端的垂直冲击载荷以及不同温度下的行车环境。
文档编号G01M17/06GK101975668SQ20101027024
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者倪中敏, 刘孝植, 汪洋 申请人:芜湖世特瑞转向系统有限公司