空氣橡膠彈簧二維剛度疲勞試驗機

汽車橡膠彈簧疲勞壽命檢測

橡膠彈簧垂向剛度 疲勞壽命試驗臺架

汽車懸架空氣彈簧垂直水平動靜態(tài)載荷試驗機

鐵路橡膠彈簧疲勞耐久性試驗

一、設備簡介

空氣橡膠彈簧是融合橡膠彈性與空氣壓縮特性的減震元件，廣泛應用于汽車懸架、軌道交通、工業(yè)機械等領域，其二維剛度（垂直 + 水平方向的剛度特性）和疲勞壽命是評估減震性能與可靠性的核心指標。

汽車懸架空氣彈簧垂直水平動靜態(tài)載荷試驗機專為空氣橡膠彈簧設計，可同時實現(xiàn)垂直 + 水平二維方向的剛度測試（靜態(tài) / 動態(tài)剛度）和疲勞耐久性試驗，通過模擬實際工況下的載荷、氣壓、位移循環(huán)，精準獲取其力學性能參數(shù)，為產(chǎn)品研發(fā)、質量檢測提供全面數(shù)據(jù)支持。

二、汽車懸架空氣彈簧垂直水平動靜態(tài)載荷試驗機核心功能

1、二維剛度測試

靜態(tài)剛度：在垂直（軸向）和水平（徑向）方向施加緩慢遞增載荷，記錄載荷 - 位移曲線，計算不同位移 / 氣壓下的靜態(tài)剛度。

動態(tài)剛度：在設定頻率（0.1-50Hz）下施加正弦 / 脈沖載荷，測試二維方向的動態(tài)剛度及阻尼系數(shù)（反映振動衰減能力）。

2、疲勞壽命測試

模擬實際工況的循環(huán)載荷（垂直 ± 水平復合加載），設定循環(huán)次數(shù)（可達 1000 萬次），監(jiān)測空氣彈簧在反復變形下的性能衰減（如剛度變化率、漏氣、橡膠開裂等），直至失效，記錄疲勞壽命。

3、氣壓耦合測試

可精準控制空氣彈簧內部氣壓（0-1.0MPa），測試不同氣壓下的二維剛度特性（氣壓是影響空氣彈簧性能的關鍵參數(shù)），模擬不同負載狀態(tài)下的工作性能。

三、汽車懸架空氣彈簧垂直水平動靜態(tài)載荷試驗機工作原理

1、二維加載系統(tǒng)：

垂直方向：由伺服電動缸 / 液壓缸提供軸向載荷（拉力 / 壓力），實現(xiàn)位移或力控制；

水平方向：通過橫向伺服驅動機構施加徑向載荷，與垂直方向協(xié)同動作，實現(xiàn)復合加載。

2、氣壓控制系統(tǒng)：通過精密氣壓閥調節(jié)空氣彈簧內部氣壓，實時監(jiān)測并保持氣壓穩(wěn)定（精度 ±0.005MPa）。

3、數(shù)據(jù)采集與分析：通過力傳感器（垂直 / 水平）、位移傳感器、壓力傳感器，實時采集載荷（F）、位移（Δx）、氣壓（P）、循環(huán)次數(shù)（N），自動生成剛度曲線、疲勞衰減曲線，判斷失效臨界點（如剛度變化超 20%、漏氣量超標）。

四、汽車懸架空氣彈簧垂直水平動靜態(tài)載荷試驗機技術參數(shù)

最大試驗力：0-50kN（可調）

力值測量精度：±0.5% FS（滿量程）

位移范圍：0-500mm

位移分辨率：0.001mm

位移測量精度：±0.1% FS

加載頻率：0.1-50Hz

五、設備結構組成

1、加載系統(tǒng)

垂直加載：伺服電機 + 滾珠絲杠（低噪音、高響應）或液壓缸（大載荷場景），實現(xiàn)平穩(wěn)加載。

水平加載：橫向伺服滑臺 + 加載臂，與垂直方向聯(lián)動，確保二維載荷同步施加，無干涉。

2、測量系統(tǒng)

垂直 / 水平力傳感器：量程匹配加載力，精度 ±0.5% FS，實時采集載荷數(shù)據(jù)。

激光位移傳感器：非接觸式測量彈簧變形，避免機械接觸干擾（尤其適用于動態(tài)測試）。

數(shù)據(jù)采集卡：采樣頻率 10kHz，同步記錄力、位移、氣壓、時間等參數(shù)。

3、控制系統(tǒng)

硬件：PLC + 工業(yè)觸摸屏 + 計算機，支持手動 / 自動模式切換。

軟件：可預設試驗方案（如載荷 - 時間曲線、位移 - 氣壓曲線），實時顯示動態(tài)曲線，自動計算剛度、阻尼、循環(huán)次數(shù)，支持數(shù)據(jù)導出（Excel/CSV）。

4、安全保護

過載保護：當載荷超設定值 110% 時，自動停機并報警。

限位保護：垂直 / 水平方向設機械 + 電子限位，防止試樣過度變形。

防爆保護：試樣區(qū)域設防護罩（抗沖擊透明材質），避免橡膠破裂或氣壓泄漏造成危險。

六、汽車懸架空氣彈簧垂直水平動靜態(tài)載荷試驗機試驗流程

1.試樣準備：將空氣橡膠彈簧安裝在試驗臺中央，確保安裝對中（垂直 / 水平軸線偏差≤0.5mm），避免附加力矩影響。

2.參數(shù)設定：輸入試樣規(guī)格、加載方式（靜態(tài)剛度 / 疲勞試驗）、載荷范圍（如垂直 ±5kN，水平 ±2kN）、頻率（如 3Hz）、循環(huán)次數(shù)（如 50 萬次）。

3.預試驗：施加 10% 額定載荷的預循環(huán)（3-5 次），消除試樣安裝間隙，檢查加載系統(tǒng)是否穩(wěn)定。

4.正式試驗：

剛度測試：緩慢加載至最大位移，記錄載荷 - 位移曲線，計算不同位置的剛度值。

疲勞試驗：按設定頻率循環(huán)加載，實時監(jiān)測剛度變化率（超過 15% 時預警），直至達到循環(huán)次數(shù)或試樣失效。

5. 數(shù)據(jù)輸出：生成試驗報告，包含剛度曲線、疲勞壽命、失效模式（如橡膠龜裂位置、漏氣點）。

七、應用場景

1. 汽車行業(yè)：測試乘用車空氣懸架彈簧的垂直剛度（影響舒適性）和水平剛度（影響操控性），驗證疲勞壽命是否滿足 10 萬公里使用需求。

2. 軌道交通：針對高鐵 / 地鐵空氣彈簧，測試其在垂直振動（軌道不平順）和水平?jīng)_擊（轉彎離心力）下的復合性能。

3. 工業(yè)機械：用于造紙機、軋機等設備的空氣彈簧減震器，評估其在長期動態(tài)載荷下的剛度穩(wěn)定性和疲勞失效風險。