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載荷試驗機專為空氣橡膠彈簧設計，可同時實現垂直 + 水平二維方向的剛度測試（靜態 / 動態剛度）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，精準獲取其力學性能參數，為產品研發、質量檢測提供全面數據支持。

二、汽車懸架空氣彈簧垂直水平動靜態載荷試驗機核心功能

1、二維剛度測試

靜態剛度：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 / 氣壓下的靜態剛度。

動態剛度：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剛度及阻尼系數（反映振動衰減能力）。

2、疲勞壽命測試

模擬實際工況的循環載荷（垂直 ± 水平復合加載），設定循環次數（可達 1000 萬次），監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），模擬不同負載狀態下的工作性能。

三、汽車懸架空氣彈簧垂直水平動靜態載荷試驗機工作原理

1、二維加載系統：

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，與垂直方向協同動作，實現復合加載。

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

3、數據采集與分析：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）、循環次數（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載荷試驗機技術參數

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

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），實現平穩加載。

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

2、測量系統

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

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（尤其適用于動態測試）。

數據采集卡：采樣頻率 10kHz，同步記錄力、位移、氣壓、時間等參數。

3、控制系統

硬件：PLC + 工業觸摸屏 + 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），實時顯示動態曲線，自動計算剛度、阻尼、循環次數，支持數據導出（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。

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

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

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：按設定頻率循環加載，實時監測剛度變化率（超過 15% 時預警），直至達到循環次數或試樣失效。

5. 數據輸出：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：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）和水平沖擊（轉彎離心力）下的復合性能。

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