汽车用普通气弹簧的性能试验方法

2022-09-30 0 编辑:永利402com线路检 | 试验机

气弹簧是指由一个密封缸筒和可以在缸筒内滑动的活塞及活塞杆组件组成的以氮气或其他惰性气体为储能介质的弹性元件。今天大家来学习关于汽车用普通气弹簧(以下简称气弹簧)性能试验方法的内容。

1、力学性能

试验条件:动态和静态试验检测时,在 23℃±2℃ 环境中进行。检测前气弹簧始终在伸展状态,不得压动活塞杆。并将样品放置在 23℃±2℃ 环境中 2h 以上。静态试验测量速度为 500mm/min,动态试验时测试速度由供需双方商定,测力精度不低于 1%。

常温动态试验:将气弹簧活塞杆向下垂直装夹于试验机上,开机第一个循环记录启动力;第二个循环记录采力点 C 处伸展力和压缩力 F1、F2、F3、F4,并计算公称力、动态摩擦力和弹力比率,绘出力-位移曲线。同时观察气弹簧活塞杆有无卡阻和明显的抖动现象。

表 1 抗拉性能

项目气弹簧本体拉力球窝接头拉力
温度 -30℃ 和 70℃23℃23℃
力值 N150060003200
特性气弹簧力特性不变允许气弹簧失效,但不得断裂与肢解整体不得断裂、螺纹不得拉

常温静态试验:将气弹簧活塞杆向下垂直装夹于试验机上,开机第一个循环记录启动力;第二个循环记录采力点 C 处伸展力和压缩力 F1、F2、F3、F4,并计算公称力和弹力比率,绘出力-位移曲线。静态测试采力点 C 处停留时间为 3s,同时观察气弹簧活塞杆有卡无阻和明显的抖动现象。

2、伸展速度

试验条件:试验前应将样品放置在 23℃±2℃ 环境中 2h 以上,计时器的分度值不大于 1/100s。

试验方法:将气弹簧横放装夹于速度测试机上,开启测试机,由测试机自动压缩行程,然后撤出外力使活塞杆自由伸展,测试结束测定伸展时间 t 和伸出行程 S,按下式计算伸展速度(平均速度)v。

v=s/t

式中:

v——伸展速度,单位为毫米每秒(mm/s);

s——行程,单位为毫米(mm);

t——伸展时间,单位为秒(s)。

3、气密性能

将气弹簧放置在 80±2℃ 的高温试验箱中,保温 4h 后移置至 23±2℃ 下保温 2h,再将其置于 -40±2°C 的低温试验箱中,保温 4h 后移置至 23±2℃ 下保温 2h。进行 2 次高、低温试验后,再按 1 测试其力学性能。

4、耐久性能试验

经过气密性能试验后的气弹簧装夹于高低温试验箱中的模拟台架上,按表 2 规定以 4 次/min~6 次/min 的频率进行耐久试验,试验后按 1 检测力特性,并计算公称力 Fa 的衰减量和油液带出量。检查气弹簧是否出现卡滞、抖动、异响等缺陷。试验过程中气弹簧缸筒温度不应大于 50℃。

表 2 耐久性能试验

试验温度循环周期次数
发动机盖气弹簧行李箱盖气弹簧
序号温度℃循环次数循环次数
1准备气密性试验后的气弹簧
223±2℃2500025000
380±2℃23003000
4-30±2℃1003000

5、高低温震动循环试验

气弹簧装夹于高低温试验箱中的振动试验机上,以 10Hz 的频率和 ±1mm 的幅度按表 3 进行震动试验,试验后按 1 检测力特性,并计算公称力 Fa 的衰减量,检查气弹簧是否出现卡滞、抖动、异响等缺陷。

表 3 高低温震动循环试验

序号试验温度℃循环次数
170±2℃20小时(720000次)
223±2℃60小时(2160000次)
3-30±2℃20小时(720000次)

6、抗拉性能

将未安装接头的气弹簧固定在高低温箱中的试验机上,分别在 -30±2℃、70±2℃、23±2℃ 温度下以 1mm/min~2mm/min 速度按表 1 的规定值加载,保持 3min,卸载后按 1 检测力特性和观察。

球头销固定在台架上然后将带有球窝接头气弹簧按照正常装配在球头销上,保证球头销与气弹簧成 90 度角。在 23±2℃ 温度下以 1mm/min~2mm/min 速度,加载 3200N 力值保持 3min,卸载后观察球窝接头。

图 1 抗拉性能示意图

图 1 抗拉性能示意图

7、耐腐蚀性能

气弹簧的耐腐蚀性能按 GB/T 10125 和 GB/T 6461 的规定进行如表 4 要求后,检查气弹簧性能。

表 4 耐腐蚀性能试验

气弹簧试验部位试验时间
钢管焊接处、滚槽处、包边处72 小时
活塞杆杆身、杆端螺纹与孔口144 小时
缸筒表面、管端螺纹与孔口240 小时
球窝接头卡片240 小时

8、球窝接头与球头插拔力

8.1 插入力

试验前检查弹簧卡片,确保弹簧卡片装配状态正常,固定好球窝接头,按图 2 所示的方向施力 F,当球头插入塑料接头内时,记录最大力值。

图 2 球窝接头与球头插入力示意图

图 2 球窝接头与球头插入力示意图

8.2 拔出力

试验前检查弹簧卡片,确保弹簧卡片装配状态正常。固定好球窝接头,按图 3 所示的方向施力 F,记录拔出时的最大力值。

图 3 球窝接头与球头拔出力示意图

图 3 球窝接头与球头拔出力示意图

9、球窝接头防松力矩

固定气弹簧钢管和活塞杆,用测试工具拧松球窝接头,记录扭力最大值。

10、抗径向力

在 23℃±2 温度环境中,将气弹簧两端球窝固定,在活塞杆和钢管连接处 10mm(如图 4)施加 300N 载荷,保持 1 分钟后检查气弹簧。

图 4 抗径向力试验示意图

图 4 抗径向力

11、耐粉尘性能

实验台架根据气弹簧调整好关闭位置和开启位置,或按实际车辆位置(如图 5)试验粉尘采用标准 JIS Z8901 1 份一级粉末和 5 份八级粉末,(1:5)。

粉尘和水的配比为:1:30

测试温度:23±2℃

循环次数:4 次循环/每分钟,测试前和每 500 次循环后活塞杆上均匀涂覆已配好的粉尘。10 000 次循环后气弹簧按 1 检测力特性,并计算公称力 Fa 的衰减量和检查气弹簧是否出现卡滞、抖动、异响等缺陷。

图 5 耐粉尘性能试验示意图

图 5 耐粉尘性能试验

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