СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ШАРОВЫХ ШАРНИРОВ ПЕРЕДНЕЙ ПОДВЕСКИ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ
TEST METHOD OF BALL HINGES OF FRONT SUSPENSION OF PASSENGER CAR

Способ испытания относится к области испытательной техники, в частности к способам проведения однонаправленных испытаний на износ динамическим способом для определения механического ресурса шаровых шарниров передней подвески легковых автомобилей.
Наиболее близким по сущности и достигаемому результату является способ испытания шаровых шарниров, с помощью механизмов нагружения выполненных в виде последовательно соединенных коробок передач, моста, кривошипно-шатунного механизма, который связан с шаровыми шарнирами через поворотные кулаки, верхние и нижние поперечные рычаги и гидравлические системы (см. патент РФ №2308011, МПК G01M 7/06, G01M 17/04; F16C 11/06, опубл. 2007 г.).
Недостатком такого способа является  высокая стоимость проведения испытаний, обусловленная конструкцией испытательного стенда.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение и удешевление испытаний, имитация различных режимов реальных условий эксплуатации - движение по неровной дороге, в повороте, с нагрузкой, торможение и уменьшение времени испытаний.
В предлагаемым способе решается задача проведения испытаний шаровых шарниров передней подвески легкового автомобиля циклическим способом, с нагружением элементов подвески значительными динамическими нагрузками.
Для решения данной задачи в предлагаемом способе испытания шаровых шарниров передней подвески легкового автомобиля, согласно изобретению, при изменении давления в гидроприводе стенда, включении и выключении в определенные моменты времени дополнительного гидроцилиндра осуществляется испытание шарового шарнира, включающее закрепление шарового шарнира и циклическое нагружение гармонической вынужденной силой с имитацией различных режимов реальной эксплуатации автомобиля - движение по неровной дороге, движение в повороте, торможение, движение с полной нагрузкой.
Технический результат - за счет возможности изменения давления в гидроприводе стенда, включения и выключения в определенные моменты времени дополнительного гидроцилиндра испытания шарового шарнира происходят с имитацией различных режимов реальной эксплуатации автомобиля - движение по неровной дороге, движение в повороте, торможение, движение с полной нагрузкой.
Имитация реальных условий достигается за счет использования в качестве основы для испытаний модернизированной передней подвески легкового автомобиля. Нагрузки, действующие на шаровый шарнир, и его кинематика движения максимально приближены к реальным условиям эксплуатации.
Это достигается следующим:
Циклическое нагружение шарового шарнира в вертикальной плоскости происходит в диапазоне 3000-5000 Н (ход сжатия), с частотой 2 Гц, при этом шаровый шарнир находится под вертикальной нагрузкой до 400 кг. При этом ход рычага подвески 19 составляет 30-40 мм, угол α составляет 15-20 градусов.
Циклическое нагружение шарового шарнира в горизонтальной плоскости (боковое нагружение) происходит с усилием, достаточным для поворота кулака 4 на угол 40-50 градусов с частотой до 30 циклов в мин. Ход составляет 150-200 мм;
- испытание одного шарового шарнира происходит при 1 млн циклах испытания. Цикл представляет собой движение рычага от нижней точки (отбой) до верхней точки (сжатие) и возврат в нижнюю точку, т.е. угол 2α. При этом стенд останавливают каждые 100 тыс. циклов, изымают шаровый шарнир и производят замеры осевого зазора между шаровым пальцем и вкладышем. А также осуществляют визуальный контроль корпуса шарнира и основания пальца, проверяют легкость и углы вращения пальца в корпусе, фиксируют усилие вращения пальца.
Суть способа испытаний шаровых шарниров заключается в том, что через определенное количество циклов изменяется нагрузка на шаровый шарнир путем изменения давления в гидросистеме с помощью регулятора давления, встроенного в предохранительный клапан 36 (фиг.3). Также в определенные периоды происходит дополнительно включение и выключение бокового гидроцилиндра 3 (фиг. 1, 2 и 3). Программа испытаний происходит следующим образом: первые 50 тыс. циклов давление в гидросистеме 1,2 мПа, боковой гидроцилиндр не работает; следующие 50 тыс. циклов дополнительно включается боковой гидроцилиндр. Далее шарнир снимают и проверяют его работоспособность и износ. Затем давление поднимают до 1,5 мПа и проводят еще 25 тыс. циклов, далее включают боковой гидроцилиндр еще на 25 тыс. циклов. Затем шарнир повторно снимают и проверяют. На третьем этапе испытаний давление поднимают до 1,8 мПа и проводят 25 тыс. циклов нагрузки. Далее подключают боковой гидроцилиндр на 25 тыс. циклов. Затем снимают и проверяют шарнир. После чего эксперимент повторяется с самого начала до достижения общей наработки в 1 млн циклов.
Запуск и останов стенда осуществляются вручную.
Испытания предусматривают контроль количества циклов.
Сущность способа поясняется конструкцией испытательного стенда, представленного на чертежах, где на фиг.1 представлена механическая часть стенда для испытания шаровых шарниров передней подвески легковых автомобилей, вид сбоку, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - гидравлическая часть стенда (см. заявку на патент №2011122131). Фигуры 1 - 3 имеют следующие обозначения: 1 - вертикальный (основной) гидроцилиндр, 2 - шаровой шарнир, 3 - горизонтальный (дополнительный) гидроцилиндр, 4 - поворотный кулак, 5 - нижняя опора пружины, 6 - пружина, 7 - верхняя опора пружины, 8 - основание, 9 - верхняя рама, 10 - гайка верхнего крепления направляющего элемента, 11 - упорная шайба, 12 - верхняя опора направляющего элемента, 13 - боковая рама, 14 - гайка штока направляющего элемента, 15 - опорный подшипник, 16 - защитный чехол, 17 - шток, 18 - цилиндр, 19 - рычаг, 20 - крепление рычага, 21 - поперечина, 22 - шаровый шарнир поворотного кулака, 23 - насос привода горизонтального гидроцилиндра, 24 - муфта, 25 - электродвигатель привода горизонтального гидроцилиндра, 26 - манометр гидролинии вертикального гидроцилиндра, 27 - манометр гидролинии горизонтального гидроцилиндра, 28 - гидравлический распределитель горизонтального гидроцилиндра, 29 - концевые выключатели горизонтального гидроцилиндра (рабочие), 30 - концевые выключатели вертикального гидроцилиндра (рабочие), 31 - контроллер, 32 - блок питания, 33 - магнитный пускатель с тепловым реле, 34 - РВД задвижения штока вертикального гидроцилиндра, 35 - гидравлический распределитель вертикального гидроцилиндра, 36 - предохранительный клапан гидролинии вертикального гидроцилиндра, 37 - фильтр дополнительной гидролинии, 38 - рабочая жидкость, 39 - гидробак дополнительного гидроцилиндра, 40 - насос привода вертикального гидроцилиндра, 41 - предохранительный клапан гидролинии горизонтального гидроцилиндра, 42 - гидробак основного гидроцилиндра, 43 - фильтр основной гидролинии, 44 - аварийные концевые выключатели горизонтального гидроцилиндра, 45 - автомат питания вертикального гидроцилиндра, 46 - автомат питания горизонтального гидроцилиндра, 47 - кнопка аварийного отключения питания, 48 - электродвигатель привода вертикального гидроцилиндра, 49 - концевые выключатели вертикального гидроцилиндра (аварийные).