空气橡胶弹簧二维刚度疲劳试验机

汽车橡胶弹簧疲劳寿命检测

橡胶弹簧垂向刚度 疲劳寿命试验台架

汽车悬架空气弹簧垂直水平动静态载荷试验机

铁路橡胶弹簧疲劳耐久性试验

一、设备简介

空气橡胶弹簧是融合橡胶弹性与空气压缩特性的减震元件，广泛应用于汽车悬架、轨道交通、工业机械等领域，其二维刚度（垂直 + 水平方向的刚度特性）和疲劳寿命是评估减震性能与可靠性的核心指标。

汽车悬架空气弹簧垂直水平动静态载荷试验机专为空气橡胶弹簧设计，可同时实现垂直 + 水平二维方向的刚度测试（静态 / 动态刚度）和疲劳耐久性试验，通过模拟实际工况下的载荷、气压、位移循环，精准获取其力学性能参数，为产品研发、质量检测提供全面数据支持。

二、汽车悬架空气弹簧垂直水平动静态载荷试验机核心功能

1、二维刚度测试

静态刚度：在垂直（轴向）和水平（径向）方向施加缓慢递增载荷，记录载荷 - 位移曲线，计算不同位移 / 气压下的静态刚度。

动态刚度：在设定频率（0.1-50Hz）下施加正弦 / 脉冲载荷，测试二维方向的动态刚度及阻尼系数（反映振动衰减能力）。

2、疲劳寿命测试

模拟实际工况的循环载荷（垂直 ± 水平复合加载），设定循环次数（可达 1000 万次），监测空气弹簧在反复变形下的性能衰减（如刚度变化率、漏气、橡胶开裂等），直至失效，记录疲劳寿命。

3、气压耦合测试

可精准控制空气弹簧内部气压（0-1.0MPa），测试不同气压下的二维刚度特性（气压是影响空气弹簧性能的关键参数），模拟不同负载状态下的工作性能。

三、汽车悬架空气弹簧垂直水平动静态载荷试验机工作原理

1、二维加载系统：

垂直方向：由伺服电动缸 / 液压缸提供轴向载荷（拉力 / 压力），实现位移或力控制；

水平方向：通过横向伺服驱动机构施加径向载荷，与垂直方向协同动作，实现复合加载。

2、气压控制系统：通过精密气压阀调节空气弹簧内部气压，实时监测并保持气压稳定（精度 ±0.005MPa）。

3、数据采集与分析：通过力传感器（垂直 / 水平）、位移传感器、压力传感器，实时采集载荷（F）、位移（Δx）、气压（P）、循环次数（N），自动生成刚度曲线、疲劳衰减曲线，判断失效临界点（如刚度变化超 20%、漏气量超标）。

四、汽车悬架空气弹簧垂直水平动静态载荷试验机技术参数

最大试验力：0-50kN（可调）

力值测量精度：±0.5% FS（满量程）

位移范围：0-500mm

位移分辨率：0.001mm

位移测量精度：±0.1% FS

加载频率：0.1-50Hz

五、设备结构组成

1、加载系统

垂直加载：伺服电机 + 滚珠丝杠（低噪音、高响应）或液压缸（大载荷场景），实现平稳加载。

水平加载：横向伺服滑台 + 加载臂，与垂直方向联动，确保二维载荷同步施加，无干涉。

2、测量系统

垂直 / 水平力传感器：量程匹配加载力，精度 ±0.5% FS，实时采集载荷数据。

激光位移传感器：非接触式测量弹簧变形，避免机械接触干扰（尤其适用于动态测试）。

数据采集卡：采样频率 10kHz，同步记录力、位移、气压、时间等参数。

3、控制系统

硬件：PLC + 工业触摸屏 + 计算机，支持手动 / 自动模式切换。

软件：可预设试验方案（如载荷 - 时间曲线、位移 - 气压曲线），实时显示动态曲线，自动计算刚度、阻尼、循环次数，支持数据导出（Excel/CSV）。

4、安全保护

过载保护：当载荷超设定值 110% 时，自动停机并报警。

限位保护：垂直 / 水平方向设机械 + 电子限位，防止试样过度变形。

防爆保护：试样区域设防护罩（抗冲击透明材质），避免橡胶破裂或气压泄漏造成危险。

六、汽车悬架空气弹簧垂直水平动静态载荷试验机试验流程

1.试样准备：将空气橡胶弹簧安装在试验台中央，确保安装对中（垂直 / 水平轴线偏差≤0.5mm），避免附加力矩影响。

2.参数设定：输入试样规格、加载方式（静态刚度 / 疲劳试验）、载荷范围（如垂直 ±5kN，水平 ±2kN）、频率（如 3Hz）、循环次数（如 50 万次）。

3.预试验：施加 10% 额定载荷的预循环（3-5 次），消除试样安装间隙，检查加载系统是否稳定。

4.正式试验：

刚度测试：缓慢加载至最大位移，记录载荷 - 位移曲线，计算不同位置的刚度值。

疲劳试验：按设定频率循环加载，实时监测刚度变化率（超过 15% 时预警），直至达到循环次数或试样失效。

5. 数据输出：生成试验报告，包含刚度曲线、疲劳寿命、失效模式（如橡胶龟裂位置、漏气点）。

七、应用场景

1. 汽车行业：测试乘用车空气悬架弹簧的垂直刚度（影响舒适性）和水平刚度（影响操控性），验证疲劳寿命是否满足 10 万公里使用需求。

2. 轨道交通：针对高铁 / 地铁空气弹簧，测试其在垂直振动（轨道不平顺）和水平冲击（转弯离心力）下的复合性能。

3. 工业机械：用于造纸机、轧机等设备的空气弹簧减震器，评估其在长期动态载荷下的刚度稳定性和疲劳失效风险。