汽车球头销台架试验标准讲解

前言

本标准以符合国家标准和行业标准为前提，在立足市场需求和产品性能的实际情况下指定的。同时在格式和内容编排上均符合GB/T1.1-2000和GB/T1.2-2002规定。

本标准由XXXX机械有限公司提出

本标准由XXXX机械有限公司归口

本标准起草单位：XXXX机械有限公司

标准起草人：XXX

汽车球头销台架试验标准

1 范围

本标准规定了XX公司悬架使用的球销节（以下简称“球销总成”）的有关台架试验的方法和技术要求。

本标准适用于XX公司的所有汽车悬架球销总成。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适合与本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可以使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用用本标准。

GB/T 7762-2003 硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验

JIS K 6301 硫化橡胶的物理试验方法

3 目的

本标准的目的是使球销总成的性能、强度和耐久性试验的试验方法标准化，以便得到评定质量的统一方法。

4 试验种类

（1）摆角试验

（2）力矩试验

（3）刚度试验

（4）挤压和拉伸强度试验

（5）球头销静态强度试验

（6）疲劳强度试验

（7）工作温度下的耐磨持久性试验

（8）高温下的耐磨持久试验

（9）耐泥水持久性试验

（10）防尘罩耐臭氧试验

（11）防尘罩低温试验

（12）防尘罩耐热性试验

（13）防尘罩拉伸强度试验

5 试验的一般条件

试验条件一般适用于上面列举的所有试验，内容如下；

（1）除非另有规定，试验应在常温常压下进行；

（2）试验件应固定在刚度足够大的装置上，这样才不会消弱试验目的；

（3）安装夹具的形状应不影响试验目的；

6 球销总成试验方法

6.1 摆角试验

这个试验是测量球销的工作摆角，按如下方法进行

6.1.1 试验装置

如图1所示，把销总成安装在试验夹具上

6.1.2 试验条件

测量方向：如图1所示，使球头销铅垂直立，沿A方向和A方向垂直的B方向进行测量。

.

图1

6.1.3 试验步骤

利用如图2所示测量仪器确定摆角。

摆角是最大可以摆动的角度，在这个角度范围内，球头销不与任何零件相抵触

图2

6.1.4 测量项目和记录（见图3）

摆角是机械上能摆动的角度

6.2 力矩试验

该试验是用来测试球销总成转动和摆动力矩，其方法如下。

6.2.1如图3所示，把球销总成安装于夹具上，固定时应保证安装防尘罩的公称尺寸，利用扭力计或其它任何能满足6.2.2规定的测量要求的测量仪器测量力矩。

注：球销总成和夹具的配合公差请具体协商确定

图3

图4

6.2.2 试验条件（表1） 测量项目

转向力矩（N ·m ）

摆动力矩（N ·m ）

测量方法

在±40°范围内或在最大转向角度

之间往复运动，转动时应使球头销铅垂向上，如图3所示

根据实际摆动方向，测量摆动角度，摆动角度根据实际工作角度确定

实车上作用的静荷载 通常不加载静载荷进行试验，如有必要加载，需要双方协定

测量速度 3（°）/s ～18(°)/s

气温

一般在常温常压下进行试验，如有必要，也可在低温（-40℃～30℃）和高温（+70℃及其以上）下进行试验。（需要在恒温箱内放置24小时后进行试验）

注：当对车轮施加静载荷时，在球销总成上便施加了轴向的拉伸或压缩载荷

表2球销间隙力矩对照表

球直径 种类 轴向 间隙 轴向 加载力

径向间隙

径向 加载力

旋转和摆动力矩

启动力矩

23

1 0.1 ±400 0.15 ±2500

0.5～3

≤

2 0.15 0.

3 25 1 0.12 ±1000 0.2 ±3000 1～

4 ≤

2

0.15 0.3 27

1 0.1

2 ±1000 0.25 ±4000

1～5

≤

2

0.15

0.35

30 1 0.15

±1400

0.28

±5000 1～5 ≤2 0.2 0.35

32 1 0.15

±1400

0.28

±5000 1～6 ≤2 0.2 0.35

35 1 0.15

±2000

0.32

±6000 1.5～6 ≤2 0.2 0.4

40 1 0.15

±3000

0.35

±9000 2～10 ≤2 0.2 0.45

6.2.3 试验步骤

测量前使球头销摆动到最大角度五次和五次正、反向旋转360°。然后把球头销时效24小时以后测量启动力矩和工作力矩。接着又使球头销摆动到最大摆角五次和正、反向转动360°五次。然后测量启动力矩和工作力矩。

6.2.4 测量项目和记录

a)与6.2.2有关（测量方法和测量速度）的试验条件；

b)启动力矩-摆动曲线图5（注1）

c)启动力矩；

d)工作力矩最大、最小值和的平均值=[（最大值+最小值）/2]（注2）

注1：当从扭力扳手上直读取力矩值时，可省略该项测量。

注2：使用扭力扳手测量时，可取稳定的数据作为平均值，而最大、最小值的测量可以省略

图5 力矩-角度曲线

6.2.5 测量结果判定依据

启动力矩：满足表2规定力矩转动力矩：满足表2规定力矩

6.3 刚度试验

进行该试验测试球销总成的刚度，步骤和方法如下：

6.3.1 试验装置

如图6所示，把球销总成安装在试验夹具上。

注：球销总成和夹具的配合公差请具体协商确定

图6

6.3.2 试验条件

加载方向，使球头销铅垂向上，在轴向与轴向垂直的方向对球头销施加拉伸和压缩载荷（力的轴线通过球头销中心），直至规定的表二规定的应力值。毅200N/s的速度施加力。

6.3.3 试验步骤

（a）试验件组装后放置24小时以上；

（b）在加载到规定的载荷值一个循环后，在施加规定的拉伸和压缩静载荷，然后测量球头销的位移。（要求夹具及测量系统的总刚度1*E6N/mm以上，否则需要先测台架系统包括动系统刚度，再测量球座在台架上的测量刚度，然后再计算球座实际刚度时将台架的影响出去）

6.3.4测量项目和记录

（a）规定荷载和位移值

（b）荷载-位移曲线（图7）

轴向力：参见表2规定力值，轴向间隙≤表2规定对应间隙径向力：参见表2规定力值，轴向间隙≤表2规定对应间隙注：特殊要求车型刚度试验要求按双方协定确商

图7

6.4 拉脱和压脱试验

该试验是测试球壳或球壳外端部的破坏强度，其方法如下：6.4.1 试验装置

如图8所示，安装球销总成到试验夹具上。

图8

（a）加载方向：挤压和拉伸方向（挤压根据实际结构选用）；

（b）载荷：从0到破坏载荷（N）

6.4.3 试验步骤

安装球销总成到试验夹具上并对球头销施加载荷。试验夹具的材料、硬度和拧紧螺母的力矩最好与有关各方协商，因为它们都可能影响试验结果

6.4.4 测量项目和记录

（a）载荷-位移曲线（见图9）

图9 载荷-位移曲线

（b）最大载荷（挤压和拉伸）

（c）破坏情况

6.4.5 判定标准

最大拉伸载荷：≥25KN(可双方协商确定)

最大挤压载荷由双方协商确定

6.5 球头销的静态刚度试验

该试验是测试球销总成球头销在与其曲线垂直方向上的强度，其方法如下：

6.5.1 试验装置

如图10所示，把球头销安装于试验夹具上（安装节目应完全和球销总成在整车上实际的安装情况完全相同，推荐使用实际的转向节安装）

图10

6.5.2 试验条件

（a）加载方向：与球头销的轴线相垂直的方向；

（b）荷载：从0到最大荷载（N），均速加载，每秒200N递加。

6.5.3 试验步骤

把球头销固定在夹具上，沿与轴线相垂直的方向加荷载（载荷与球头销中的偏置距离和实际整车情况相吻合）。试验夹具的材料、硬度、和拧紧螺母的力矩最好与相关个方相互协商，因为他们都可能影响试验结果；

6.5.4 测量项目和记录

(a)荷载-位移曲线（见图11）

图11

(b)屈服荷载

(c)最大荷载和位置

(d)变形和破坏情况

6.6 疲劳强度试验

该试验是测试球座和球销总成的球头销的疲劳强度，其方法如下：

6.6.1 试验装置

如图12所示，安装球销总成到试验夹具上，然而安装角度应按有关双方协议要求而定。

图12

6.6.2 试验条件

（a）重复载荷

（b）加载方向

与球头销的轴线相垂直（球销总成），与球头销的轴线相重合（球销总成）

（C）重复速度：3Hz～15Hz

(d)试验循环次数

规定的循环数，但对于最小荷载应为106次以上。

6.6.3 试验步骤

紧固球销总成与试验夹具上并对球头销施加重复载荷。安装球头销的试验夹具最好与实车有同样的硬度的同种材质制造，并且如果更换时，应和球销总成一起同时更换。

6.6.4 测量项目与记录

（a）在6.6.2中规定的试验条件

（b）荷载-循环次数曲线（见图13）

图13 （c）断裂的部分及断裂性质；

（d）可能出现的任何其它异常情况。

6.7 工作温度下耐磨持久性试验

该试验是测试球销总成磨蚀的耐久性，其方法如下；

6.7.1 试验装置

如图14所示，安装球销总成到试验夹具上。

图14

6.7.2 试验条件

（a）摆角±20°或车辆设计最大摆角（撞击回弹和转向角度）的80%或以上；（如有方向性，摆动方向应选取实际球销的工作方向）

（b）摆动重复速度：1Hz～3Hz:

（c）转向角度：±40°或车辆最大转向角度的80%或以上：

（d）转动重复速度：0.3Hz～1Hz:

（e）荷载与有关双方协商确定；

（f）试验循环次数：摆动次数为106次或以上

6.7.3 试验步骤

（a）给定球销总成摆角、转动角度和荷载；

（b）在6.7.2中有关试验条件的范围内的某个不变条件下进行试验；

（c）由于试验条件不同，球销总成可能会发热。因此必须给定冷却方法（空气冷却等）或停止时间间隔

6.7.4 测量项目和记录

（a）在6.7.2中规定的试验条件

（b）在6.2中规定的初始的和试验后的力矩

（c）在6.3中规定的初始的和试验后的刚度和自由行程；

（d）在试验完成后，拆下球销总成并检查球座和球头销的磨损程度，证实已密封了适当的锂基脂；

（e）可能出现的其它异常情况。

6.7.5 在做耐磨持久性试验前进行力矩试验。耐磨持久性试验后放置24小时后进行力矩试验，试验后需保留40%的力矩

6.8高温下的耐磨持久性试验

该试验是测试球销总成在高温下磨蚀的耐久性；其方法如下：

6.8.1 试验装置

如 6.7.1

6.8.2 试验条件

（a）试验温度：80℃需进行散热，防止工作面温度过高

（b）摆角±10°或车辆设计最大摆角（撞击回弹和转向角度）的40%或以上；（如有方向

性，摆动方向应选取实际球销的工作方向）

（c）摆动重复速度：1Hz～3Hz:

（d）转向角度：±15°或车辆最大转向角度的40%或以上

（e）转动0.3Hz～1.5Hz:

（f）荷载与有关双方协商确定

（g）试验循环次数30万次以上。

6.8.3试验步骤

（a）给定球销总成摆角、转动角度和荷载;

（b）在6.7.2中的有关试验条件的范围内的某个不变条件下进行试验；

（c）由于试验条件不同，球销总成可能会发热。因此必须给定冷却方法（空气冷却等）或停止时间间隙，以防止试验温度过高；

6.8.4 测量项目和记录

（a）在6.7.2中规定的试验条件

（b）在6.2中规定的初始值和试验后的力矩

（c）在6.3中规定的初始的和试验后的刚度和自由行程；

（f）在试验完成后，拆下球销总成并检查球座和球头销的磨损程度，证实已密封了适当的锂基脂；

（d）可能出现的其它异常情况

6.8.5 在做耐磨持久性实验前进行力矩试验。耐磨持久性试验后放置24小时后进行力矩试验，试验后需保留30%的力矩

6.9 耐泥水持久性试验

该试验是测试球销总成的密封性能，其方法如下：

6.9.1 试验装置

如图15所示，把球销总成的球头销部分安装在试验夹具上，其安装方向应调节与实车的方法相同，并调整试验夹具的尺寸、形状和密封面的粗糙度与实车相同。而且安装试验夹具时应能够喷洒泥水在防尘罩的密封部分或球壳的外端部；

6.9.2 试验条件

（a）摆角：同6.7.2（a）;

（b）摆动重复速度：同6.7.2（b）;

（c）转动角度：同6.7.2（c）;

（d）转动重复速度率：同6.7.2（d）;

（e）荷载：不加载

（f）泥水试验：按照工业试验的尘埃和气悬体规定的试验尘埃第八类50克和1升水混合；

（g）喷洒泥水的速率：每分钟0.5L～3l;

（h）喷洒泥水的循环：每30分钟到1小时喷洒一次泥水，不喷洒时间应是喷洒时间的3倍，喷洒和不喷洒时间组成一个循环；

（i）试验循环次数：喷洒泥水循环次数应与有关双方协商确定；

注：对荷载可能影响密封性能（其初压力部分有填料或类似物保持）的结构的球销总成应与6.7.2（c）“耐磨持久性”中规定的通用条件下加载

图15

6.9.3 试验步骤

（a）给定球销总成摆动角度和转动角度

（b）在防尘罩的密封部分和球壳外端部喷洒泥水；

（c）在6.8.2规定的试验条件范围内的某个不变条件下进行试验

（d）由于试验条件的不同，球销总成可能会发热，因此必须给定冷却方法（空气冷却等）或停止时间间隔。

6.9.3 测量项目和记录

（a）与6.8.2有关的试验条件；

（b）可能渗入的水情况；

（c）密封黄油可能出现的异常情况

（d）密封的磨蚀情况。

6.10 防尘罩耐臭氧试验

该试验是测试球销总成防尘罩抵抗臭氧氧化变质的能力，其方法如下。

6.10.1 试验装置-臭氧发生器

参见GB/T 527-1992硫化橡胶物理试验方法的一般要求中的16.3.2试验条件

（a）臭氧浓度：50pphm～100pphm;

（b）气温：（40±2）摄氏度；

（c）曝露时间：72小时。

6.10.2试验步骤

（a）如图16；按照安装的公称尺寸安装防尘罩并使球销总成摆动到最大角度后放入臭氧发生器中；

图16

（b）在6.9.2中规定的试验条件范围内的某个不变条件下进行试验。

6.10.3 测量项目和记录

（a）在6.9.2中规定的试验条件，在GB/T 7762-2003中15.4.6规定的老化性能；

（b）可能出现的其它任何异常情况。

6.11 防尘罩低温试验

该试验使测量球销总成的防尘罩的耐低温能力，其方法如下；

6.11.1 试验装置

环境模拟箱

6.11.2 试验条件

（a）曝露条件：（-40±2）℃；

（b）曝露时间：5小时以上。

6.11.3 试验步骤

（a）如图17，按照安装的公称尺寸安装防尘罩并使球头销铅垂向上；

图17

（b）把它放入在6.10.2中规定的条件下的环境模拟箱中以后，原则上应在环境模拟箱中迅速使用球销总成摆动六个以上的循环，其摆动角度为最大摆角和正、反向转动六个以上的循环，其转动角度为车辆设计的最大转向角度或±40°转角。

6.11.4测量项目及记录

（a）在6.10.2中规定的试验条件；

（b）可能出现的龟裂；

（c）可能出现的其它任何异常情况。

6.12 防尘罩耐热性试验

该试验使测试球销总成的防尘罩耐热能力，其试验方法如下：

6.12.1 试验装置

环境模拟箱

6.12.2 试验条件

（a）曝露温度：≥70℃；

（b）曝露时间：≥70小时；

6.12.3 试验步骤

（a）按照安装的公称尺寸安装防尘罩并使球头销铅垂向上；

（b）把它放入在6.10.2中规定的条件下在环境模拟箱中以后，把球销总成迅速来回摆动六个以上循环，其摆动角度为最大摆角和正、反向转动六个以上循环，其转动角度为车辆设计最大转向角度或±40°转角。

6.12.4 测量项目和记录

（a）在6.10.2中规定的试验条件；

（b）可能出现的龟裂；

（c）可能出现的其它任何异常现象。

7 技术要求

7.1铆合口无划伤痕迹；

7.2总成在储存运输时球头销光杆部位需用硬性防护套进行保护；

7.3气压在49kpa时无漏气现象；

7.4防尘罩内封入润滑油，组装时球面润滑油；

7.5球销总成所能承受的最大拉脱力和最大轴向压力须双方共同协商确定；

7.6球头销热处理：调质，具体硬度由双方根据车型具体情况商定；

编制：审核：批准：