一种开闭件刚度实验台架设备
技术领域
本发明涉及车辆产品开发试验设备领域,尤其是涉及一种检测车辆开闭件刚度的实验台架设备。
背景技术
随着汽车开发国产化发展的需求,开闭件结构设计的刚性技术指标能否满足设计要求,判定它的方法只有通过刚性试验来得出结论。开闭件刚性试验台是汽车产品开发中不可缺少的一种试验设备,通过试验测试数据的结果,能及时反映出设计中存在的缺陷和薄弱环节,为设计修改提供依据,以保证产品的设计质量,缩短产品开发周期。
具体来说,车辆用开闭件主要包含车门、滑移门、尾门、发动机罩、行李箱盖,以往的试验台针对某一类开闭件单独设计一个试验台架,形成多个台架平台。
目前刚性试验台由于适用范围较为专一,故各使用单位的车身刚性试验台都为自己设计制造的非标实验台,其工作原理基本相同。但这些车门刚性试验台普遍存在着装夹困难,调节不方便,且现场需要较多的技术人员配合等现象。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的单一性、技术不足,提供一种新型的开闭件刚度试验台,在可适应性、操作性、转换性等方面进行了较大的改进,从而保证试验操作方便,保证产品的设计质量,缩短产品的开发周期。
本发明的主要原理是根据开闭件刚度实验的相关要求作为输入条件,将调节机构与加载机构分开工作,其中:与加载机构相关的零部件采用高强度设计,如台架中凡是遇到实验受力相关的结构,均采用截面较大的型材,而与调节机构相关的零部件一般都只注重其调节性能,其附属在施力机构上,且调节机构预留多接头,可接驱动手盘或驱动电机,以达到多款型的特点,且调节机构的控制多集成在一个施力点上,所以整个调节过程中不存在高强度工作。
本发明具体的技术方案为:
一种开闭件刚度实验台架设备,包括底座总成,左摆动臂总成,右摆动臂总成,左移动支撑座总成,右移动支撑座总成,左固定支撑座总成,右固定支撑座总成以及自由梁总成,其特征在于,左摆动臂总成和右摆动臂总成的摆动臂固定座固定在底座总成上,左移动支撑座总成和右移动支撑座总成通过丝杆滑块、导轨滑块与底座总成上的丝杆、滑动导轨配合连接,可相对于底座总成滑动,通过螺栓穿过移动支撑座主体底板上的腰型孔,与底座锁紧固定;左固定支撑座总成、右固定支撑座总成通过螺栓固定在底座总成上,自由梁总成通过横梁两端的圆柱与左、右固定支撑座总成上的升降平台配合;
优选的是,所述底座总成包括底座,滑动导轨,丝杆,丝杆后固定座,丝杆前固定座,其中滑动导轨、丝杆后固定座、丝杆前固定座通过螺栓固定在底座上,驱动手盘与丝杆连接,可使丝杆转动;
优选的是,所述左、右摆动臂总成包括摆动臂固定座,摆动臂主体,丝杠固定座,第一丝杆,推杆,第一丝杆滑块,丝杆升降机,第一驱动手盘,推力机构总成,圆柱导轨滑块,第二丝杆滑块,第二驱动手盘,丝杆前固定座,导轨前固定座,第二丝杆,圆柱导轨,导轨后固定座,丝杆后固定座,其中摆动臂主体与摆动臂固定座铰接,可相对摆动;丝杆升降机固定在摆动臂固定座上,第一驱动手盘与丝杆升降机连接,丝杆升降机与第一丝杆连接,第一丝杆另一端通过丝杠固定座固定,第一驱动手盘驱动丝杆升降机,可使第一丝杆转动,带动第一丝杆滑块平动,第一丝杆滑块与推杆铰接,推杆与摆动臂主体铰接,故第一丝杆滑块平动可带动摆动臂主体摆动;丝杆前固定座、丝杆后固定座、导轨前固定座、导轨后固定座均通过螺栓固定在摆动臂主体上;
优选的是,所述推力机构总成通过圆柱导轨滑块、第二丝杆滑块与圆柱导轨、第二丝杆滑动连接,第二驱动手盘与第二丝杆连接,第二驱动手盘驱动第二丝杆转动,带动第二丝杆滑块平动,可推动推力机构总成平动,通过螺栓穿过推力平台底板上的腰型孔,与摆动臂主体锁紧固定;
优选的是,所述左摆动臂总成和右摆动臂总成各还包括推力机构总成,所述推力机构总成包括推力平台,导轨固定座,丝杆后固定座,丝杆前固定座,圆柱导轨,丝杆,导轨滑块,丝杆滑块,力传感器,推杆,其中圆柱导轨和丝杆分别通过导轨固定座、丝杆后固定座、丝杆前固定座固定在推力平台上,导轨滑块和丝杆滑块通过螺栓连接在一起,力传感器和推杆依次连接在丝杆滑块上,推杆穿过推力平台的托架上,可约束其不发生偏摆;
优选的是,所述移动支撑座总成包括移动支撑座主体,丝杆滑块,导轨滑块,其中丝杆滑块和导轨滑块通过螺栓固定在移动支撑座主体上,移动支撑座主体上有4个腰型孔,当固定时使用螺栓穿过移动支撑座主体上的4个腰型孔固定在底座总成上;
优选的是,所述固定支撑座总成包括固定支撑座主体,丝杆下固定座,丝杆,快夹活动端,升降平台,丝杆滑块,丝杆上固定座,驱动手盘,其中丝杆通过丝杆下固定座和丝杆上固定座固定在固定支撑座主体上,升降平台通过丝杆滑块安装在丝杆上,驱动手盘与丝杆连接,驱动手盘的转动带动丝杆转动,使升降平台上下直线运动,快夹活动端与升降平台铰接,当需要夹紧时,使用螺栓将快夹活动端与升降平台连接锁紧;
优选的是,所述升降平台上有一个腰型孔,当升降平台需要固定时,使用螺栓穿过腰型孔固定在固定支撑座主体上;
优选的是,所述自由梁总成包括横梁,纵梁,尾端连接机构,自由端连接机构,其中纵梁与尾端连接机构焊接在一起,尾端连接机构穿过横梁中心的通槽,使用螺帽将横梁和纵梁的尾端锁紧在一起;纵梁的自由端放在横梁上,自由端连接机构传过纵梁和横梁,使用螺栓将横梁和纵梁的自由端锁紧在一起;
同时本发明还包括一种使用上述开闭件刚度实验台架设备的方法,其特征在于,该方法可通过调整该开闭件刚度实验台架设备,适用于前后车门、滑移门、发动机罩、尾门、行李箱盖的刚性试验检测。
根据本发明的实验台架设备将开闭件刚度所有的实验集成在一个台架上,可制成专用实验台架设备;该实验台架设备不仅能适应不同车型、不同尺寸、不同类别的开闭件,同时实验零件的实验安装状态与真实车身上的装配状态保持一致,消除重力影响,提高实验进度;与此同时,该实验台架设备操作简单、设备轻便、调节机构与支撑机构相对独立:根据刚度实验要求,其台架需要有很强的刚度,以往的试验台架的调节机构与支撑机构结合在一起,导致调节机构臃肿,操作复杂,而支撑结构也很复杂。
本台架采用调节机构与加载机构相对独立的原则,调节结构小而轻便,同时利用丝杆推进,实现自动或半自动的方式,调整到位后,通过螺栓与主体支撑机构锁死,即满足调节的便利性,也满足支撑所需的刚性。
概括来说,采取上述技术方案后可得到如下的技术效果:
1.覆盖实验广泛,集成了以往的单一实验台,可通过调整适用于前后车门、滑移门、发动机罩、尾门、行李箱盖;
2.可适应性强:适用于不同尺寸、不同级别的开闭件;
3.精度高:通过对该实验台架的调节,总能找到一个位置与实车上的位置一致,这样既可消除其他多方面的影响。
4.转换性能强:以车门为例,包含下垂刚度、扭转刚度、窗框刚度等等,同一个车门在进行以上实验时,不用重复装夹;
5.调节灵活方便,操作性强:所有的调节功能都由驱动手盘(驱动电机)驱动,可实现半自动化操作,避免高强度、繁琐的操作。
附图说明
以下将结合着附图和具体实施方式对本发明的开闭件刚度实验台架进行详细地说明描述。
图1是开闭件刚度实验台架总装示意图
图2是底座总成结构示意图
图3是摆动臂总成结构示意图
图4是推力机构总成结构示意图
图5是移动支撑座总成结构示意图
图6是固定支撑座总成结构示意图
图7是自由梁总成结构示意图
图8是自由梁尾端连接结构示意图
图9是自由梁自由端连接结构示意图
其中:
1、底座总成,2、左摆动臂总成,3、右摆动臂总成,4、左移动支撑座总成,5、右移动支撑座总成,6、左固定支撑座总成,7、右固定支撑座总成,8、自由梁总成;
101、底座,102、滑动导轨,103、丝杆,104、丝杆后固定座,105、丝杆前固定座,106驱动手盘(驱动电机);
201、摆动臂固定座,202、摆动臂主体,203、丝杠固定座,204、丝杠,205、推杆,206、丝杆滑块,207、丝杆升降机,208、驱动手盘(驱动电机),209、推力机构总成,210、圆柱导轨滑块,211、丝杆滑块,212、驱动手盘(驱动电机),213、丝杆前固定座,214、导轨前固定座,215、丝杆,216、圆柱导轨,217、导轨后固定座,218、丝杆后固定座;
20901、推力平台,20902、导轨固定座,20903、丝杆后固定座,20904、丝杆前固定座,20905、圆柱导轨,20906、丝杆,20907、导轨滑块,20908、丝杆滑块,20909、力传感器,20910、推杆;
401、移动支撑座主体,402、丝杆滑块,403、导轨滑块;
601、固定支撑座主体,602、丝杆下固定座,603、丝杆,604、快夹活动端,605、升降平台,606、丝杆滑块,607、丝杆上固定座,608、驱动手盘(驱动电机);
801、横梁,802、纵梁,803、尾端连接机构,804、自由端连接机构。
具体实施方式
以下将结合附图1-7和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示,本发明所述整车刚度实验台架包括底座总成1,左摆动臂总成2,右摆动臂总成3,左移动支撑座总成4,右移动支撑座总成5,左固定支撑座总成6,右固定支撑座总成7,自由梁总成8。其中:左摆动臂总成2、右摆动臂总成3的摆动臂固定座201固定在底座总成1上,左移动支撑座总成4、右移动支撑座总成5通过丝杆滑块402、导轨滑块403与底座总成1上的丝杆103、滑动导轨102配合连接,可相对于底座总成1滑动,通过螺栓穿过移动支撑座主体401底板上的腰型孔,与底座锁紧固定;左固定支撑座总成6、右固定支撑座总成7通过螺栓固定在底座总成1上,自由梁总成8通过横梁801两端的圆柱与升降平台605配合。
如图2所示,底座总成包括底座101,滑动导轨102,丝杆103,丝杆后固定座104,丝杆前固定座105,。其中:滑动导轨102、丝杆后固定座104、丝杆前固定座105通过螺栓固定在底座101上,驱动手盘(驱动电机)106与丝杆103连接,可使丝杆103转动。
如图3所示,摆动臂总成包括左摆动臂总成2和右摆动臂总成3,其主要包括摆动臂固定座201,摆动臂主体202,丝杠固定座203,第一丝杆204,推杆205,第一丝杆滑块206,丝杆升降机207,第一驱动手盘(驱动电机)208,推力机构总成209,圆柱导轨滑块210,第二丝杆滑块211,第二驱动手盘(驱动电机)212,丝杆前固定座213,导轨前固定座214,第二丝杆215,圆柱导轨216,导轨后固定座217,丝杆后固定座218。其中:摆动臂主体202与摆动臂固定座201铰接,可相对摆动;丝杆升降机207固定在摆动臂固定座201上,第一驱动手盘(驱动电机)208与丝杆升降机207连接,丝杆升降机207与第一丝杆204连接,第一丝杆204另一端通过丝杠固定座203固定,第一驱动手盘(驱动电机)208驱动丝杆升降机207,可使第一丝杆204转动,带动第一丝杆滑块206平动,第一丝杆滑块206与推杆205铰接,推杆205与摆动臂主体202铰接,故第一丝杆滑块206平动可带动摆动臂主体202摆动;丝杆前固定座213、丝杆后固定座218、导轨前固定座214、导轨后固定座217均通过螺栓固定在摆动臂主体202上,推力机构总成209通过圆柱导轨滑块210、第二丝杆滑块211与圆柱导轨216、第二丝杆215滑动连接,第二驱动手盘(驱动电机)212与第二丝杆215连接,第二驱动手盘(驱动电机)212驱动第二丝杆215转动,带动第二丝杆滑块211平动,可推动推力机构总成209平动,通过螺栓穿过推力平台20901底板上的腰型孔,与摆动臂主体202锁紧固定。
如图4所示,推力机构总成包括推力平台20901,导轨固定座20902,丝杆后固定座20903,丝杆前固定座20904,圆柱导轨20905,丝杆20906,导轨滑块20907,丝杆滑块20908,力传感器20909,推杆20910。其中:圆柱导轨20905和丝杆20906分别通过导轨固定座20902、丝杆后固定座20903、丝杆前固定座20904固定在推力平台20901上,导轨滑块20907和丝杆滑块20908通过螺栓连接在一起,力传感器20909和推杆20910依次连接在丝杆滑块20908上,推杆20910穿过推力平台20901的托架上,可约束其不发生偏摆。
如图5所示,移动支撑座总成包括移动支撑座主体401,丝杆滑块402,导轨滑块403。其中:丝杆滑块402和导轨滑块403通过螺栓固定在移动支撑座主体401上,移动支撑座主体401上有4个腰型孔,当需要固定时,使用螺栓穿过移动支撑座主体401上的4个腰型孔固定在底座总成1上。
如图6所示,固定支撑座总成包括:固定支撑座主体601,丝杆下固定座602,丝杆603,快夹活动端604,升降平台605,丝杆滑块606,丝杆上固定座607,驱动手盘(驱动电机)608。其中:丝杆603通过丝杆下固定座602和丝杆上固定座607固定在固定支撑座主体601上,升降平台605通过丝杆滑块606安装在丝杆603上,驱动手盘(驱动电机)608与丝杆603连接,驱动手盘(驱动电机)608的转动带动丝杆603转动,使升降平台605上下直线运动,升降平台605上有一个腰型孔,当升降平台605需要固定时,使用螺栓穿过腰型孔固定在固定支撑座主体601上,快夹活动端604与升降平台605铰接,当需要夹紧时,使用螺栓将快夹活动端604与升降平台605连接锁紧即可。
如图7-9所示,自由梁总成包括横梁801,纵梁802,尾端连接机构803,自由端连接机构804。其中:纵梁802与尾端连接机构803焊接在一起,尾端连接机构803穿过横梁801中心的通槽,使用螺帽将横梁801和纵梁802的尾端锁紧在一起;纵梁802的自由端放在横梁801上,自由端连接机构804传过纵梁802和横梁801,使用螺栓将横梁801和纵梁802的自由端锁紧在一起。
该台架的装夹方法如下:
1,车门(滑移门)的装夹方法:
步骤1:根据设计制造夹具,取下自由梁总成。
车门(滑移门)夹具设计并制造完成后,备用。松开用于连接横梁801和纵梁802的尾端连接机构803、自由端连接机构804的螺帽,取下自由端连接机构804后,将纵梁802从台架上取下来;松开用于锁紧快夹活动端604与升降平台605的螺栓,打开快夹活动端604后,即可取下横梁801。
步骤2:根据所需车门(滑移门)宽度,调节移动支撑座主体和固定支撑座主体的距离。
每个实验车门(滑移门)的尺寸不一样,根据本次实验车门的尺寸,调节移动支撑座主体401和固定支撑座主体601的距离,通过人力(电力)驱动驱动手盘(驱动电机)106转动,带动丝杆103转动,使丝杆滑块402直线运动,同时导轨滑块403保持直线运动导向,使移动支撑座主体401和固定支撑座主体601的距离达到较合适的位置。
步骤3:安装车门(滑移门)夹具,然后安装车门。
根据数模中的设计参数,将车门(滑移门)夹具分别安装在移动支撑座主体401和固定支撑座主体601上,通过螺栓将夹具与移动支撑座主体401和固定支撑座主体601上的螺纹板锁紧,然后将车门与夹具螺纹连接,等待试验。
步骤4:推力机构的准备。
根据实验的需要,被实验车门上需要有多处加载点,这就需要本实验台架上的推力机构总成209能到达每个位置,具体操作过程为:在数模中测量加载点(推力机构总成209上推杆20910的轴心)到摆动臂主体202与摆动臂固定座201铰接点的距离及摆动角度,利用人力(或电力)带动驱动手盘(驱动电机)212转动,带动丝杆215转动,使丝杆滑块211做直线运动,其中圆柱导轨滑块210在圆柱导轨216上滑动,约束其运动方向,使推力机构总成209到达指定位置;利用人力(或电力)带动驱动手盘(驱动电机)208转动,经过丝杆升降机207的变向,带动丝杆204转动,使丝杆滑块206做直线运动,推杆205的一端随丝杆滑块206一起运动,另外一端推动摆动臂主体202,摆动臂主体202与摆动臂固定座201铰接,从而摆动臂主体202会发生角度变化,逐渐达到指定位置;利用人力(或电力)带动驱动手盘(驱动电机)20911转动,带动丝杆20906转动,使丝杆滑块20908做直线运动,其中圆柱导轨滑块20907在圆柱导轨20905上滑动,约束其运动方向,使推杆20910的端点逐步靠近车门,当推杆20910的端点接触车门时停止。经过以上准备即可等待车门实验的开始。
2,发罩、行李箱盖、尾门的装夹方法,以发罩为例:
步骤1:根据设计制造夹具,安装自由梁总成。
发罩夹具设计并制造完成后,备用。松开用于锁紧快夹活动端604与升降平台605的螺栓,打开快夹活动端604后,将前后两根横梁801安装在升降平台605上的半圆形槽内;再将纵梁802安放在横梁801上,使焊接在纵梁802上的尾端连接机构803穿过横梁801的槽,并带上螺帽,暂不紧固;将自由端连接机构804分别穿过纵梁802、横梁801,自由端连接机构804上方形的部位刚好卡进纵梁802的槽里,带上螺帽,暂不紧固。
步骤2:调整角度姿态。
不同车型的发罩角度不同,为了模拟实车的状态,首先调整台架的角度姿态。根据数模中发罩的角度可以确定台架的角度,台架的角度主要由升降平台605来调节,升降平台605升降结构如下:利用人力(或电力)带动驱动手盘(驱动电机)608转动,带动丝杆603一起转动,使丝杆滑块606做直线运动,丝杆滑块606与升降平台605连为一体,即可使升降平台605一起做Z方向的直线运动,从而达到调节的目的。整个平台的角度调节方法如下:整个台架共计4个支撑座,两个移动支撑座主体401,两个固定支撑座主体601,前后两根横梁801分别搭在两个移动支撑座主体401的升降平台605和两个固定支撑座主体601的升降平台605上,两个移动支撑座主体401上的驱动手盘(驱动电机)608同步控制,两个固定支撑座主体601上的驱动手盘(驱动电机)608也是同步控制的。将安放在固定支撑座主体601上的横梁801高度方向固定,输入信号,调节安放在移动支撑座主体401横梁801,随着横梁801高度的改变,横梁801会相对于升降平台605发生角度变化,自由端连接机构804会在纵梁802的槽内滑动,但整个横梁801与纵梁802一致保持贴合,且由横梁801与纵梁802形成的大平面整体发生角度变化,以上变化均可自动完成,直至达到实验要求的位置,此时,关上快夹活动端604,并使用螺栓将快夹活动端604与升降平台605紧固在一起,夹具横梁801两端的圆柱。
步骤3:调整安装姿态。
不同车型的发罩除角度不同外,其本体尺寸,夹具设计形式等等都不一样,这就要求台架具有灵活多变性,能适应不同状态,即平台上的纵梁802能到达任何位置,实现方法如下:纵梁802与尾端连接机构803焊接在一起,尾端连接机构803在横梁801的槽内,尾端连接机构803可在槽的方向上自由滑动,自由端连接机构804分别穿过纵梁802和横梁801的槽,该机构可相对纵梁802和横梁801都可以滑动,当调节到指定位置时,将尾端连接机构803和自由端连接机构804分别紧固,将纵梁802和横梁801锁死。
步骤4:安装发罩夹具,然后安装发罩。
根据数模中的设计参数,将发罩夹具分别安装在纵梁802和横梁801上,通过螺栓将夹具与纵梁802和横梁801上的螺纹板锁紧,然后将车门与夹具螺纹连接,等待试验。
尽管参考附图详细地公开了本发明,但应理解的是,这些描述仅仅是示例性的,并非用来限制本发明的应用。本发明的保护范围由附加权利要求限定,并可包括在不脱离本发明保护范围和精神的情况下针对发明所作的各种变型、改型及等效方案。