CN103234807A - 摆锤组件及具有其的摆锤冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摆锤组件及具有其的摆锤冲击试验装置。根据本发明的摆锤组件，包括固定支座和摆锤柄，摆锤柄与固定支座转动连接，摆锤柄上设置有摆锤，摆锤组件还包括驱动摆锤柄摆动的液压油缸组件和设置在液压油缸组件和摆锤柄之间的离合器，离合器具有使液压油缸组件推动摆锤柄并提升摆锤的接合位置和使摆锤柄自由摆动而使摆锤冲击试验件的分离位置。本发明通过采用液压油缸组件和离合器配合来推动摆锤柄，从而使摆锤组件结构更紧凑，能够有效地减小门架纵向占用空间。另外，采用离合器控制液压油缸组件与摆锤柄的结合与分离，简单可靠，控制方便、精准，有效地降低了整个结构的复杂程度。

Description

摆锤组件及具有其的摆锤冲击试验装置

技术领域

本发明涉及摆锤冲击试验装置领域，具体而言，涉及一种摆锤组件及具有其的摆锤冲击试验装置。

背景技术

土方工程机械在施工过程中经常可能出现被岩石、碎片或其他物体冲击的问题，而构件的韧性在承受高速冲击载荷作用时可能明显低于静载作用的情况，因此有必要对其进行动态试验验证，动态试验是模拟实际冲击能量对材料或构件进行撞击，验证其韧性是否合格。

目前现有的实验装置大致有两种，分别为针对材料抗冲击性能的摆锤冲击试验机和商用车冲击试验平台，前者其安装空间、冲击能量参数均只能针对特定的材料试件完成冲击试验；而后者的冲击能量又过大，两者均无法满足工程机械驾驶室等结构件的抗冲击性能实验。

图1所示的是商用汽车抗摆锤冲击试验装置，它主要包括起升机构1、门架装置2、提升臂3、升降横梁4、摆锤臂5、脱钩装置6、摆锤7。在测试开始时，提升臂3与摆锤臂5、摆锤7通过脱钩装置6连接成一体，起升机构1启动，提升臂3与摆锤臂5、将摆锤7一并提升至一定的高度，然后脱钩装置6中气缸动作压头带动定杆，连杆，承力钩向下运动，使之度过死点位置，从而实现脱钩，脱钩以后摆锤7和摆锤臂5落下，完成摆锤7打击试验件（如驾驶室）动作。但脱钩装置6与提升臂3仍被起升机构1拉起挂在高处。试验完成才由起升机构1将提升臂3及脱钩装置6放下。

由于现有商用汽车抗冲击试验摆锤为面接触冲击且冲击能量过大，无法真实模拟实际工况中工程机械驾驶室落物冲击状况，故不适用于工程机械驾驶室的抗冲击性能试验，而且该摆锤冲击实验装置结构复杂，每步动作均由一套专用机构完成，造成成本较高。另外，起升机构1作用在提升臂3的端部，为了兼顾摆锤臂的回转半径故门架在纵向方向占用空间较大。再者此提升臂由起升钢丝绳提升完成角度偏摆，由于钢丝绳弹性的存在和卷扬电机制动的延迟，导致提升臂的摆角控制难以做到精准。

发明内容

本发明旨在提供一种结构紧凑、占用空间小、控制方便而又精准的摆锤组件及具有其的摆锤冲击试验装置，以解决现有摆锤冲击试验装置需要兼顾摆锤臂的回转半径而造成门架在纵向方向上占用空间较大的问题。

本发明提供了一种摆锤组件，包括固定支座和摆锤柄，摆锤柄与固定支座转动连接，摆锤柄上设置有摆锤，摆锤组件还包括驱动摆锤柄摆动的液压油缸组件和设置在液压油缸组件和摆锤柄之间的离合器，离合器具有使液压油缸组件推动摆锤柄并提升摆锤的接合位置和使摆锤柄自由摆动而使摆锤冲击试验件的分离位置。

进一步地，固定支座上设置有转动主轴，转动主轴与固定支座转动连接，摆锤柄固定地设置在转动主轴上。

进一步地，液压油缸组件包括液压油缸和可转动地设置在转动主轴上的连接件，连接件与液压油缸的活塞杆枢转连接；离合器接合以使连接件相对转动主轴周向固定，离合器分离以使连接件与转动主轴可相对转动。

进一步地，离合器为电磁离合器，包括周向固定在转动主轴上的磁轭端和可转动地设置在转动主轴上的衔铁端，衔铁端与连接件固定连接。

进一步地，衔铁端和连接件通过轴承可转动设置在转动主轴上。

进一步地，转动主轴与固定支座之间还设置有测量转动主轴转动角度的角度传感器。

进一步地，摆锤柄上设置有多个不同高度的摆锤安装部，摆锤可选择地固定设置在任一摆锤安装部上。

进一步地，摆锤安装部包括沿摆锤柄轴向延伸的键槽以及设置在键槽上方和下方的止动槽，止动槽中固定设置止动件。

进一步地，摆锤与实验件接触的冲击面呈球面或者平面。

进一步地，摆锤的侧面设置有固定安全绳的吊环。

本发明还提供了一种摆锤冲击试验装置，包括门架，和前述的摆锤组件，摆锤组件的固定支座与门架的横梁固定连接。

根据本发明的摆锤组件及具有其的摆锤冲击试验装置，通过采用液压油缸组件和离合器配合来推动摆锤柄，从而使摆锤组件结构更紧凑，所需偏摆角度控制更为精准，有效解决现有技术中因兼顾摆锤臂的回转半径而门架在纵向方向占用空间较大的问题。另外，采用离合器控制液压油缸组件与摆锤柄的结合与分离，简单可靠，控制方便，有效地降低了整个结构的复杂程度。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中的摆锤冲击试验装置的结构示意图；

图2是根据本发明的摆锤组件的立体结构示意图；

图3是根据本发明的摆锤组件的主视结构示意图；

图4是根据本发明的摆锤冲击试验装置的主视结构示意图；以及

图5是根据本发明的摆锤冲击试验装置的侧视结构示意图。

附图标记说明

10固定支座    11转动主轴

12轴承        20摆锤柄

21摆锤        22摆锤安装部

23止动件      21a吊环

22a键槽       22b止动槽

30压油缸组件  31液压油缸

32连接件      40离合器

41磁轭端      42衔铁端

50角度传感器  60门架

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图2和图3所示，根据本发明的摆锤组件，包括固定支座10和摆锤柄20，摆锤柄20与固定支座10转动连接，即摆锤柄20可转动地设置在固定支座10，也即摆锤柄20相对固定支座10能够转动。摆锤柄20上设置有摆锤21，摆锤组件还包括驱动摆锤柄20摆动的液压油缸组件30和设置在液压油缸组件30和摆锤柄20之间的离合器40，离合器40具有使液压油缸组件30推动摆锤柄20并提升摆锤21的接合位置和使摆锤柄20自由摆动而使摆锤21冲击试验件的分离位置。本发明通过采用液压油缸组件30和离合器40配合来推动摆锤柄20，从而使摆锤组件结构更紧凑，有效解决现有技术中因兼顾摆锤臂的回转半径而门架在纵向方向占用空间较大的问题。另外，采用离合器40控制液压油缸组件30与摆锤柄20的结合与分离，简单可靠，控制方便，有效地降低了整个结构的复杂程度。

具体地，如图2和图3所示，固定支座10上可转动地设置有转动主轴11，转动主轴11水平延伸，一般地，为了使转动可靠稳定，可以在转动主轴11与固定支座10之间设置轴承。转动主轴11上设置有键槽，摆锤柄20通过键周向固定在转动主轴11上，从而使摆锤柄20可转动地设置在固定支座10上，即摆锤柄20可摆动地设置，当摆锤柄20摆起时，带动摆锤上升，当摆锤柄20摆下时，摆锤21摆下冲击试验件（如车辆驾驶室等）。

如图4和图5所示，液压油缸组件30包括液压油缸31和与液压油缸31的活塞杆通过枢转轴连接的连接件32，连接件32可转动地设置在转动主轴11上，即连接件32相对转动主轴11可以相对转动。当离合器40接合时，连接件32相对转动主轴11周向固定。即当离合器40结合时，连接件32、转动主轴11以及摆锤柄20周向固定形成整体，当液压油缸31推动连接件32转动时，连接件32带动转动主轴11和摆锤柄20转动，从而使摆锤21摆起。当摆锤柄20摆动到设定的角度或者摆锤21摆动到设定的高度时，离合器40分离，从而使连接件32与转动主轴11脱离约束，液压油缸31和连接件32对转动主轴11不再具有作用力。摆锤21和摆锤柄20在自身重力的作用下摆下，完成对试验件的冲击，转动主轴11相对连接件32转动。

优选地，离合器40为电磁离合器，包括周向固定在转动主轴11上的磁轭端41和可转动地设置在转动主轴11上的衔铁端42，衔铁端42与连接件32固定连接。较为方便地，磁轭端41通过键与转动主轴11周向固定，衔铁端42和连接件32通过轴承12可转动设置在转动主轴11上，当电磁离合器的磁轭端41与衔铁端42吸合时，连接件32、磁轭端41、衔铁端42以及转动主轴11周向固定，即连接件32与转动主轴11连接成整体，在此时，液压油缸31推动连接件32从而使摆锤21摆起。当磁轭端41与衔铁端42分离时，连接件32与转动主轴11脱离磁轭端41和衔铁端42的约束，连接件32与转动主轴11能够相对转动。优选地，如图2至4所示，转动主轴11与固定支座10之间还设置有角度传感器50，角度传感器50测量转动主轴11相对固定支座10的转动角度，也即摆锤柄20摆动的角度，从而计算冲击能量。

如图3所示，摆锤柄20上设置有多个不同高度的摆锤安装部22，摆锤21可选择地固定设置在任一摆锤安装部22上，从而改变摆锤21的回转半径，以此适应不同试验件冲击高度的要求。摆锤安装部22包括沿摆锤柄20轴向延伸的键槽22a以及设置在键槽22a上方和下方的止动槽22b，止动槽22b中固定设置止动件23，防止摆锤21在摆锤柄20上攒动。键槽22a中设置有键，防止摆锤21相对摆锤柄20转动，保证摆锤21的冲击面对准试验件。

一般地，当试验件为工程车辆时，为了模拟岩石滚落撞击，摆锤21的冲击面一般呈球面状。当试验件为普通车辆时，为了模拟正面撞击，摆锤21一般呈平面状。为了保证安全，摆锤21的侧面设置有固定安全绳的吊环21a，通过设置一定长度的安全钢丝绳与门架60连接，防止摆锤21发生意外脱离时飞出，提高实验的安全性。

如图4和图5所示，本发明还提供了一种摆锤冲击试验装置，包括门架60和前述的摆锤组件，摆锤组件的固定支座10与门架60的横梁固定连接。如图5所示，液压油缸31缸体端也固定在门架上或者其他固定结构上。

当冲击试验开始时，电磁离合器的衔铁端42带动连接件32与磁轭端41吸合，使得连接件32与离合器40、摆锤柄20连成整体，此时启动液压油缸31，液压油缸31活塞杆伸长带连接件32，连接件32在离合器40的连接下带动转动主轴11转动，从而实现摆锤21的起升控制，角度传感器50显示达到预定高度后，再让离合器40失电，使得电磁离合器的衔铁端42与磁轭端41分离，摆锤21在自身重力作用下带动转动主轴11旋转，完成对试验件的冲击，角度传感器50记录冲击前后摆锤21的最大偏转角以计算试验件所吸收的能量。冲击结束后，回缩液压油缸31并带动连接件32和离合器衔铁端42复位。本发明的摆锤冲击试验装置通过采用离合器40和液压油缸组件30控制摆锤21的摆起和落下，离合器40和液压油缸组件30均作用在转动主轴11上，使摆锤组件的结构更紧凑，有效地减小了门架的占地空间。而且液压油缸31和离合器40的控制都较为简单，相比现有技术复杂的分离机构，能够有效地降低摆锤冲击试验装置的复杂程度，相应地，也提高了整个装置的可靠性。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明的摆锤组件及具有其的摆锤冲击试验装置，通过采用液压油缸组件30和离合器40配合来推动摆锤柄20，从而使摆锤组件结构更紧凑，有效解决现有技术中因兼顾摆锤臂的回转半径而门架在纵向方向占用空间较大的问题。另外，采用离合器40控制液压油缸组件30与摆锤柄20的结合与分离，简单可靠，控制方便，有效地降低了整个结构的复杂程度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种摆锤组件，包括固定支座（10）和摆锤柄（20），所述摆锤柄（20）与所述固定支座（10）转动连接，所述摆锤柄（20）上设置有摆锤（21），其特征在于，

所述摆锤组件还包括驱动所述摆锤柄（20）摆动的液压油缸组件（30）和设置在所述液压油缸组件（30）和所述摆锤柄（20）之间的离合器（40），所述离合器（40）具有使所述液压油缸组件（30）推动所述摆锤柄（20）并提升摆锤（21）的接合位置和使所述摆锤柄（20）自由摆动而使摆锤（21）冲击试验件的分离位置。

2.根据权利要求1所述的摆锤组件，其特征在于，

所述固定支座（10）上设置有转动主轴（11），所述转动主轴（11）与所述固定支座（10）转动连接，所述摆锤柄（20）固定地设置在所述转动主轴（11）上。

3.根据权利要求2所述的摆锤组件，其特征在于，

所述液压油缸组件（30）包括液压油缸（31）和可转动地设置在所述转动主轴（11）上的连接件（32），所述连接件（32）与所述液压油缸（31）的活塞杆枢转连接；

所述离合器（40）接合以使所述连接件（32）相对所述转动主轴（11）周向固定，所述离合器（40）分离以使所述连接件（32）与所述转动主轴（11）可相对转动。

4.根据权利要求3所述的摆锤组件，其特征在于，

所述离合器（40）为电磁离合器，包括周向固定在所述转动主轴（11）上的磁轭端（41）和可转动地设置在所述转动主轴（11）上的衔铁端（42），所述衔铁端（42）与所述连接件（32）固定连接。

5.根据权利要求4所述的摆锤组件，其特征在于，

所述衔铁端（42）和所述连接件（32）通过轴承（12）可转动设置在所述转动主轴（11）上。

6.根据权利要求2所述的摆锤组件，其特征在于，

所述转动主轴（11）与所述固定支座（10）之间还设置有测量所述转动主轴（11）转动角度的角度传感器（50）。

7.根据权利要求1所述的摆锤组件，其特征在于，

所述摆锤柄（20）上设置有多个不同高度的摆锤安装部（22），所述摆锤（21）可选择地固定设置在任一所述摆锤安装部（22）上。

8.根据权利要求7所述的摆锤组件，其特征在于，

所述摆锤安装部（22）包括沿所述摆锤柄（20）轴向延伸的键槽（22a）以及设置在所述键槽（22a）上方和下方的止动槽（22b），所述止动槽（22b）中固定设置止动件（23）。

9.根据权利要求1所述的摆锤组件，其特征在于，

所述摆锤（21）与实验件接触的冲击面呈球面或者平面。

10.根据权利要求9所述的摆锤组件，其特征在于，

所述摆锤（21）的侧面设置有固定安全绳的吊环（21a）。

11.一种摆锤冲击试验装置，包括门架（60），其特征在于，还包括权利要求1至10中任一项所述的摆锤组件，所述摆锤组件的固定支座（10）与所述门架（60）的横梁固定连接。

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