CN103630376B - 一种汽车顶窗压力试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车顶窗压力试验机，包括工作台上安装有一个球形压头，该球形压头由第一丝杠推动作上下运动，该第一丝杠上端固定一个负荷传感器，该负荷传感器通过一个可更换的垫块与所述球形压头抵合，所述第一丝杠的螺母由一个置于所述工作台下台面的轴承座固定在所述工作台上，所述框架的侧壁上安装有一对限位开关，即上限位开关和下限位开关，该上限位开关和下限位开关的相互位置呈上下安装，一个横臂套装与所述第一丝杠的下部，可随所述第一丝杠上下移动，该横臂的长度和套装位置使之正好处于所述上限位开关和下限位开关之间，当横臂随第一丝杠上下移动，触动了所述的上、下限位开关，引起控制器停止所述第一丝杠的转动。

Description

一种汽车顶窗压力试验机

技术领域

本发明属于汽车零部件测试技术领域，特别涉及一种汽车顶窗压力试验机。

背景技术

目前，现有汽车顶窗都不采取抽样检验，缺乏有效的数据分析，致使产品质量无法保证，从而也局限了产品的优化能力，这些情况不利于该领域的发展。现今，随着顶窗产品日渐向出口转型的趋势，各类汽车厂家提出需进行产品抽检。

根据标准GMW16412《GMWORLDWIDEENGINEERINGSTANDARDS》的第4.6.10条顶窗承压试验的测试内容包括：模拟顶窗可承受多大人体头部施加的向上顶出力，试验结果需输出车窗顶破前的最大载荷及最大变形。但是现有的自动化测试设备未能满足该标准的测试要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车顶窗压力试验机，以解决汽车顶窗承压试验的问题。

本发明的技术方案是，一种汽车顶窗压力试验机，该压力试验机包括用于试验控制的控制器、一个框架和置于框架上并且与框架紧密固定的工作台，

所述工作台上安装有一个球形压头，该球形压头由第一丝杠推动作上下运动，该第一丝杠上端固定一个负荷传感器，该负荷传感器通过一个可更换的垫块与所述球形压头抵合，所述第一丝杠的螺母由一个置于所述工作台下台面的轴承座固定在所述工作台上，

在所述框架内安装有一台伺服电机，该伺服电机通过一个减速机带动的同步齿形带轮组驱动所述第一丝杠转动，

在所述的第一丝杠的下方设有一个限位臂，该限位臂与两根光杠组成的第一光杠对固接，用于对所述第一丝杠的转动限制，

所述框架的侧壁上安装有一对限位开关，即上限位开关和下限位开关，该上限位开关和下限位开关的相互位置呈上下安装，一个横臂套装与所述第一丝杠的下部，可随所述第一丝杠上下移动，该横臂的长度和套装位置使之正好处于所述上限位开关和下限位开关之间，当横臂随第一丝杠上下移动，触动了所述的上、下限位开关，引起控制器停止所述第一丝杠的转动，

所述工作台上台面还固定有一对直线导轨，在该对直线导轨的滑块上固定有一工装框架，该工装框架可在导轨上轻松左右移动，

所述工装框架俯视呈现为矩形，四边由前梁、后梁、左梁和右梁组成，侧视左梁为“冂”形，正视前梁为“凵”形，所述的工装框架的前、后梁直接接触安装在所述直线导轨上，

在所述前、后梁的内侧两端分别安装一根与前、后梁固接光杠，这两根光杠组成第二光杠对，在该第二光杠对上套装有可在第二光杠对上对称移动的两根横梁组成的低横梁对，

在所述前、后梁的两端直角部分别安装与左、右梁固接的一根光杠，这两根光杠组成第三光杠对，在该第三光杠对上套装有可在第三光杠对上自由移动的两根横梁组成的高横梁对，

按照需要的数量在所述高横梁对和低横梁对上设置有多个可调节汽车顶窗式样的紧定高度的带滑块的磁力座滑台。

进一步的，所述的前、后梁中部内侧还安装有第二丝杠，所述的低横梁对的横梁呈现为“工”形，所述的第二丝杠分别穿过所述低横梁对的两根横梁各自的“工”字连接部孔，在所述第二丝杠的穿过前梁的端部还安装有手轮，通过转动手轮可以实现低横梁对的两根横梁的对称的纵向移动。

进一步的，所述的工作台上还安装有透明防护罩。

由以上公开的技术方案可知，本发明(汽车顶窗专用)微机控制压力试验机的试验过程是，首先将试样放置于对称移动横梁上，转动手轮，待横梁收放到合适的宽度后，依次调整滑台，通过转动手轮，将滑块移动到与试样固定孔相同高度后，用螺钉紧固，旋动磁力座开关，将其吸在各横梁上。试样安装完毕后，由微机控制，按照标准要求，设定5mm/s的主机丝杠移动速度，逐步加载至有机玻璃破碎，至此试验完毕。

本发明的试验机的压力测量范围在2％～100％的量程范围内，示值误差在±0.5％以内；位移测量范围要求在0-400mm，示值误差在±1％以内；可以满足GMW16412《GMWORLDWIDEENGINEERINGSTANDARDS》的第4.6.10条顶窗承压试验要求。

本发明的有益效果是：

1、采用本发明(汽车顶窗专用)微机控制压力试验机可以按照标准规定的加荷速率及加载程序，做顶窗承压能力的检测。

2、试验时，在软件界面中，实时显示载荷及位移，方便了解试验情况。由于通过计算机控制并进行数据处理，所以试验结束后马上就可以知道试验结果。

3、兼容性强，由于试样形状特殊，需有水平固定及垂直固定两种方式，且各种试样的宽度、长度不同，固定孔位的互异性，决定了本机夹具形式的特殊性，采用磁力座滑台和对称移动横梁，很好地解决了上述各种试样的定位问题，且多采用刻度指示，减少了夹具的调整时间。

本发明提供的(汽车顶窗专用)微机控制压力试验机提供了一种试验准确度高、可信度高、加荷速率平稳、夹具使用方便、兼容性强、安全可靠的微机控制压力试验机，以填补现有的技术空白，满足GMW16412《GMWORLDWIDEENGINEERINGSTANDARDS》的第4.6.10条顶窗承压试验对检测设备的要求。因为可以判断类似有机玻璃等材料的力学性能是否达到规定要求，因此事实上，也本发明可以应用于类似需求的压力试验领域和行业，即试样是不限于汽车顶窗的。

附图说明

图1是本发明的压力试验机的整机结构示意图；

图2是本发明的压力试验机的传动系统示意图；

图3是本发明的压力试验机的夹具工装示意图。

101——焊接框架，102——工作台，103——直线导轨，104——玻璃防护罩，

201——伺服电机，202——减速机，203——同步齿形带轮组，204——轴承座，205——滚珠丝杠螺母，206——限位臂，207——第一光杠，208——负荷传感器，209——垫块，210——球形压头，211——限位装置，

301——工装框架，302——可左右双旋向梯形的第二丝杠，303——螺母，304——对称移动的低横梁，305——限位用的第二光杠，306——手轮，307——第三光杠，308——自由移动的高横梁，309——磁力座，310——磁力座手轮，311——磁力座螺柱，312——磁力座滑块，

具体实施方式

本发明的一种汽车顶窗压力试验机，该压力试验机包括用于试验控制的控制器、一个框架和置于框架上并且与框架紧密固定的工作台，

所述工作台上安装有一个球形压头，该球形压头由第一丝杠推动作上下运动，该第一丝杠上端固定一个负荷传感器，该负荷传感器通过一个可更换的垫块与所述球形压头抵合，所述第一丝杠的螺母由一个置于所述工作台下台面的轴承座固定在所述工作台上，

在所述框架内安装有一台伺服电机，该伺服电机通过一个减速机带动的同步齿形带轮组驱动所述第一丝杠转动，

在所述的第一丝杠的下方设有一个限位臂，该限位臂与两根光杠组成的第一光杠对固接，用于对所述第一丝杠的转动限制，

所述框架的侧壁上安装有一对限位开关，即上限位开关和下限位开关，该上限位开关和下限位开关的相互位置呈上下安装，一个横臂套装与所述第一丝杠的下部，可随所述第一丝杠上下移动，该横臂的长度和套装位置使之正好处于所述上限位开关和下限位开关之间，当横臂随第一丝杠上下移动，触动了所述的上、下限位开关，引起控制器停止所述第一丝杠的转动，

所述工作台上台面还固定有一对直线导轨，在该对直线导轨的滑块上固定有一工装框架，该工装框架可在导轨上轻松左右移动，

所述工装框架俯视呈现为矩形，四边由前梁、后梁、左梁和右梁组成，侧视左梁为“冂”形，正视前梁为“凵”形，所述的工装框架的前、后梁直接接触安装在所述直线导轨上，

在所述前、后梁的内侧两端分别安装一根与前、后梁固接光杠，这两根光杠组成第二光杠对，在该第二光杠对上套装有可在第二光杠对上对称移动的两根横梁组成的低横梁对，

在所述前、后梁的两端直角部分别安装与左、右梁固接的一根光杠，这两根光杠组成第三光杠对，在该第三光杠对上套装有可在第三光杠对上自由移动的两根横梁组成的高横梁对，

按照需要的数量在所述高横梁对和低横梁对上设置有多个可调节汽车顶窗式样的紧定高度的带滑块的磁力座滑台。

进一步的，所述的前、后梁中部内侧还安装有第二丝杠，所述的低横梁对的横梁呈现为“工”形，所述的第二丝杠分别穿过所述低横梁对的两根横梁各自的“工”字连接部孔，在所述第二丝杠的穿过前梁的端部还安装有手轮，通过转动手轮可以实现低横梁对的两根横梁的对称的纵向移动。

进一步的，所述的工作台上还安装有透明防护罩。

如图1本发明整机结构示意图所示，本发明(汽车顶窗专用)微机控制压力试验机，包括主机框架、传动系统、夹具工装；

所述的主机框架包括焊接框架101、工作台102、直线导轨103、玻璃防护罩104；

所述的焊接框架101由8个地脚支撑在地面上，能容纳客户提供的最大试样尺寸，长2200mm，宽1700mm，高900mm，框架内部放置传动系统，电气拖动系统，夹具也能收纳在内，节省了空间，前后各设一个抽屉，内放废料盒，方便玻璃碎屑的收集和清倒；

所述的工作台102长宽尺寸与框架一致，固定在框架上，上面固定一对直线导轨103，工作台上开了一对长孔，可将台面上的玻璃碎屑扫入抽屉的废料盒中；

所述的直线导轨103固定在工作台上，导轨上方固定夹具工装，夹具部分虽然很重，但在直线导轨上可实现左右轻松移动；

所述的有机玻璃防护罩104固定在工作台上，造型美观，采用透明有机玻璃配铝材，方便试验人员实时观测，结构合理，采用多处对开门结构，方便装卸试样。该结构符合GMW16412中的试验机需配备防护装置，防止试样破碎后溅出伤人；

如图2本发明传动系统结构示意图所示，所述的传动系统包括伺服电机201、减速机202、同步齿形带轮组203、轴承座204、滚珠丝杠螺母205、限位臂206、光杠207、负荷传感器208、垫块209、球形压头210、限位装置211；

所述的伺服电机201经减速机202，带动同步齿形带轮组203旋转，后带动由轴承座204固定在工作台上的丝杠螺母205转动，从而实现丝杠205上下移动的加卸荷动作。根据客户要求，丝杠行程为400mm，满足标准要求。丝杠下端部固定限位臂206，与一组光杠207组成丝杠防转机构。丝杠上方固定负荷传感器208，检测试样破碎时的最大载荷，负荷传感器与球形压头210之间，由垫块209连接，由于各类试样的玻璃弧度不一，故可通过增减垫块来调节球形压头的初始高度，且更换垫块时，不触及传感器，避免因频繁接触传感器而造成示值失准的情况，减少了需时常标定的后续维护成本。球性压头按标准规定，直径为165mm，模拟人体头部的试验状态。主机框架上固定两个接触开关，作为丝杠上下限位装置211；

所述的夹具工装包括工装框架301、左右双旋向梯形丝杠302、螺母303、对称移动横梁304、限位光杠305、手轮306、光杠307、自由移动横梁308、磁力座309、以及磁力座309的手轮310、螺柱311、滑块312；

所述的工装框架固定在直线导轨上，可根据客户需要，将试样移动到适合的加载点；

由于各类试样的宽度不一致，故夹具需实现宽度方向的对称调节，节省对中所需的时间，所述的左右双旋向梯形丝杠302固定在工装框架301上，每个旋向上各装入一套带螺母303的对称移动横梁304，对称移动横梁的两个光孔中穿入限位光杠305，用户通过转动与双旋向梯形丝杠相连的手轮306，驱动丝杠旋转。通过螺母的作用与一对光杠的限位，组成横向对称移动横梁组，另一组光杠307固定在工装框架上，组成纵向自由移动横梁组308；且试样的各固定孔非水平成一条直线，存在高度差，故制作所述的16个带磁力座309的滑台，通过手轮310转动，带动螺柱311旋转，最终实现滑块312上下移动，滑块上有螺纹孔，用于试样固定，最后将磁力座吸在四件移动横梁上，每个磁力座的最大工作力为1600N，满足压力机最大6000N的工作力。

Claims (3)

1.一种汽车顶窗压力试验机，其特征在于，该压力试验机包括用于试验控制的控制器、一个框架和置于框架上并且与框架紧密固定的工作台，

所述工作台上安装有一个球形压头，该球形压头由第一丝杠推动作上下运动，该第一丝杠上端固定一个负荷传感器，该负荷传感器通过一个可更换的垫块与所述球形压头抵合，所述第一丝杠的螺母由一个置于所述工作台下台面的轴承座固定在所述工作台上，

在所述框架内安装有一台伺服电机，该伺服电机通过一个减速机带动的同步齿形带轮组驱动所述第一丝杠转动，

在所述的第一丝杠的下方设有一个限位臂，该限位臂与两根光杠组成的第一光杠对固接，用于对所述第一丝杠的转动限制，

所述框架的侧壁上安装有一对限位开关，即上限位开关和下限位开关，该上限位开关和下限位开关的相互位置呈上下安装，一个横臂套装与所述第一丝杠的下部，可随所述第一丝杠上下移动，该横臂的长度和套装位置使之正好处于所述上限位开关和下限位开关之间，当横臂随第一丝杠上下移动，触动了所述的上、下限位开关，引起控制器停止所述第一丝杠的转动，

所述工作台上台面还固定有一对直线导轨，在该对直线导轨的滑块上固定有一工装框架，该工装框架可在导轨上轻松左右移动，

所述工装框架俯视呈现为矩形，四边由前梁、后梁、左梁和右梁组成，侧视左梁为“冂”形，正视前梁为“凵”形，所述的工装框架的前、后梁直接接触安装在所述直线导轨上，

在所述前、后梁的内侧两端分别安装一根与前、后梁固接光杠，这两根光杠组成第二光杠对，在该第二光杠对上套装有可在第二光杠对上对称移动的两根横梁组成的低横梁对，

在所述前、后梁的两端直角部分别安装与左、右梁固接的一根光杠，这两根光杠组成第三光杠对，在该第三光杠对上套装有可在第三光杠对上自由移动的两根横梁组成的高横梁对，

按照需要的数量在所述高横梁对和低横梁对上设置有多个可调节汽车顶窗式样的紧定高度的带滑块的磁力座滑台。

2.如权利要求1所述的汽车顶窗压力试验机，其特征在于，所述的前、后梁中部内侧还安装有第二丝杠，所述的低横梁对的横梁呈现为“工”形，所述的第二丝杠分别穿过所述低横梁对的两根横梁各自的“工”字连接部孔，在所述第二丝杠的穿过前梁的端部还安装有手轮，通过转动手轮可以实现低横梁对的两根横梁的对称的纵向移动。

3.如权利要求1或2所述的汽车顶窗压力试验机，其特征在于，所述的工作台上还安装有透明防护罩。