CN105973589A - 一种汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置 - Google Patents

一种汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置 Download PDF

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Abstract

一种汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置，属于零部件的扭转检测技术领域，包括直线导轨、电机、主动轮、从动轮、飞轮、主动轴、气动离合器、离合器半联轴器、从动轴、扭力杆卡具、卡具接轴、扭矩传感器、轴承座及高速角度测量传感器；电机通过气缸驱动主动轮；主动轮带动从动轮并通过气动离合器和离合器半联轴器连接；从动轴上安装有扭力杆卡具、卡具接轴、扭矩传感器、轴承座和高速角度测量传感器。本发明通过对飞轮的不同厚度的组合，来改变飞轮的质量，从而改变主动轴的转动惯量，可以对不同扭矩的试件来做不同转速的高速扭转试验。而高速角度测量传感器和扭矩传感器支座上的扭矩传感器会分别记下所转圈数和扭矩的大小，达到适时检测试验数据和精确控制的目的。

Description

一种汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置
技术领域
本发明涉及零部件的扭转检测技术领域，特别是涉及一种对汽车座椅安全销轴进行高速扭转性能或疲劳试验的检测装置。
背景技术
随着汽车不断走进百姓家庭，汽车用户不仅对汽车的动力性能和经济性能提出了更高的要求，同时还要求汽车具有比较好的安全性。汽车的安全性包括主动安全和被动安全，而在被动安全中主要是汽车安全销轴起作用，在汽车安全销轴中有些是通过自身的扭转变形而吸收能量的，由于扭转工件是吸收能量的关键部件，因此通常需要对其进行扭转性能或疲劳性能进行检测，以获取其性能参数。
目前，我们所了解的针对扭转工件进行的试验方法大体上分为两类：一种是工件在静止的状态下进行，而另外一种是工件在低速扭转条件下进行。这两种试验方法都不能体现出被试验工件在实际工况下的高速扭转状态，即工件在高速扭转下的实际工况就不能用上述两种方法得出的试验结果数据作为依据。
汽车安全带中的扭力杆是汽车座椅卷曲器中配置的具有发生扭转变形吸收能量的工件，在使用中会因为发生碰撞或紧急制动而使扭力杆发生高速扭转，产生变形，从而吸收冲击力所带来的能量。因此需要测出在模拟实际工况高速扭转下的试验考核数据，而上述两种方法均不能测出扭力杆在真实高速扭转下的工作状态。要实现在高速状态下的扭转试验，最常规的方法是大功率电机升速后高速驱动工件一侧，工件另一侧使用伺服系统进行制动实现扭转，这种检测方法对工件冲击较大，检测的数据干扰较大，不能真实地反映工件在高速扭转状态下的特性。
本发明是通过电动机驱动主动轮，通过摩擦带动从动轮系，从动轮系上装配有飞轮和气动离合器。电机驱动从动轮系达到设定的转速后，气动离合器合上实现高速驱动扭转的，飞轮具有储能、稳定转速及减轻转速波动的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车座椅安全销轴高速扭转扭距特性的检测装置，该装置能够对扭转工件进行扭转试验，并能记录下试验工件在高速扭转下的转速、扭矩和能量随着试验工件所转圈数变化曲线。
一种汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置，其特征在于包括直线导轨一、电机、主动轮、从动轮、飞轮、主动轴、气动离合器、离合器半联轴器、从动轴、扭力杆卡具、卡具接轴、扭矩传感器、直线导轨二、轴承座一、轴承座二、轴承座三、轴承座四及高速角度测量传感器；
电机安装在直线导轨一上，通过气缸驱动主动轮；主动轮靠摩擦带动从动轮；从动轴与主动轴在一条直线上，并通过气动离合器和离合器半联轴器连接，从动轮和气动离合器通过键槽连接在主动轴上；从动轴在主动轴的轴承座一和轴承座二之间，与主动轴通过离合器半联轴器连接；从动轴上安装有扭力杆卡具、卡具接轴、扭矩传感器、轴承座三、轴承座四和高速角度测量传感器；在卡具接轴的一端装有扭矩传感器，高速角度测量传感器位于从动轴上的轴承座三和轴承座四之间。
电机和气动离合器通过气源连接，用于使电机一端的主动轮与主动轴上的从动轮能够很好的贴合以及达到设定好的速度后快速的分离。
电机一端的主动轮和主动轴上的从动轮是通过贴合后产生的摩擦力来实现转速的传递的。
主动轴的一端是飞轮，飞轮能够储能、稳速以及减少速度波动，也提供了一定的转动惯量，可以通过调节飞轮质量来改变转动惯量的大小。
从动轴与主动轴通过气动离合器和离合器半联轴器连接，在达到预设旋转速度后，主动轮通过气缸与从动轮分离，主动轴会带动从动轴一起转动。
从动轴的另一端是扭力杆卡具，随着从动轮一起转动，而与扭力杆卡具相对应的卡具接轴则是固定不动的。卡具接轴安装在高速角度测量传感器支座上，并且能在直线导轨二上移动以卡死试验工件。
本发明所提供的高速扭转检测装置是将加载系统与转动系统在工作时进行分离开来，在进行扭转试验时，试验工件的一端与扭力杆卡具连接，随着从动轴一起转动，另一端与卡具接轴连接固定不动。并且由电机驱动主动轮带动从动轮做高速旋转，等到从动轮的转速达到预先设定的转速后，通过气动装置控制主动轮与从动轮分离，主动轴带动从动轴上的试验工件进行高速扭转运动，使试验工件在高速下模拟实际工况。通过控制飞轮的质量来调节转动惯量的大小，转动惯量较大时，试验工件在转速还未停下时就会断裂，用时较短；转动惯量较小时，试验工件在转速停下时仍然不会断裂，用时较长。通过改变飞轮质量，初始旋转能量在5000rpm时能达到2700J到14750J，同时，惯性矩范围为0.0196kgm2到0.1076kgm2；这样我们就能对不同扭矩的试件进行不同速度的高速扭转试验。此外，使用较小功率的电机就可以驱动主动轴的从动轮进行空载高速转动，有助于节能。
在具体实施方式中，所述的卡具接轴的一端设有扭矩传感器。如此，加载系统通过伺服电机系统、高速角度测量传感器以及扭矩传感器组成了对转速、扭矩和能量随着试验工件所转圈数变化曲线，从而达到适时检测试验数据和精确控制的目的。
附图说明
图1是本发明所提供的高速扭转装置的结构示意图。
1.直线导轨一 2.电机 3.主动轮 4.从动轮 5.飞轮 6.主动轴 7.气动离合器 8.离合器半联轴器 9.从动轴 10.扭力杆卡具 11.卡具接轴 12.扭矩传感器 13.直线导轨二 14.轴承座一 15.轴承座二 16.轴承座三 17.轴承座四 18.高速角度测量传感器。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种能够对扭转工件进行高速扭转试验的高速扭转检测装置。为了使本技术领域的人员更好的理解本方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1为本发明所提供的高速扭转检测装置的具体实施方式的结构示意图，本文中的“上、下、左、右”等表示方位的用语只是为了表示附带图的位置关系。
在具体实施方式中，本发明所提供的高速扭转检测装置主要由电机2、主动轴6、从动轴9、扭矩传感器12以及高速角度测量传感器等组成，适用于对汽车安全销轴扭力杆的高速扭转试验。
主动轴6和从动轴9分别通过轴承安装于轴承座上，主动轴6和从动轴9是同轴放置的，主动轴6的右端与从动轴9的左端相对，从动轴9的右端与扭矩传感器12之间有一定的距离是放置试验工件的，扭矩传感器12下有直线导轨二可以来回移动以方便试验工件的安装。
进行试验时，将要扭转的试验工件扭力杆卡具10和卡具接轴11之间，并使卡具接轴11沿着直线导轨二13向左运动卡紧所要做的试验工件。在控制系统操作面板处设定想要达到的转速，然后控制开关启动。
此时，电机2在气动装置的作用下沿着直线导轨1向下运动，直至电机2上的主动轮3与主动轴6上的从动轮4接触并贴紧，然后电机2就开始带动主动轮3转动，而主动轮3通过摩擦力带动主动轴6上的从动轮4一块转动，等到主动轮3和主动轴6都达到预先设定的速度后，气动装置就会再使电机2沿着直线导轨一1向上运动。此时，主动轮3与主动轴6上的从动轮4分离开来，同时气动离合器7开始工作，通过离合器半联轴器8使主动轴6的右端与从动轴9的左端连接在一起，并带动从动轴一起转动。
从动轴右端连接的扭力杆卡具10会带动试验工件做高速扭转运动，由于扭力杆另一端是固定的，因此扭力杆会在非常短的时间内扭转数圈后断裂，此时从动轴9上的高速角度测量传感器18和扭矩传感器支座上的扭矩传感器12会分别记下所转圈数和扭矩的大小。从而达到适时检测试验数据和精确控制的目的。
通过对飞轮5的不同厚度的组合，来改变飞轮5的质量，从而改变了主动轴6的转动惯量，这样就可以对不同扭矩的试件来做不同转速的高速扭转试验。

Claims (6)

1.一种汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置，其特征在于包括直线导轨一、电机、主动轮、从动轮、飞轮、主动轴、气动离合器、离合器半联轴器、从动轴、扭力杆卡具、卡具接轴、扭矩传感器、直线导轨二、轴承座一、轴承座二、轴承座三、轴承座四及高速角度测量传感器；
电机安装在直线导轨一上，通过气缸驱动主动轮；主动轮带动从动轮；从动轴与主动轴在一条直线上，并通过气动离合器和离合器半联轴器连接，从动轮和气动离合器通过键槽连接在主动轴上；从动轴在主动轴的轴承座一和轴承座二之间，与主动轴通过离合器半联轴器连接；从动轴上安装有扭力杆卡具、卡具接轴、扭矩传感器、轴承座三、轴承座四和高速角度测量传感器；在卡具接轴的一端装有扭矩传感器，高速角度测量传感器位于从动轴上的轴承座三和轴承座四之间。
2.如权利要求1所述汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置，其特征在于电机和气动离合器通过气源连接，用于使电机一端的主动轮与主动轴上的从动轮能够很好的贴合以及达到设定好的速度后快速的分离。
3.如权利要求1所述汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置，其特征在于电机一端的主动轮和主动轴上的从动轮是通过贴合后产生的摩擦力来实现转速的传递的。
4.如权利要求1所述汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置，其特征在于主动轴的一端是飞轮，飞轮能够储能、稳速以及减少速度波动，也提供了一定的转动惯量，通过调节飞轮质量来改变转动惯量的大小。
5.如权利要求1所述汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置，其特征在于从动轴与主动轴通过气动离合器和离合器半联轴器连接，在达到预设旋转速度后，主动轮通过气缸与从动轮分离，主动轴会带动从动轴一起转动。
6.如权利要求1所述汽车座椅安全销轴高速扭转检测装置，其特征在于从动轴的另一端是扭力杆卡具，随着从动轮一起转动，而与扭力杆卡具相对应的卡具接轴则是固定不动的；卡具接轴安装在高速角度测量传感器支座上，并且能在直线导轨二上移动以卡死试验工件。
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