CN106323602A - 摆臂长度调节装置及成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

摆臂长度调节装置能够实现摆臂长度的无级调节，机架为四立柱框架式结构，工作台设置在机架内，左摆臂和右摆臂分别固定在工作台的左端和右端且左摆臂的水平中心线和右摆臂的水平中心线均与工作台的水平中心线对齐，左摆臂上装有垂直于左摆臂的摆动轴，摆动轴设置在左摆臂的水平中心线上，左摆臂可绕摆动轴摆动，摆动轴上装有水平调节摆动轴位置的水平螺杆调节装置，水平螺杆调节装置固定在机架上，水平螺杆调节装置可推动摆动轴沿左摆臂的水平中心线移动调节左摆臂的摆动半径，右摆臂的自由端装有滚动装置，滚动装置置于滚动座中，滚动座固定在机架的外侧，滚动装置随右摆臂的摆动在滚动座中滚动。本发明还提供成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置。

Description

摆臂长度调节装置及成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置

技术领域

本发明涉及一种摆臂长度调节装置，应用于轨道交通中使用的空气弹簧的扭摆疲劳试验中，实现对空气弹簧扭摆疲劳试验中摆臂长度的无级调节。本发明还涉及对空气弹簧进行扭摆疲劳试验的成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置。

背景技术

为满足人们出乘工具舒适性要求，空气弹簧作为一种减振降噪弹性元件在轨道交通领域得到了广泛应用。为了测试空气弹簧的可靠性，TB/T 2841-2010 《铁路车辆空气弹簧》与国外BS EN13597等标准均要求空气弹簧进行扭摆疲劳试验。由于制造误差、材质等因素的影响，一个空气弹簧扭摆疲劳试验结果带有一定的偶然性，因此要求同一种规格的空气弹簧抽检二个以上同时进行疲劳试验。用曲柄摇杆机构模拟成对空气弹簧扭摆疲劳试验的装置在实践中得到了成功应用。

在机械加工产业中，曲柄摇杆机构作为一种常见的机械传动机构被广泛应用于各类机械设备中。目前现有的曲柄摇杆机构，其各曲柄、连杆以及摇杆间的配合尺寸及其相对位置较为固定，虽然这种曲柄摇杆机构能够满足基本的机械生产加工需要，但由于其尺寸较为固定，无法适应频繁的工况变化和不同的生产需求，给机械设备的连续作业造成了不利影响。例如为了满足各种类型的空气弹簧扭摆疲劳试验，空气弹簧摆动中心就不能固定在1米的距离上，而要求在摆臂长度一定范围内调节。

现有单个空气弹簧的扭摆疲劳试验摆臂长度调节装置靠安装时看刻度定位，调整非常不便；且由于工作台只有上端安装空气弹簧，下端在机架上纯滚动，因此调节摆臂长度，会导致工作台下部滚动装置是滑动与滚动的复合运动，容易损坏。现有成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置只针对定摆臂长度1米，不能调节，满足不了不同类型空气弹簧的试验需求。用在其它设备上的摆臂长度调节装置不是针对曲柄摇杆机构中的摇杆长度调节，有些用在双摇杆机构上，有些用在凸轮机构上，有些为有级调节。这些调节装置由于结构与使用目的不同不能应用在空气弹簧扭摆疲劳试验中。因此，提供一种可实现成对空气弹簧扭摆疲劳试验摆臂长度无级调节的装置是本领域技术人员目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种摆臂长度调节装置，能够实现摆臂长度的无级调节。本发明还提供成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置，其摆臂长度可无级调节能满足不同类型空气弹簧的试验需求。

为达到上述目的本发明采用的技术方案是：摆臂长度调节装置，包括机架和工作台，机架为四立柱框架式结构，工作台设置在机架内 ，左摆臂和右摆臂分别固定在工作台的左端和右端且左摆臂的水平中心线和右摆臂的水平中心线均与工作台的水平中心线对齐，其特征在于所述的左摆臂上装有垂直于左摆臂的摆动轴，所述的摆动轴设置在所述的左摆臂的水平中心线上，左摆臂可绕摆动轴摆动，所述的摆动轴上装有水平调节摆动轴位置的水平螺杆调节装置，所述的水平螺杆调节装置固定在机架上，所述的水平螺杆调节装置可推动摆动轴沿左摆臂的水平中心线移动调节左摆臂的摆动半径，所述的右摆臂的自由端装有滚动装置，所述的滚动装置置于滚动座中，所述的滚动座固定在机架的外侧，所述的滚动装置随右摆臂的摆动在滚动座中滚动。

进一步的，所述的水平螺杆调节装置包括摆动套、调节螺杆和定位板，所述的摆动套套在摆动轴的中间段，摆动套的侧壁上设有平行于左摆臂的连接耳，所述的调节螺杆与左摆臂平行设置，调节螺杆贯穿连接耳且与连接耳螺纹配合，转动所述的调节螺杆推动所述的连接耳在调节螺杆上移动，所述的定位板固定在机架上且与左摆臂平行，所述的定位板装有安装块，所述的调节螺杆的端部从安装块中穿出，调节螺杆端部的横截面为方形。

进一步的，所述的左摆臂由两个左摆板组成，两块所述的左摆块分别固定在工作台左端上边缘和左端的下边缘，所述的左摆板上具有从左向右开设的腰形通孔一，所述的摆动轴的两端从腰形通孔一中穿出并用螺母紧固将摆动轴安装在两个左摆板之间，所述的摆动套置于两个左摆板之间，所述的定位板置于两个左摆板之间且设置在摆动套的下面，所述的定位板上开有与腰形通孔一对齐的腰形通孔二，所述的摆动轴穿过腰形通孔二从腰形通孔一中穿出。

进一步的，所述的摆动轴上装有两个圆锥滚子轴承，两个所述的圆锥滚子轴承均设置在所述的摆动套与摆动轴之间，在所述的摆动套的上下两端均设有轴承端盖。

进一步的，所述的调节螺杆的数量为两个，所述的连接耳的数量为两个且关于所述的摆动轴中轴线对称设置在摆动套的侧壁上，两个所述的调节螺杆分别穿过一个所述的连接耳，所述的安装块的数量为四个且在所述的定位板上呈矩形分布，所述的调节螺杆的两端均穿过安装块。

进一步的，所述的调节螺杆与连接耳螺纹配合的两端设有拼帽，所述的拼帽套在所述的调节螺杆上，旋紧所述的拼帽将连接耳固定在调节螺杆上。

进一步的，所述的右摆臂为梯形板状，所述的滚动轮装置包括四个滚动轮，四个所述的滚动轮关于右摆臂的水平中心线空间对称分布，两个所述的滚动轮安装在右摆臂的上表面，另外两个所述的滚动轮安装在右摆臂的下表面且滚动轮均与所述的滚动座的内表面相接触，所述的滚动座与滚动轮相接触的内表面上均设有耐磨层。

进一步的，所述的滚动座为框形结构，所述的滚动座固定在右支撑座上，所述的右支撑座通过螺栓固定在机架的右侧。

成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置，其特征在于包括以上所述的摆臂长度调节装置、转动曲柄、连杆、垂向活动装置和连接套筒，连杆、转动曲柄和摆臂长度调节装置呈水平设置，连接套筒安装在工作台的垂直中心位置，连杆的两端分别连接转动曲柄和连接套筒，转动曲柄的转动通过连杆带动工作台、左摆臂和右摆臂绕摆动轴摆动，所述的垂向活动装置安装在机架上且与工作台间隔，被检测空气弹簧安装在工作台与垂直活动装置之间，通过垂直活动装置保证被检测空气弹簧标准工作高度，并提供被检测空气弹簧在试验中所需的垂向载荷。

进一步的，所述的垂直活动装置为包括上活动架和下活动架，所述的上活动架设置在工作台的上方，下活动架安装在工作台的下方，所述的机架上装有垂向调节上活动架位置的上垂向螺杆调节装置，所述的机架上装有垂向调节下活动架位置的下垂向螺杆调节装置，两个被检测空气弹簧分别安装在工作台的顶面和底面。

本发明的有益效果是：

一、本发明的摆臂长度调节装置在左摆臂上装与摆动轴，左摆臂可绕摆动轴摆动，水平螺杆调节装置可推动摆动轴沿左摆臂的水平中心线移动，调节左摆臂的摆动半径，工作台和右摆臂随着左摆臂的摆动而摆动，水平螺杆调节装置对摆动轴在左摆臂上的位置进行无级调节，实现摆臂长度的无级调节。

二、本发明的成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置中包括摆臂长度调节装置，将连杆与安装在工作台垂直中心位置的连接套筒连接，摆动轴与连接套筒之间的水平距离即为摆臂长度，水平螺杆调节装置推动摆动轴沿左摆臂的水平中心线移动，即调节摆臂长度，当摆臂长度调节到被检测空气弹簧所需的摆臂长度时，将摆动轴定位在左摆臂上即可。摆臂长度可无级调节能满足不同类型空气弹簧的试验需求。

附图说明

图1为本发明的摆臂调节装置的立体图。

图2为左摆臂和水平螺杆调节装置的立体放大示意图。

图3为本发明的摆臂调节装置的主视图。

图4为本发明的摆臂调节装置的俯视图。

图5为摆动轴、摆动套、连接耳、圆锥滚子轴承、轴承端盖的组装示意图。

图6为定位板的结构示意图。

图7为本发明的摆臂调节装置的右视图。

图8为本发明的成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置的立体图。

图9为本发明的成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置的背面立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做详细说明。

如图1至图9所示，摆臂长度调节装置，包括机架1和工作台2，机架1 为四立柱框架式结构，工作台2设置在机架1内 ，左摆臂3和右摆臂4分别固定在工作台2的左端和右端且左摆臂3的水平中心线和右摆臂4的水平中心线均与工作台2的水平中心线对齐，所述的左摆臂3上装有垂直于左摆臂3的摆动轴5，所述的摆动轴5设置在所述的左摆臂3的水平中心线上，左摆臂3可绕摆动轴5摆动，所述的摆动轴5上装有水平调节摆动轴5位置的水平螺杆调节装置，所述的水平螺杆调节装置固定在机架1上，所述的水平螺杆调节装置可推动摆动轴5沿左摆臂3的水平中心线移动调节左摆臂3的摆动半径，所述的右摆臂4的自由端装有滚动装置，所述的滚动装置置于滚动座6中，所述的滚动座6固定在机架1的外侧，所述的滚动装置随右摆臂4的摆动在滚动座6中滚动。

所述的水平螺杆调节装置包括摆动套51、调节螺杆52和定位板53，所述的摆动套51套在摆动轴5的中间段，摆动套51的侧壁上设有平行于左摆臂3的连接耳511，所述的调节螺杆52与左摆臂3平行设置，调节螺杆51贯穿连接耳511且与连接耳511螺纹配合，转动所述的调节螺杆52推动所述的连接耳511在调节螺杆52上移动，所述的定位板53固定在机架1上且与左摆臂3平行，所述的定位板53装有安装块531，所述的调节螺杆52的端部从安装块531中穿出，调节螺杆52端部的横截面为方形，方便调节螺杆52的旋转。

所述的左摆臂3由两个左摆板31组成，两块所述的左摆块31分别固定在工作台2左端上边缘和左端的下边缘，所述的左摆板31上具有从左向右开设的腰形通孔一311，所述的摆动轴5的两端从腰形通孔一311中穿出并用螺母紧固将摆动轴5安装在两个左摆板31之间，所述的摆动套51置于两个左摆板31之间，所述的定位板53置于两个左摆板31之间且设置在摆动套51的下面，所述的定位板53上开有与腰形通孔一311对齐的腰形通孔二532，所述的摆动轴5穿过腰形通孔二532从腰形通孔一311中穿出。

所述的摆动轴5上装有两个圆锥滚子轴承54，两个所述的圆锥滚子轴承54均设置在所述的摆动套51与摆动轴5之间，在所述的摆动套51的上下两端均设有轴承端盖512。当在工作台2的底面和顶面分别施加垂直向载荷时，成对圆锥滚子轴承54使摆动套51可以承受由左摆板31施加较大垂向力，保证了摆臂长度调节装置整体结构的稳定性。

所述的调节螺杆52的数量为两个，所述的连接耳511的数量为两个且关于所述的摆动轴5中轴线对称设置在摆动套51的侧壁上，两个所述的调节螺杆52分别穿过一个所述的连接耳511，所述的安装块531的数量为四个且在所述的定位板53上呈矩形分布，所述的调节螺杆52的两端均穿过安装块531。

所述的调节螺杆52与连接耳511螺纹配合的两端设有拼帽522，所述的拼帽522套在所述的调节螺杆52上，旋紧所述的拼帽522将连接耳511固定在调节螺杆52上。当摆动轴5移动到所需位置时，旋紧连接耳两端的拼帽522，连接耳511被定位在调节螺杆52上，摆动轴5的位置被固定，在左摆臂3摆动时，摆动轴5不会移动，摆臂长度调节装置的整体稳定性更高，当需要调节摆动轴5的位置时，将拼帽522旋出即可。

所述的右摆臂4为梯形板状，所述的滚动轮装置包括四个滚动轮41，四个所述的滚动轮41关于右摆臂4的水平中心线空间对称分布，两个所述的滚动轮41安装在右摆臂4的上表面，另外两个所述的滚动轮41安装在右摆臂4的下表面且滚动轮41均与所述的滚动座6的内表面相接触，所述的滚动座6与滚动轮41相接触的内表面上均设有耐磨层。所述的滚动座6为框形结构，所述的滚动座6固定在右支撑座7上，所述的右支撑座7通过螺栓固定在机架1的右侧。左摆臂3摆动带动工作台2和右摆臂4摆动，滚动轮41随右摆臂4的摆动而在滚动座6中滚动，包括四个轮动滚41的轮动装置置于滚动座6中对摆动中的左摆臂3、工作台2和右摆臂4起到水平支撑的的作用，使左摆臂3、工作台2和右摆臂4连接成的整体在从左向右的水平方向保持平稳，滚动轮41与滚动座6内表面相接触，使滚动轮41在滚动过程中不会悬空滑动，滚动轮41始终保持滚动的状态，减小右摆臂4在摆动过程中的振动，进一步提高工作台2在摆动过程中的平稳性。在滚动座6内表面设置耐磨层，减小滚动座6内表面磨损率，延长滚动座6的使用寿命 。

以上所述的摆臂长度调节装置，转动调节螺杆52，连接耳511随着调节螺杆52的转动沿调节螺杆52水平移动，摆动轴5随连接耳511的移动而移动，当摆动轴5移动到所要求的位置时，旋紧连接耳511两端的拼帽522，用螺母将摆动轴5的左右两端紧固在左摆板31上，当左摆臂3摆动带动工作台2和右摆臂4摆动时，摆动轴5和圆锥子轴承54一起在摆轴套51中旋转。转动调节螺杆52对摆动轴5在左摆臂上的位置进行无级调节，实现摆臂长度的无级调节。

成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置，包括以上所述的摆臂长度调节装置、转动曲柄100、连杆200、垂向活动装置和连接套筒400，连杆200、转动曲柄100和摆臂长度调节装置呈水平设置，连接套筒400安装在工作台2的垂直中心位置，连杆200的两端分别连接转动曲柄100和连接套筒400，转动曲柄100的转动通过连杆200带动工作台1、左摆臂3和右摆臂4绕摆动轴5摆动，所述的垂向活动装置安装在机架1上且与工作台2间隔，被检测空气弹簧安装在工作台2与垂向活动装置之间，通过垂向活动装置保证被检测空气弹簧标准工作高度，并提供被检测空气弹簧在试验中所需的垂向载荷。所述的垂向活动装置为包括上活动架301和下活动架302，所述的上活动架301设置在工作台2的上方，下活动架302安装在工作台2的下方，所述的机架1上装有垂向调节上活动架301位置的上垂向螺杆调节装置303，所述的机架1上装有垂向调节下活动架302位置的下垂向螺杆调节装置304，两个被检测空气弹簧分别安装在工作台2的顶面和底面。

成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置的工作原理是：连接套筒400到摆动轴5的水平距离即为摆臂长度，水平螺杆调节装置调节摆动轴5到连接套筒400的水平距离，即调节摆臂长度，当摆臂长度调节到被检测空气弹簧所需的摆臂长度时，将摆动轴5定位在左摆臂3上。将两个被检测的空气弹簧分别安装在工作台2的顶面和底面，通过垂向活动装置对被检测的空气弹簧施加垂向载荷，转动曲柄100的转动通过连杆200带动左摆臂3、工作台2和右摆臂4摆动，被检测的空气弹簧在垂向受压的情况下随工作台2的摆动而摆动。摆臂长度可无级调节能满足不同类型空气弹簧的试验需求。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.摆臂长度调节装置，包括机架（1）和工作台（2），机架（1） 为四立柱框架式结构，工作台（2）设置在机架（1）内 ，左摆臂（3）和右摆臂（4）分别固定在工作台（2）的左端和右端且左摆臂（3）的水平中心线和右摆臂（4）的水平中心线均与工作台（2）的水平中心线对齐，其特征在于所述的左摆臂（3）上装有垂直于左摆臂（3）的摆动轴（5），所述的摆动轴（5）设置在所述的左摆臂（3）的水平中心线上，左摆臂（3）可绕摆动轴（5）摆动，所述的摆动轴（5）上装有水平调节摆动轴（5）位置的水平螺杆调节装置，所述的水平螺杆调节装置固定在机架（1）上，所述的水平螺杆调节装置可推动摆动轴（5）沿左摆臂（3）的水平中心线移动调节左摆臂（3）的摆动半径，所述的右摆臂（4）的自由端装有滚动装置，所述的滚动装置置于滚动座（6）中，所述的滚动座（6）固定在机架（1）的外侧，所述的滚动装置随右摆臂（4）的摆动在滚动座（6）中滚动。

2.根据权利要求1所述的摆臂长度调节装置，其特征在于所述的水平螺杆调节装置包括摆动套（51）、调节螺杆（52）和定位板（53），所述的摆动套（51）套在摆动轴（5）的中间段，摆动套（51）的侧壁上设有平行于左摆臂（3）的连接耳（511），所述的调节螺杆（52）与左摆臂（3）平行设置，调节螺杆（51）贯穿连接耳（511）且与连接耳（511）螺纹配合，转动所述的调节螺杆（52）推动所述的连接耳（511）在调节螺杆（52）上移动，所述的定位板（53）固定在机架（1）上且与左摆臂（3）平行，所述的定位板（53）装有安装块（531），所述的调节螺杆（52）的端部从安装块（531）中穿出，调节螺杆（52）端部的横截面为方形。

3.根据权利要求2所述的摆臂长度调节装置，其特征在于所述的左摆臂（3）由两个左摆板（31）组成，两块所述的左摆块（31）分别固定在工作台（2）左端上边缘和左端的下边缘，所述的左摆板（31）上具有从左向右开设的腰形通孔一（311），所述的摆动轴（5）的两端从腰形通孔一（311）中穿出并用螺母紧固将摆动轴（5）安装在两个左摆板（31）之间，所述的摆动套（51）置于两个左摆板（31）之间，所述的定位板（53）置于两个左摆板（31）之间且设置在摆动套（51）的下面，所述的定位板（53）上开有与腰形通孔一（311）对齐的腰形通孔二（532），所述的摆动轴（5）穿过腰形通孔二（532）从腰形通孔一（311）中穿出。

4.根据权利要求3所述的摆臂长度调节装置，其特征在于所述的摆动轴（5）上装有两个圆锥滚子轴承（54），两个所述的圆锥滚子轴承（54）均设置在所述的摆动套（51）与摆动轴（5）之间，在所述的摆动套（51）的上下两端均设有轴承端盖（512）。

5.根据权利要求4所述的摆臂长度调节装置装置，其特征在于所述的调节螺杆（52）的数量为两个，所述的连接耳（511）的数量为两个且关于所述的摆动轴（5）中轴线对称设置在摆动套（51）的侧壁上，两个所述的调节螺杆（52）分别穿过一个所述的连接耳（511），所述的安装块（531）的数量为四个且在所述的定位板（53）上呈矩形分布，所述的调节螺杆（52）的两端均穿过安装块（531）。

6.根据权利要求5所述的摆臂长度调节装置，其特征在于所述的调节螺杆（52）与连接耳（511）螺纹配合的两端设有拼帽（522），所述的拼帽（522）套在所述的调节螺杆（52）上，旋紧所述的拼帽（522）将连接耳（511）固定在调节螺杆（52）上。

7.根据权利要求6所述的摆臂长度调节装置，其特征在于所述的右摆臂（4）为梯形板状，所述的滚动轮装置包括四个滚动轮（41），四个所述的滚动轮（41）关于右摆臂（4）的水平中心线空间对称分布，两个所述的滚动轮（41）安装在右摆臂（4）的上表面，另外两个所述的滚动轮（41）安装在右摆臂（4）的下表面且滚动轮（41）均与所述的滚动座（6）的内表面相接触，所述的滚动座（6）与滚动轮（41）相接触的内表面上均设有耐磨层。

8.根据权利要求7所述的摆臂长度调节装置，其特征在于所述的滚动座（6）为框形结构，所述的滚动座（6）固定在右支撑座（7）上，所述的右支撑座（7）通过螺栓固定在机架（1）的右侧。

9.成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置，其特征在于包括权利要求1至权利要求8任一项所述的摆臂长度调节装置、转动曲柄（100）、连杆（200）、垂向活动装置和连接套筒（400），连杆（200）、转动曲柄（100）和摆臂长度调节装置呈水平设置，连接套筒（400）安装在工作台（2）的垂直中心位置，连杆（200）的两端分别连接转动曲柄（100）和连接套筒（400），转动曲柄（100）的转动通过连杆（200）带动工作台（2）、左摆臂（3）和右摆臂（4）绕摆动轴（5）摆动，所述的垂向活动装置安装在机架（1）上且与工作台（2）间隔，被检测空气弹簧安装在工作台（2）与垂直活动装置之间，通过垂直活动装置保证被检测空气弹簧标准工作高度，并提供被检测空气弹簧在试验中所需的垂向载荷。

10.根据权利要求9所述的成对空气弹簧扭摆疲劳试验装置，其特征在于所述的垂直活动装置为包括上活动架（301）和下活动架（302），所述的上活动架（301）设置在工作台（2）的上方，下活动架（302）安装在工作台（2）的下方，所述的机架（1）上装有垂向调节上活动架（301）位置的上垂向螺杆调节装置（303），所述的机架（1）上装有垂向调节下活动架（302）位置的下垂向螺杆调节装置（304），两个被检测空气弹簧分别安装在工作台（2）的顶面和底面。