CN109060336A - 一种z型多楔带自动张紧器测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Z型多楔带自动张紧器测试装置,包括基座、测试工装、固定设置在所述基座上的动态扭矩测试设备,所述动态扭矩测试设备的主液压缸末端设置有动作端,所述动作端上内置有力和位移传感器,所述测试工装包括与一端与动作端连接的挂钩、固定在所述基座上的支撑座,所述挂钩的另一端与Z型自动张紧器的带轮相连,所述力和位移传感器在动作端的往复作用下通过信号输出端将所测数据输至安装有动态扭矩测试数据处理系统的计算机得到自动张紧器的力迟滞曲线,本发明结构简单、操作方便、能准确测试出Z型自动张紧器的动态扭矩和阻尼,能对张紧器进行性能验证。同时改动空间大,可用于不同型号和尺寸的自动张紧器的测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测试自动张紧器动态扭矩和阻尼的装置,特别是适用于Z型自动张紧器。
背景技术
自动张紧器作为发动机前端附件驱动系统中重要组成部分,其主要作用是维持自动张紧器两端带段张力的稳定,增加附件轮的包角,补偿皮带由于张力或磨损引起的变化和衰减由于发动机转速波动导致的张紧臂的摆动,从而避免皮带产生打滑、噪声和振动,提高系统的传动水平,保证系统的正常工作。
而自动张紧器能否正常的工作和保证能够提供足够的皮带张力,取决于自动张紧器的扭矩和阻尼,扭矩和阻尼是自动张紧器的重要性能指标,自动张紧器的扭矩和阻尼在设计初期就确定了,但是实际生产出来的自动张紧器的扭矩是否和设计初期一致,那么就需要在实验设备上进行做测试验证,如何将自动张紧器与测试设备连接起来,而且还能够真实的测出有效和准确的数据,因此有必要设计一种测试装置,用于自动张紧器的动态扭矩测试。
发明内容
本发明的目的提供一种结构简单,操作方便,能够准确测试出Z型自动张紧器动态扭矩和阻尼的测试装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种Z型多楔带自动张紧器测试装置,包括基座、测试工装、固定设置在在所述基座上的动态扭矩测试设备,所述动态扭矩测试设备的主液压缸末端设置有频率和频幅可调的动作端,所述动作端上内置有力和位移传感器,所述测试工装包括一端与动作端连接的挂钩、固定在所述基座上用于安装Z型自动张紧器的支撑座,所述挂钩的另一端与安装在所述支撑座上的Z型自动张紧器的带轮相连,所述力和位移传感器在所述动作端的往复作用下通过信号输出端将所测数据输至安装有动态扭矩测试数据处理系统的计算机得到自动张紧器的力迟滞曲线。
作为优选,所述基座上均布有若干用于安装支撑座的T型槽。用于安装支撑座,支撑座的安装螺栓可在基座T型槽内滑动,当支撑座调整到合适位置时,通过螺栓将支撑座固定在基座上。
作为优选,所述的支撑座的底部设置有底部螺栓孔,正面设置有用于安装Z型自动张紧器的螺栓孔和用于放置张紧器壳体的通孔,背面设置有加强筋。
作为优选,所述挂钩为J型,所述挂钩的一端与动态扭矩测试设备的动作端相连接,一端与Z型自动张紧器的带轮相连,所述动作端的往复运动通过挂钩转换为Z型自动张紧器绕壳体中心的旋转运动。
作为优选,所述的挂钩与动作端连接的部分设有凹槽及挂钩顶部螺栓孔,所述凹槽与动作端的凸起相配合,并通过挂钩顶部螺栓相铰接。
作为优选,所述挂钩与带轮相连接的钩头内弧面呈阶梯状,其凸起部分形成用于固定带轮的挂钩钩头凸起。所述阶梯状钩头即限制带轮的轴向位移,防止带轮偏斜,且非凸起的部分方便安装带轮。
作为优选,所述挂钩的勾头部分是由多段圆弧组合而成,其中一段圆弧与带轮的圆弧形状相一致,用于与带轮接触,所述挂钩与带轮的接触弧长与在发动机前端实际工作时的弧长相一致。
作为优选,所述挂钩的钩头处有挂钩钩头螺栓孔,所述挂钩钩头螺栓孔在安装完带轮后,用于安装垫片,与钩头上的挂钩钩头凸起一起固定带轮的轴向位移。
作为优选,所述的动态扭矩测试设备的两侧对称设置有液压缸,所述液压缸的缸体固定在所述的动态扭矩测试设备上,活塞杆末端固定在基座上。
作为优选,所述的动态扭矩测试设备1包括竖直固定在基座上的导向柱,设置在所述导向柱上的升降台,所述的升降台顶端固定有储液罐,所述主液压缸竖直设置在所述升降台中部。
相比现有技术,本发明的有益效果是:
结构简单,操作方便,能够准确测试出Z型自动张紧器的动态扭矩和阻尼,能够对设计的张紧器进行性能验证。同时改动空间大,可用于不同型号和尺寸的自动张紧器的测试。
附图说明
图1是本发明实施例的测试装置的整体结构示意图;
图2是本发明实施例的测试装置的局部图;
图3是本发明实施例的Z型自动张紧器结构示意图;
图4是本发明实施例的挂钩的结构示意图;
图5是本发明实施例的支撑座的结构示意图;
图6是本发明实施例的1Hz低频动态测试结果图;
图7是本发明实施例的30Hz高频动态测试结果图。
附图标注说明:1-动态扭矩测试设备,2-测试工装,3-挂钩,4-支撑座,5-基座,6-T型槽,7-垫片,8-带轮,9-信号输出端,10-Z型自动张紧器,11-挂钩顶部螺栓,12-动作端,13-液压缸,14-储液罐,15-底部螺栓孔,16a、16b-张紧器壳体螺栓孔,17-张紧器壳体,18-凹槽,19-挂钩顶部螺栓孔,20-挂钩钩头凸起,21-挂钩钩头螺栓孔,22-加强筋,23a、23b-支撑座螺栓孔,24-通孔,25-张紧臂。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合附图对本发明的实施例做进一步详细说明。
如图1所示,一种Z型多楔带自动张紧器测试装置,包括基座5、测试工装2、固定设置在在所述基座5上的动态扭矩测试设备1,所述的动态扭矩测试设备1包括竖直固定在基座5上的导向柱,设置在所述导向柱上的升降台,所述的升降台顶端固定有储液罐14,所述主液压缸竖直设置在所述升降台中部。所述的动态扭矩测试设备1的两侧对称设置有液压缸13,所述液压缸13的缸体固定在所述的动态扭矩测试设备1上,活塞杆末端固定在基座5上。所述动态扭矩测试设备1的主液压缸末端设置有频率和频幅可调的动作端12,所述动作端上内置有力和位移传感器,所述测试工装2包括一端与动作端12连接的挂钩、固定在所述基座5上用于安装某款Z型自动张紧器10的支撑座4,所述挂钩的另一端与安装在所述支撑座4上的Z型自动张紧器10的带轮8相连,所述力和位移传感器在所述动作端的往复作用下通过信号输出端9将所测数据输至安装有动态扭矩测试数据处理系统的计算机得到自动张紧器的力迟滞曲线。
所述基座5上均布有若干用于安装支撑座4的T型槽6。用于安装支撑座,支撑座的安装螺栓可在基座T型槽6内滑动,当支撑座调整到合适位置时,通过螺栓将支撑座固定在基座上。必须要保证的一点是,所述动态扭矩测试设备1的动作端12必须与Z型自动张紧器10的带轮8的中心在同一平面内,前后方向上则可通过支撑座4在基座5上的T型槽6内滑动来保证。
如图3所示为Z型自动张紧器10,所述Z型自动张紧器10的结构特征在于其带轮8和张紧器壳体17位于张紧臂25的两侧,形成一个Z字型。
如图2所示是Z型多楔带自动张紧器测试装置的局部图,即支撑座4、Z型自动张紧器10、挂钩3三者测试时的装配图,安装的时候先把张紧器壳体17安装至通孔24内,再旋转自动张紧器10,使壳体上的张紧器壳体螺栓孔16a、16b与支撑座4上的支撑座螺栓孔23a、23b对齐,拧上M10的固定螺栓,将固定好型自动张紧器10的支撑座4安装到基座5上,支撑座4通过基座5上的T型槽6前后微调,保证带轮8与动作端12在同一垂直面内。而挂钩3的一端先固定在动态扭矩测试设备1的动作端12,但是挂钩3可以绕动作端12固定点旋转,通过动态扭矩测试系统控制液压缸13,整个动作端12上下移动至合适的位置,刚好可以与带轮8配合,再慢慢的控制液压缸13上移,使动作端12带动挂钩3,挂钩3带动带轮8旋转至Z型自动张紧器10的名义位置,此时再把垫片7通过M8的螺栓固定在挂钩钩头处的挂钩钩头螺栓孔21处,以此限制带轮8的轴向位移,此时便是Z型自动张紧器10测试时的状态,为了保证测试的准确性,在测试前需要对动态扭矩测试系统进行清零处理,清零之后即可通过动态扭矩测试系统设置动作端12的激振频率和激振振幅,获取Z型自动张紧器10力加载和卸载的迟滞回线。
如图4所示是挂钩3的结构示意图,挂钩3整体上呈J型,挂钩与动作端12相连的部分设置有凹槽18及挂钩顶部螺栓孔19,用于与动作端12凸起的块相配合,两者再通过M12的挂钩顶部螺栓11连接,所述挂钩3会随着动作端12的上下运动而运动,所述挂钩3的勾头部分是由多段圆弧组合而成,其中一段圆弧与带轮8的圆弧形状相一致,用于与带轮8接触,所述挂钩3与带轮8的接触弧长与在发动机前端实际工作时的弧长相一致。
所述挂钩3带动带轮8绕着壳体17中心做旋转运动,所述挂钩3与带轮相连接的钩头内弧面呈阶梯状,其凸起部分形成用于固定带轮8的挂钩钩头凸起20,所述挂钩钩头凸起20的部分用于固定带轮8的轴向位移,同时起到安装定位的作用,安装的时候带轮8紧靠在挂钩钩头凸起20上,当带轮紧靠在挂钩钩头凸起20上时,在钩头的非凸起侧,有M8的挂钩钩头螺栓孔21,用M8的螺栓拧紧螺纹孔,彻底固定带轮8的轴向位移,为了防止螺栓对带轮8的损伤,在螺栓和挂钩钩头螺栓孔21之间加一个直径为16mm的垫片7,增大与带轮8的接触面积,有利于保护带轮8的表面,同时更加紧固。
如图5所示,所述支撑座4呈直角型,所述的支撑座4的底部设置有若干底部螺栓孔15,正面设置有两个用于安装Z型自动张紧器10的螺栓孔16a、16b和用于放置张紧器壳体17的通孔24,背面设置有3mm加强筋22,用于保证支撑架的强度。Z型自动张紧器10的张紧器壳体17安装至支撑座4的通孔24内,并旋转至张紧器壳体螺栓孔16a、16b与支撑座4上的支撑座螺栓孔23a、23b一致时,用螺栓固定Z型自动张紧器10。所述Z型自动张紧器10固定在支撑座4时与其安装在发动机基座时方向和安装方式都是一致的,这样才能更好的模拟自动张紧器实际工作时的扭矩和阻尼。
测试的过程中,通过动态扭矩测试设备1在控制系统中设置动作端12的激振频率和激振振幅,工程上把激振频率为1Hz的测试工况称为低频测试工况,模拟自动张紧器在发动机前端工作比较平稳时的工况,把激振频率为30Hz的测试工况称为高频测试工况,模拟自动张紧器在发动机前端工作比较恶劣时的工况。在克服自动张紧器弹簧扭矩和摩擦力的作用下,所述动作端12向上运动时,通过挂钩3带动带轮8向上运动,即动作端12向加载方向运动,Z型自动张紧器10扭矩增大,相反,所述动作端12向下运动的时候,所述动作端12只需要克服张紧器摩擦力作用,此时张紧器弹簧扭矩则提供恢复力,在所述Z型自动张紧器10加载和卸载过程中,动态扭矩测试数据处理系统通过传感器采集动作端的位移信号和力信号,在安有动态扭矩测试数据处理系统的计算机上显示力加载和卸载的迟滞回线。
如图6和图7分别所示的是自动张紧器在该测试装置下得到的1Hz和30Hz动态时的力位移曲线,横坐标为激振的振幅,即也是自动张紧器臂的摆动幅度,纵坐标为力。通过公式转换即可把力位移曲线转换为自动张紧器的扭矩和阻尼,具体为:
读取迟滞曲线中横坐标为0时对应的加载和卸载的力,即为自动张紧器的名义位置,加载力记为F1,卸载力记为F2,那么平均力F为:
F=(F1+F2)/2
自动张紧器的扭矩T等于力F乘以自动张紧器的臂长L(带轮中心与壳体中心的距离),即可得到自动张紧器的扭矩:
T=F*L
工程上对阻尼的计算公式定义为:
η=(F1-F2)/(F1+F2)
通过以上公式即可得到自动张紧器的扭矩和阻尼,1Hz是模拟低频时的动态工况,30Hz是模拟高频的动态工况。通过低频和高频两个工况模拟发动机前端附件系统各个部件正常工作时自动张紧器的扭矩和阻尼,对自动张紧器的性能进行检验。
本发明上述实施例仅为说明本发明技术方案之用,仅为本发明技术方案的列举,并不用于限制本发明的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、等同设备等对本发明权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有超出本发明权利要求书及说明书所公开的范围。
Claims (10)
1.一种Z型多楔带自动张紧器测试装置,其特征在于,包括基座(5)、测试工装(2)、固定设置在在所述基座(5)上的动态扭矩测试设备(1),所述动态扭矩测试设备(1)的主液压缸末端设置有频率和频幅可调的动作端(12),所述动作端上内置有力和位移传感器,所述测试工装(2)包括一端与动作端(12)连接的挂钩、固定在所述基座(5)上用于安装Z型自动张紧器的支撑座(4),所述挂钩的另一端与安装在所述支撑座(4)上的Z型自动张紧器(10)的带轮(8)相连,所述力和位移传感器在所述动作端的往复作用下通过信号输出端(9)将所测数据输至安装有动态扭矩测试数据处理系统的计算机得到自动张紧器的力迟滞曲线。
2.根据权利要求1所述的Z型多楔带自动张紧器测试装置,其特征在于,所述基座(5)上均布有若干用于安装支撑座(4)的T型槽(6)。
3.根据权利要求1所述的Z型多楔带自动张紧器测试装置,其特征在于,所述的支撑座(4)的底部设置有底部螺栓孔(15),正面设置有用于安装Z型自动张紧器(10)的螺栓孔和用于放置张紧器壳体的通孔(24),背面设置有加强筋(22)。
4.根据权利要求1所述的Z型多楔带自动张紧器测试装置,其特征在于:所述挂钩(3)为J型,所述挂钩(3)的一端与动态扭矩测试设备的动作端相连接,一端与Z型自动张紧器(10)的带轮(8)相连,所述动作端(12)的往复运动通过挂钩(3)转换为Z型自动张紧器(10)绕壳体中心的旋转运动。
5.根据权利要求4所述的Z型多楔带自动张紧器测试装置,其特征在于:所述的挂钩(3)与动作端连接的部分设有凹槽(18)及挂钩顶部螺栓孔(19),所述凹槽(18)与动作端(12)的凸起相配合,并通过挂钩顶部螺栓(11)相铰接。
6.根据权利要求4所述的Z型多楔带自动张紧器测试装置,其特征在于:所述挂钩(3)的勾头部分是由多段圆弧组合而成,其中一段圆弧与带轮(8)的圆弧形状相一致,用于与带轮(8)接触,所述挂钩(3)与带轮(8)的接触弧长与在发动机前端实际工作时的弧长相一致。
7.根据权利要求4所述的Z型多楔带自动张紧器测试装置,其特征在于:所述挂钩(3)与带轮相连接的钩头内弧面呈阶梯状,其凸起部分形成用于固定带轮(8)的挂钩钩头凸起(20)。
8.根据权利要求4所述的Z型多楔带自动张紧器测试装置,其特征在于:所述挂钩(3)的钩头处有挂钩钩头螺栓孔(21),所述挂钩钩头螺栓孔(21)在安装完带轮(8)后,用于安装垫片(7),与钩头上的挂钩钩头凸起(20)一起固定带轮(8)的轴向位移。
9.根据权利要求1所述的Z型多楔带自动张紧器测试装置,其特征在于:所述的动态扭矩测试设备(1)的两侧对称设置有液压缸(13),所述液压缸(13)的缸体固定在所述的动态扭矩测试设备(1)上,活塞杆末端固定在基座(5)上。
10.根据权利要求1或9所述的Z型多楔带自动张紧器测试装置,其特征在于:所述的动态扭矩测试设备(1)包括竖直固定在所述基座(5)上的导向柱、设置在所述导向柱上的升降台,所述升降台顶端固定有储液罐(14),所述主液压缸竖直设置在所述升降台中部。
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