CN109932156A - 一种电锤工况测试机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电锤工况测试机，便于模拟石材软硬，它包括工作台面的测试装置和后支架，设有滑动杆位于测试装置和后支架之间，设有前夹板和后夹板，测试装置包括后气缸、扭力传感结构、转速传感器、制动器、限制轴、限制轴轴向运动与旋转分离结构、前气缸，后气缸设于后夹板的背部，后气缸固定在后支架上，后气缸与后支架之间设有推拉传感器，限制轴后端为连接法兰，连接法兰夹持电锤的钻头，限制轴前端连接前气缸，前气缸固定在工作台的前方，限制轴穿过限制轴轴向运动与旋转分离结构，扭力传感结构、转速传感器和制动器连接在限制轴轴向运动与旋转分离结构上；后气缸、前气缸的推动方向与电锤冲击方向平行，前气缸在电锤向前冲击时回缩。

Description

一种电锤工况测试机

技术领域

本发明涉及电动工具测试领域，特别是一种电锤工况测试机。

背景技术

专利号CN201510931448.X中公开了一种电动工具工况测试机和控制系统，主要模拟测试电锤的耐久性，包括堵转强度、冲击和使用的时间。

它解决问题的关键是采用了比例阀气缸模拟负载，传统电锤冲击球测试只是夹紧电锤，电锤没有向下打入的效果，因此震动很大。模拟负载时具有缓冲力效果(又有如同打进洞里的效果)，减少电锤冲击时的跳动，防止过冲现象。通过调整气缸内的压力来模拟石材软硬。

但是上述公开结构把模拟压力负载装置设在了电锤的底部，我们实际使用后发现计算模拟恒压力时需要找电锤的冲击中心以保证精度，如托架的底部到电锤冲击轴线之间具有半径力臂，电锤模拟工作时甩动起来需要计算这部分作用力，测试较为麻烦。

其次，现有的扭力传感器精密度高，应用在高震动的电锤测试中损坏率很高，更换成本很高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的上述问题，提供一种电锤工况测试机。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种电锤工况测试机，它包括机架，机架上设有工作台，工作台的台面设有测试装置和后支架，测试装置由控制模块控制，其特征在于，

设有滑动杆位于测试装置和后支架之间；

设有夹具套在滑动杆上滑动，夹具包括前夹板和后夹板，电锤夹在前夹板和后夹板中间；

测试装置包括后气缸、扭力传感结构、转速传感器、制动器、限制轴、限制轴轴向运动与旋转分离结构、前气缸，后气缸设于后夹板的背部，后气缸固定在后支架上，后气缸与后支架之间设有推拉传感器，限制轴后端为连接法兰，连接法兰夹持电锤的钻头，限制轴前端连接前气缸，前气缸固定在工作台的前方，限制轴穿过限制轴轴向运动与旋转分离结构，所述扭力传感结构、转速传感器和制动器连接在限制轴轴向运动与旋转分离结构上；

所述后气缸、前气缸的推动方向与电锤冲击方向平行，前气缸在电锤向前冲击时回缩。

所述前气缸的伸缩频率和压力由电磁阀控制，电子阀与控制模块反馈控制，所述气缸的伸缩频率和压力根据电锤的实际参数设定。可以在冲击的轴向方向调节前后的减震力。

所述的限制轴和前气缸之间设有联轴器结构。

保证了前气缸受力不会偏心，计算时可以忽略微小的偏心情况，这样方便直接编程控制模块中的模拟冲击回退气压量，不用再增加力臂的计算。

所述的联轴器结构包括轴套和钢球，所述限制轴的前端部设有凹槽，所述前气缸的活塞轴端部设有凹槽，限制轴和活塞轴套在轴套内，钢球处于两凹槽中间，轴套内径不小于限制轴和活塞轴直径。

采用钢球作为联轴器增大了抗冲击性，传统的联轴器受不了高频率的冲击试验。

限制轴轴向运动与旋转分离结构包括轴承、第一链轮、第二链轮和链带，所述的限制轴穿过轴承和第一链轮的轴心，限制轴分别与轴承和第一链轮旋转限位，第一链轮和第二链轮由链带张紧连接，第二链轮的中心轴连接制动器和转速传感器，制动器的前方设有扭力传感结构。

所述的限制轴为花键轴，轴承和第一链轮的轴心处设有花键槽，花键轴与花键槽配合连接，所述的轴套内径不小于花键轴外径。

所述制动器为电机或电磁刹车器。

所述制动器为电机和电磁刹车器，电机连接电磁刹车器，电磁刹车器的外壳设有力臂，电机的外壳上设有延伸的拉压力传感器，电磁刹车器整体旋转时，力臂碰触在拉压力传感器上，拉压力传感器得到数值再转化为扭力。

所述后支架前方设有调节支架，调节支架位于后气缸和后夹板之间，调节支架与后夹板之间设有上述推拉传感器。

所述调节支架与工作台的台面通过螺丝固定，调节支架或工作台上设有长槽，调节支架能前后移动调节，并通过螺栓限位在长槽上。

所述机架上设有旋转主轴，工作台固定在旋转主轴上，旋转主轴连接侧翻电机，侧翻电机由控制模块控制。

与现有技术相比，本发明测定电锤用以模拟电锤工况实验，模拟冲击时调整气缸内的压力来模拟石材软硬，消除了背景技术中所增加的额外力臂换算，更加的简洁有效。将扭力、测速、冲击耐久都集合的更为紧密，减小了整体测试装置的体积。尤其是冲击耐久部分采用钢球联轴，所受冲击影响较小，增加了机器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的总装示意图。

图2为本发明的工作台上方结构示意图。

图3为测试装置示意图。

图4为制动和测扭矩结构。

图中1前机箱；2轴承；3花键轴；4连接法兰；5前夹板；6电锤；7滑动杆；8后夹板；9推拉传感器；10调节支架；10-1底板；11后支架；11-1后气缸，12工作台；13旋转主轴；14机架；15螺丝孔；16长槽；17第一链轮；18链带；19轴套；20前气缸；21前支架；22转速传感器；23中心轴；24制动电机；24-1电磁刹车器；25钢球；26凹槽；27活塞杆；28第二链轮；29力臂；30拉压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1所示，本发明包括机架14，机架14上设有工作台12，机架14上设有旋转主轴13，工作台12固定在旋转主轴13上，旋转主轴13连接侧翻电机，侧翻电机由控制模块控制。工作台12可以多角度旋转，模拟现实中不同的冲击方向。

工作台12的台面设有测试装置和后支架11，滑动杆7位于测试装置和后支架11之间，夹具套在滑动杆7上滑动，夹具包括前夹板5和后夹板8，电锤6夹在前夹板5和后夹板8中间。设有拨杆压住电锤6的启动开关，电锤6的插头连接电网通电。

后支架11连接后气缸11-1，后支架11前方设有调节支架10，后气缸11-1活塞杆推拉调节支架10，调节支架10上设有推拉传感器9，推拉传感器9与后夹板8连接。调节支架10为L形，底部是底板10-1，底板10-1上设有螺丝孔15，工作台12台面上设有长槽16，螺丝孔15对着长槽16可由螺栓固定。因此调节支架10可以前后滑动调节。后气缸11-1用于推拉电锤6，推拉传感器9得到压力数值或是拉力数值，模拟人手推拉力的大小，其中推拉传感器检测反馈作用。

图2-图3所示，工作台12前方设有两块前支架21，前支架21外面罩着前机箱1，两前支架21之间设有花键轴3、转速传感器22、制动器、限制轴和前气缸20，前机箱1外设连接法兰4，电锤6的冲头夹在连接法兰4中，与连接法兰4同时转动。

花键轴3与连接法兰4连接，花键轴3穿过限制轴轴向运动与旋转分离结构，花键轴3的前端部设有凹槽26。前气缸20固定在前支架21上，前气缸20的活塞杆27端部同样设有凹槽26。花键轴3的凹槽26和前气缸20活塞杆27端部的凹槽26中间设有钢球25。所述的花键轴3和活塞杆27都套在一个轴套19内，钢球25也在该轴套19内。

后气缸11-1、前气缸20的推动方向与滑动杆轴线平行，同时与电锤6的冲击方向平行，所述后气缸11-1提供推压力于电锤6上，所述前气缸20在电锤6向前冲击时回缩。钢球25相对于轴联器，保证了前气缸20受力不会偏心，计算时可以忽略微小的偏心情况，这样方便直接编程控制模块中的模拟冲击回退气压量，不用再增加力臂的计算。前气缸20的伸缩频率和压力由电磁阀控制，电子阀与控制模块反馈控制，所述气缸的伸缩频率和压力根据电锤6的实际参数设定。

控制方法是：后气缸11-1施压力，电锤6冲击时前气缸20模拟打孔时土层或岩层的向内凹陷，在单位冲击时间t内逐渐减小气压至最低设定气量，然后回推电锤6的冲头。这样既模拟了施工体又减小了工作台12的震动。冲击轴心和前气缸20的轴心基本处于同轴，容易根据电锤6参数设计压缩气量和实际冲击时间。

所述的限制轴轴向运动与旋转分离结构包括轴承2、第一链轮17、第二链轮28、链带18，花键轴3穿过轴承2和第一链轮17的轴心，花键轴3分别与轴承2和第一链轮17旋转限位，其实现方式是将第一链轮17和轴承2轴心开设花键槽。第一链轮17和第二链轮28由链带18张紧连接，第二链轮28的中心轴23连接制动器和转速传感器22。

所述制动器包括制动电机24、电磁刹车器24-1，制动电机24同步第二链轮28转动，当需要限制转动时，电磁刹车器24-1抱死，制动电机24通过控制器停止转动且锁死。如制动电机24采用伺服电机。第二链轮28停止转动且连带第一链轮17和花键轴3停止转动。花键轴3又能相对轴承2和第一链轮17前后滑动，实现冲击测试的作用。

图4所示，电磁刹车器24-1的外壳设有力臂29，制动电机24的外壳上设有延伸的拉压力传感器30，电磁刹车器24-1整体旋转时，力臂29碰触在拉压力传感器30上，拉压力传感器30得到数值再转化为扭力。这种结构抗震性强，成本低。具体的：制动电机24连接电磁刹车器24-1定子，转动时制动电机24电锁死，电磁刹车器24-1的转子跟随中心轴23转动，制动时电磁刹车器24-1抱死，锁止中心轴23；测扭力时，制动电机24失电，电磁刹车器24-1抱死，电磁刹车器24-1上力臂29压到拉压力传感器30上产生数据。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种电锤工况测试机，它包括机架，机架上设有工作台，工作台的台面设有测试装置和后支架，测试装置由控制模块控制，其特征在于，

设有滑动杆位于测试装置和后支架之间；

设有夹具套在滑动杆上滑动，夹具包括前夹板和后夹板，电锤夹在前夹板和后夹板中间；

测试装置包括后气缸、扭力传感结构、转速传感器、制动器、限制轴、限制轴轴向运动与旋转分离结构、前气缸，后气缸设于后夹板的背部，后气缸固定在后支架上，后气缸与后支架之间设有推拉传感器，限制轴后端为连接法兰，连接法兰夹持电锤的钻头，限制轴前端连接前气缸，前气缸固定在工作台的前方，限制轴穿过限制轴轴向运动与旋转分离结构，所述扭力传感结构、转速传感器和制动器连接在限制轴轴向运动与旋转分离结构上；

所述后气缸、前气缸的推动方向与电锤冲击方向平行，前气缸在电锤向前冲击时回缩。

2.根据权利要求1所述的一种电锤工况测试机，其特征在于，所述前气缸的伸缩频率和压力由电磁阀控制，电子阀与控制模块反馈控制，所述气缸的伸缩频率和压力根据电锤的实际参数设定。

3.根据权利要求1或2所述的一种电锤工况测试机，其特征在于，所述的限制轴和前气缸之间设有联轴器结构。

4.根据权利要求3所述的一种电锤工况测试机，其特征在于，所述的联轴器结构包括轴套和钢球，所述限制轴的前端部设有凹槽，所述前气缸的活塞轴端部设有凹槽，限制轴和活塞轴套在轴套内，钢球处于两凹槽中间，轴套内径不小于限制轴和活塞轴直径。

5.根据权利要求3所述的一种电锤工况测试机，其特征在于，限制轴轴向运动与旋转分离结构包括轴承、第一链轮、第二链轮和链带，所述的限制轴穿过轴承和第一链轮的轴心，限制轴分别与轴承和第一链轮旋转限位，第一链轮和第二链轮由链带张紧连接，第二链轮的中心轴连接制动器和转速传感器，制动器的前方设有扭力传感结构。

6.根据权利要求5所述的一种电锤工况测试机，其特征在于，所述的限制轴为花键轴，轴承和第一链轮的轴心处设有花键槽，花键轴与花键槽配合连接，所述的轴套内径不小于花键轴外径。

7.根据权利要求3所述的一种电锤工况测试机，其特征在于，所述制动器为电机或电磁刹车器。

8.根据权利要求3所述的一种电锤工况测试机，其特征在于，所述制动器为电机和电磁刹车器，电机连接电磁刹车器，电磁刹车器的外壳设有力臂，电机的外壳上设有延伸的拉压力传感器，电磁刹车器整体旋转时，力臂碰触在拉压力传感器上，拉压力传感器得到数值再转化为扭力。

9.根据权利要求1或2所述的一种电锤工况测试机，其特征在于，所述后支架前方设有调节支架，调节支架位于后气缸和后夹板之间，调节支架与后夹板之间设有上述推拉传感器。

10.根据权利要求9所述的一种电锤工况测试机，其特征在于，所述调节支架与工作台的台面通过螺丝固定，调节支架或工作台上设有长槽，调节支架能前后移动调节，并通过螺栓限位在长槽上。