CN112577891A - 材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆 - Google Patents

Abstract

本发明属于摩擦异响实验设备技术领域，具体涉及一种材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，包括机架、丝杆、压柱、固定在机架上的固定块、驱动丝杆转动的动力部和限制压柱转动的限位件，丝杆的上部与固定块螺纹连接，丝杆的下部与压柱螺纹连接，固定块与压柱的螺纹旋向相反。在本方案中，丝杆转动时丝杆和压柱同时下行，丝杆的下行实际上加快了压柱的下行速度，使压柱能够更快的下行到合适的位置，提高了压柱下行的效率，有效缩短了调节时间。

Description

材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆

技术领域

本发明属于摩擦异响实验设备技术领域，具体涉及一种材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆。

背景技术

汽车异响是两种材料互相碰撞或者摩擦而产生的声音，这种声音几乎是所有消费者最闹心和不能忍受的问题。车辆发生异响几乎不能完全避免，其中摩擦异响是汽车常见且难以解决的异响问题，通过异响摩擦试验台可以测试样件之间的摩擦系数，从而对汽车异响产生位置进行前期预测，从根源上消除或者降低这种声音。测试时通过垂直施力机构在垂向对两种材料施加一定压力，在水平方向通过作动装置实现两种材料按设定规律进行往复摩擦运动，实现摩擦系数的测量。

现有的垂直施力机构包括电机、压杆、固定在压杆下端的安装座、由电机驱动的丝杆和沿丝杆移动的基座，压杆安装在基座上，摩擦材料固定在安装座上，通过电机转动能够使得安装座、压杆和压头沿丝杆滑动。采用该垂直施力机构，虽然能够有效控制安装座的上下移动，使安装座上的摩擦材料能与工作台上的摩擦材料接触并进行摩擦测试，但是实际操作时发现，将摩擦材料安装在安装座上后，驱动安装座向下运动使安装座上摩擦材料能与工作台上摩擦材料接触，安装座的下行速度较慢，需要长时间的调节才能使安装座位于合适的位置，调节的效率较低。

发明内容

本发明意在提供一种材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，以解决垂直施力机构下行调节效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明的方案为：材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，包括机架、丝杆、压柱、固定在机架上的固定块、固定在压柱下部的安装座、驱动丝杆转动的动力部和限制压柱转动的限位件，丝杆的上部与固定块螺纹连接，丝杆的下部与压柱螺纹连接，固定块与压柱的螺纹旋向相反。

本方案的工作原理及有益效果在于：

需要对材料进行摩擦异响试验时，将待测试的材料固定在压柱下表面，启动动力部，使丝杆往固定方向转动，在固定块、丝杆等部件的作用下，丝杆沿着固定块下行。与此同时压柱也沿着丝杆下行，当压柱下行到合适位置时关闭动力部。在本方案中，丝杆转动时丝杆和压柱同时下行，丝杆的下行实际上加快了压柱的下行速度，使压柱能够更快的下行到合适的位置，提高了压柱下行的效率，有效缩短了调节时间。

可选地，动力部包括滑动连接在机架上的电机、固定在电机输出轴上的主动齿轮和固定在丝杆上的从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合；从动齿轮上设有使从动齿轮与主动齿轮始终保持接触的定位套。需要驱动丝杆转动时，启动电机，电机通过主动齿轮、从动齿轮驱动丝杆转动，由于丝杆与固定块螺纹连接，在丝杆转动的同时丝杆也沿着固定块下行。丝杆下行时从动齿轮一同下行，从动齿轮通过定位套带动主动齿轮、电机一同移动，即电机在驱动丝杆转动时能随丝杆一同移动，确保了电机能够始终驱动丝杆转动。

可选地，定位套包括固定在从动齿轮上表面的上环形板和固定在从动齿轮下表面的下环形板，上环形板能与主动齿轮的上表面接触，下环形板能与主动齿轮的下表面接触。主动齿轮被限制在定位套的上环形板与下环形板之间，从动齿轮上下移动时能够通过定位套带动主动齿轮一同移动。

可选地，上环形板、下环形板上均转动连接有滚珠。设置滚珠能够将定位套与主动齿轮之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，减少定位套与主动齿轮之间的磨损。

可选地，机架与电机的上部之间连接有伸缩杆；伸缩杆包括固定在机架上固定杆和固定在电机上的滑动杆，固定杆的外壁上开有竖直的滑动槽，滑动杆上设有滑动连接在滑动槽内的凸起。设置伸缩杆既能使电机被相对固定，避免电机随意转动，同时还能使电机随丝杆的移动而一同移动，确保电机能够驱动丝杆正常转动。

可选地，限位件为固定在机架上的定位杆，压柱的表面开有竖直设置的定位槽，定位杆的一端卡合在定位槽内。定位杆的设置限制了压柱的转动，当丝杆转动时，使压柱只能沿丝杆滑动。

可选地，压柱包括套筒和位于套筒下方的底板，套筒上开有条形孔，底板上固定有滑动且密封连接在条形孔内的滑杆；丝杆的下部螺纹连接有调节杆，调节杆的下部球连接在底板上；底板上设有用于固定待测试材料的吸盘，条形孔与吸盘之间通过柔性管连通。

需要对材料进行摩擦异响试验时，先将待测试的材料贴合在底板上，往固定的方向拧动调节杆，使调节杆沿丝杆下行，调节杆下行的过程中带动底板和底板上的滑杆一同运动，滑杆逐渐远离条形孔，条形孔和吸盘内的压强逐渐减少，底板上的吸盘将待测试材料紧紧吸合在底板上。通过动力部驱动丝杆转动，压柱整体的下行速度快、调节幅度大、效率高，当压柱将近下行到需要的位置时关闭动力部，此时再往固定的方向拧动调节杆，使调节杆沿丝杆下行。调节杆下行的过程中带动底板一同运动，当底板上待测试材料运动到需要的位置时，停止拧动调节杆。设置调节杆，实际上增设了微调机构，有效避免压柱的位置调节过度。拧动调节杆同时还能控制吸盘内的压强，使吸盘能够将待测试材料紧紧固定，无须在单独设置夹具。

可选地，吸盘设有4个，底板上开有均有吸盘连通的流道；条形孔设有2个，2个条形孔之间通过通道共同连通；柔性管的一端连接在流道上，另一端连接在通道上。设置4个吸盘能更加有效的固定待测试材料，提高待测试材料固定的稳定性。

可选地，调节杆包括基杆和滑动且密封连接在基杆内的压杆，基杆螺纹连接在丝杆的下部，压杆球连接在底板上。压杆滑动且密封连接在基杆内，基杆内的空气可以被压缩。当底板下行压在试验台上时，条形孔和基杆内的空气在一定程度上被压缩，在压缩空气的过程中缓冲了底板与试验台之间的冲击。同时这样设置还能吸收电机的能量，并使底板和底板上的待测试材料缓慢地由静变动，防止测试状态突然地变化，能够更准确的测量最大静摩擦力及动摩擦力，提高测得的最大静摩擦力及动摩擦力准确度。

可选地，滑杆的下部球铰接有滑块；底板的两侧设有位于同一平面的滑动槽，滑块滑动连接在滑动槽内。当底板或固定在底板下表面的待测试材料由于加工精度、装配等原因而向一侧倾斜，与试验台上的待测试材料不能保持平行时，难以确保待测试材料对为平整的面接触形式。需要测试底板上的材料与试验台上的材料之间的摩擦系数时，驱动底板下行，底板上待测试材料的倾斜下端先与试验台接触(其余位置尚未接触)，此时试验台对该材料的倾斜下端施加向上的作用下，丝杆对底板施加作用力，底板倾斜下端的受力被抵消，而底板倾斜上端在丝杠施加的作用力下逐渐向下摆动，最后底板上的待测试材料完全贴合在试验台的待测试材料上，有效保证了待测试材料对为平整的面接触形式，有效提高材料摩擦的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例一中材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆主视方向的剖视图；

图2为本发明实施例二中材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆主视方向的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：固定块10、丝杆20、从动齿轮21、下环形板22、滚珠221、上环形板23、电机30、主动齿轮31、固定杆40、滑动杆41、压柱50、底板60、流道61、滑动槽62、吸盘63、套筒70、条形孔71、柔性管72、基杆80、压杆81、滚球82、滑杆90、球头91、滑块92。

实施例一

本实施例基本如图1所示：材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，包括机架、丝杆20、压柱50、固定块10、动力部和用于限制压柱50转动的限位件。压柱50的表面开有竖直设置的定位槽，限位件为固定安装在机架上的定位杆，定位杆的一端卡合在定位槽内，在定位杆、定位槽的限制作用下，压柱50不能转动，只能上下移动。

固定块10固定安装在机架上，丝杆20的上部穿过固定块10并与固定块10螺纹连接，丝杆20的下部与压柱50螺纹连接，固定块10与压柱50上的螺纹旋向相反。

动力部用于驱动丝杆20转动，动力部包括电机30、主动齿轮31和与主动齿轮31始终保持啮合的从动齿轮21。电机30滑动连接在机架上，机架与电机30的上部之间连接有伸缩杆，电机30通过伸缩杆沿机架滑动。伸缩杆包括固定杆40和滑动杆41，固定杆40的上端焊接在机架上，滑动杆41的下端固定在电机30的上部。固定杆40的外壁上开有竖直的滑动槽62，滑动杆41套设在固定杆40外，滑动杆41上固定有滑动连接在滑动槽62内的凸起。主动齿轮31焊接在电机30的输出轴上，从动齿轮21焊接在丝杆20上，从动齿轮21上设有使从动齿轮21与主动齿轮31始终保持接触的定位套。定位套包括上环形板23和与上环形板23相对的下环形板22，上环形板23固定在从动齿轮21的上表面，下环形板22固定在从动齿轮21的下表面，上环形板23、下环形板22上均转动连接有滚珠221，上环形板23上的滚珠221能与主动齿轮31的上表面接触，下环形板22上的滚珠221能与主动齿轮31的下表面接触。

需要对材料进行摩擦试验时，将待测试的材料固定在压柱50下表面，启动电机30，使丝杆20往固定方向转动，在固定块10、丝杆20等部件的作用下，丝杆20沿着固定块10下行。与此同时压柱50也沿着丝杆20下行，当压柱50下行到合适位置时关闭电机30。在本方案中，丝杆20转动时丝杆20和压柱50同时下行，丝杆20的下行实际上加快了压柱50的下行速度，使压柱50能够更快的下行到合适的位置，提高了压柱50下行的效率，有效缩短了调节时间。

实施例二

本实施例与实施例一的区别之处在于：在本实施例中限定了压柱50的具体结构，如图2所示，压柱50包括套筒70和位于套筒70下方的底板60，套筒70的左右两侧均开有条形孔71，两个条形孔71的上部之间通过通道共同连通。底板60的左右两侧设有滑杆90，滑杆90滑动且密封连接在条形孔71内。滑杆90的下部球铰接有滑块92，具体的，滑块92上开有球槽，滑杆90的下端焊接有球头91，球头91卡合在球槽内并能沿球槽摆动，球头91不能脱离球槽。底板60的两侧开有位于同一平面的滑动槽62(滑动槽62为燕尾槽)，滑块92滑动连接在滑动槽62内。

丝杆20的下部螺纹连接有调节杆，调节杆包括基杆80和滑动且密封连接在基杆80内的压杆81，基杆80螺纹连接在丝杆20的下部，压杆81球连接在底板60上，具体的压杆81的下端焊接有滚球82，底板60上开有与滚球82配合的球形槽，滚球82能在球形槽内随意摆动但不能脱离球形槽。底板60上安装有4个用于固定摩擦材料的吸盘63，4个吸盘63分布在底板60的四侧，底板60上开有均有吸盘63连通的流道61，流道61与通道之间通过柔性管72连通。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (10)

1.材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，其特征在于：包括机架、丝杆、压柱、固定在机架上的固定块、驱动丝杆转动的动力部和限制压柱转动的限位件，丝杆的上部与固定块螺纹连接，丝杆的下部与压柱螺纹连接，固定块与压柱的螺纹旋向相反。

2.根据权利要求1所述的材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，其特征在于：动力部包括滑动连接在机架上的电机、固定在电机输出轴上的主动齿轮和固定在丝杆上的从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合；从动齿轮上设有使从动齿轮与主动齿轮始终保持接触的定位套。

3.根据权利要求2所述的材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，其特征在于：定位套包括固定在从动齿轮上表面的上环形板和固定在从动齿轮下表面的下环形板，上环形板能与主动齿轮的上表面接触，下环形板能与主动齿轮的下表面接触。

4.根据权利要求3所述的所述的材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，其特征在于：上环形板、下环形板上均转动连接有滚珠。

5.根据权利要求4所述的材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，其特征在于：机架与电机的上部之间连接有伸缩杆；伸缩杆包括固定在机架上固定杆和固定在电机上的滑动杆，固定杆的外壁上开有竖直的滑动槽，滑动杆上设有滑动连接在滑动槽内的凸起。

6.根据权利要求5所述的材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，其特征在于：限位件为固定在机架上的定位杆，压柱的表面开有竖直设置的定位槽，定位杆的一端卡合在定位槽内。

7.根据权利要求1-6任一项所述的材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，其特征在于：压柱包括套筒和位于套筒下方的底板，套筒上开有条形孔，底板上固定有滑动且密封连接在条形孔内的滑杆；丝杆的下部螺纹连接有调节杆，调节杆的下部球连接在底板上；底板上设有用于固定待测试材料的吸盘，条形孔与吸盘之间通过柔性管连通。

8.根据权利要求7所述的材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，其特征在于：吸盘设有4个，底板上开有均有吸盘连通的流道；条形孔设有2个，2个条形孔之间通过通道共同连通；柔性管的一端连接在流道上，另一端连接在通道上。

9.根据权利要求8所述的材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，其特征在于：调节杆包括基杆和滑动且密封连接在基杆内的压杆，基杆螺纹连接在丝杆的下部，压杆球连接在底板上。

10.根据权利要求9所述的材料摩擦异响试验台丝杠式加载压杆，其特征在于：滑杆的下部球铰接有滑块；底板的两侧设有位于同一平面的滑动槽，滑块滑动连接在滑动槽内。

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