CN112577892A - 材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆 - Google Patents

材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆 Download PDF

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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齿轮齿条式加载压杆,包括机架、齿轮、驱动齿轮转动的动力部、滑动连接在机架上的基座和安装在基座上的压杆,基座上设有与齿轮啮合的齿条;压杆的下部可拆卸的安装有安装座,安装座上设有用于调节安装座移动位置的微调机构。在本方案中,通过齿轮、齿条的传动能够带动安装座快速下行,提高安装座下行的效率;设置微调机构,当安装座将近下行到需要的位置时利用微调机构调节安装座的位置,能够有效避免安装座下行过快而导致调节过度。

Description

材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆
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齿轮齿条式加载压杆。
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步进电机、压杆、固定在压杆下端的安装座、由步进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,通过步进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,使安装座上的样件能与工作台上的样件接触并进行摩擦测试,但是实际操作时发现,将样件安装在安装座上后,驱动安装座向下运动使安装座上的样件能与工作台上的样件接触,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齿轮齿条式加载压杆,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齿轮齿条式加载压杆包括机架、齿轮、驱动齿轮转动的动力部、滑动连接在机架上的基座和安装在基座上的压杆,基座上设有与齿轮啮合的齿条;压杆的下部可拆卸的安装有安装座,安装座上设有用于调节安装座移动位置的微调机构。
本方案的工作原理及有益效果在于:
需要对样件进行摩擦异响试验时,将待测试的样件固定安装在安装座的下表面。启动动力部,使动力部驱动齿轮往固定方向转动,在齿轮的作用下,齿条和与齿条连接的基座下行,基座下行过程中通过压杆带动安装座和安装座上的待测试样件一同下行。当安装座下行到接近需要的位置时关闭动力部,通过微调机构调节安装座的位置,使安装座位于合适的位置上。在本方案中,通过齿轮、齿条的传动能够带动安装座快速下行,提高安装座下行的效率;设置微调机构,当安装座将近下行到需要的位置时利用微调机构调节安装座的位置,能够有效避免安装座下行过快而导致调节过度。
可选地,安装座包括上座和下座;微调机构包括基杆和滑动且密封连接在基杆内的滑杆,基杆螺纹连接在上座内,滑杆球连接在下座上。待测试的样件安装在安装座的下座上,通过齿轮、齿条调节安装座的位置,安装座整体的调节幅度大、效率高,当安装座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基杆,使基杆沿上座下行,滑杆带动下座一同下行,当下座上的样件运动到需要的位置时,停止拧动基杆。设置微调机构,能够有效避免仅通过齿轮齿条调节导致安装座位置调节过度的问题。同时,滑杆滑动且密封连接在基杆内,基杆内的空气可以被压缩。当下座下行压在试验台上时,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下座与试验台之间的冲击。而且这样设置还能吸收动力部的能量,并使下座和下座上的样件缓慢地由静变动,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,基杆的下部内开有凹腔,滑杆滑动连接在凹腔内;基杆上设有能与凹腔连通的泄压阀和单向阀。当下座下行到需要的位置并压在试验台上时,凹腔内的气体缓冲下座的受力并逐渐被压缩,与此同时凹腔内的压强逐渐增大,当压强增大到泄压阀的预设值时,泄压阀打开,凹腔内多余的气体通过泄压阀排出,避免凹腔内由于气压过大而发生爆炸。
可选地,滑杆的外壁上开有沿滑杆高度方向分布的限位槽,凹腔内设有滑动连接在限位槽内的连接块。限位槽、连接块的设置使得滑杆、基杆能够始终同步转动,需要使基杆转动时,可以直接拧动滑杆或基杆。
可选地,上座上固定有连接柱,连接柱上设有凸块;压杆的下表面开有与连接柱配合的凹槽,压柱内还开有与凹槽连通的定位槽;定位槽包括竖直槽和与竖直槽上端连通的弧形槽,凸块能伸入定位槽中并沿定位槽滑动。安装座安装在压杆上时,上座的凸块卡合在弧形槽内,在弧形槽的限制作用下,上座不能随意从压杆上脱落。需要将安装座从压杆上拆卸时,先使凸块沿着弧形槽滑动到竖直槽处,再使凸块沿着竖直槽滑动,直至连接柱脱离凹槽。采用上述形式将安装座可拆卸的连接在压杆上,安装座的安装、拆卸简单方便,便于待测试样件的更换。
可选地,上座内开有滑动腔,滑动腔内滑动连接有活塞;下座上设有连杆,连杆的上部穿过滑动腔并设在活塞上,连杆的下部球铰接有滑块,滑块滑动连接在下座上。安装在下座下表面的样件由于加工精度、装配等原因可能向一侧倾斜,从而与试验台上的待测试样件不能保持平行,难以确保待测试的样件对为平整的面接触形式。需要测试下座上样件与试验台上样件之间的摩擦系数时,驱动下座下行,下座上待测试样件的倾斜下端先与试验台接触(其余位置尚未接触),此时试验台对该样件的倾斜下端施加向上的作用下,压杆对下座施加作用力,下座倾斜下端的受力被抵消,而下座倾斜上端在压杠施加的作用力下逐渐向下摆动,最后下座上的待测试样件完全贴合在试验台的待测试样件上,有效保证了待测试样件对为平整的面接触形式,有效提高材料摩擦的准确性。设置滑动腔,滑动腔内的气体能被压缩,确保下座能够正常的摆动,使待测试样件对能调节为面接触。
可选地,滑动腔设有2个,2个滑动腔位于上座的左右两侧;下座的左右两侧开有位于同一平面的移动槽,滑块滑动连接在移动槽内;连杆的下端连接有球头,滑块内开有与球头配合的球槽,球头卡合在球槽内并能沿球槽转动。
可选地,凸块和连接柱上开有连通的条形槽,条形槽内滑动且密封连接有限位块;滑动腔的下部与条形槽之间连接有流道;压杆上开有与弧形槽连通的卡槽,限位块能够伸入卡槽中。当下座下行到一定位置时,利用微调机构继续调节下座的位置,使下座下移到合适的位置。下座下移时通过连杆带动活塞沿滑动腔向下滑动,活塞挤压滑动腔下部内的气体,滑动腔下部内的气体通过流道进入条形槽内,在该气体的作用下,条形槽内的限位块逐渐伸入卡槽中。当限位块伸入卡槽后,连接柱不能左右转动以及上下移动,确保安装座整体能够稳定的固定在压杆上,进行摩擦异响测试时,能避免安装座随意晃动,确保摩擦测试能够正常进行。
可选地,限位块朝向卡槽的一侧设有膨胀套,限位块上开有进气道和出气道,进气道和出气道的两端均能分别与膨胀套、流道连通,出气道上设有单向排气阀,进气道上设有单向进气阀;连接柱上开有与条形槽连通的限定槽,限位块上设有滑动连接在限定槽内的移动块。条形槽内的压强增大,限位块会逐渐伸入卡槽中,当移动块卡合在限定槽的末端时,限位块不能继续运动。若条形槽内的压强继续增大,单向排气阀打开,条形槽内的气体通过单向排气阀进入膨胀套内,使膨胀套膨胀变大,膨胀套与卡槽内壁紧密贴合,封堵限位块与卡槽之间的缝隙,限位块得到更加稳定的固定,从而使得连接柱整体也得到更好的固定。
可选地,动力部为固定在机架上的电机。启动电机,电机能够带动齿轮转动从而使齿条发生移动。
附图说明
图1为本发明实施例一中材料摩擦异响试验台齿轮齿条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齿轮齿条式加载压杆主视方向的剖视图;
图3为图2中A-A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:基座10、齿条11、齿轮20、压杆30、竖直槽31、弧形槽32、上座40、滑动腔41、下座50、连接柱60、条形槽61、流道62、限位块63、进气道631、出气道632、凸块64、连杆70、活塞71、球头72、滑块73、基杆80、滑杆81、滚球82。
实施例一
本实施例基本如图1所示:材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆,包括机架、齿轮20、基座10、动力部和焊接在基座10下表面的压杆30。基座10滑动连接在机架上,在本实施例中,机架上开有竖直设置的滑槽,基座10上焊接有滑动连接在滑槽内的移动块。动力部用于驱动齿轮20转动,动力部为固定在机架上的电机,齿轮20固定在电机的输出轴上。基座10上焊接有与齿轮20啮合的齿条11,启动电机,电机能通过齿轮20驱动齿条11往固定方向移动。
压杆30的下部可拆卸的安装有安装座,安装座上设有用于调节安装座移动位置的微调机构。安装座包括上座40和位于上座40下方的下座50,微调机构包括基杆80和滑杆81,基杆80的上部螺纹连接在上座40内,滑杆81的下部焊接有滚球82,下座50的上表面开有球形槽,滚球82卡合在球形槽内并能沿球形槽自由转动。基杆80的下部内开有凹腔,滑杆81滑动连接在凹腔内。滑杆81的外壁上开有沿压杆30高度方向分布的限位槽,凹腔内固定有滑动连接在限位槽内的连接块。基杆80上安装有能与凹腔连通的泄压阀,当凹腔内的压强增大到泄压阀的预设值时,泄压阀自动打开,凹腔内多余的气体通过泄压阀排出。
上座40的左右两侧均开有滑动腔41,滑动腔41内滑动且密封连接有活塞71;下座50的左右两侧设有连杆70,连杆70的上部穿过上座40并固定在活塞71上(连杆70与上座40滑动且密封连接)。连杆70的下部球铰接有滑块73,具体的,连杆70的下端焊接有球头72,滑块73内开有与球头72配合的球槽,球头72卡合在球槽内并能沿球槽转动。下座50的左右两侧开有位于同一平面的移动槽(移动槽为燕尾槽),滑块73滑动连接在移动槽内。
上座40的上表面固定有连接柱60,连接柱60上焊接有凸块64。压杆30的下表面开有凹槽和与凹槽连通的定位槽,连接柱60与凹槽配合,连接柱60能够伸入凹槽内;凸块64能够伸入定位槽中并沿定位槽滑动。定位槽包括竖直槽31和与竖直槽31上端连通的弧形槽32,竖直槽31沿连接柱60的高度方向分布,弧形槽32沿连接柱60的周向分布,竖直槽31与弧形槽32相互垂直。
需要对样件进行摩擦异响试验时,将待测试的样件固定安装在下座50的下表面。启动电机,使电机驱动齿轮20往固定方向转动,在齿轮20的作用下,齿条11和与齿条11连接的基座10下行,基座10下行过程中通过压杆30带动安装座和安装座上的待测试样件一同下行。当安装座下行到接近需要的位置时关闭电机,往固定的方向拧动基杆80,使基杆80沿下座50下行,滑杆81带动安装座一同下行,当安装座上待测试样件运动到需要的位置时,停止拧动基杆80即可。在本方案中,通过齿轮20、齿条11的传动能够带动安装座快速下行,提高安装座下行的效率;设置微调机构,当安装座将近下行到需要的位置时利用微调机构调节安装座的位置,能够有效避免安装座下行过快而导致调节过度。
实施例二
本实施例与实施例一的区别之处在于:如图2、3所示,在本实施例中,凸块64和连接柱60上开有相互连通的条形槽61,条形槽61内滑动且密封连接有限位块63。连接柱60上开有与条形槽61连通的限定槽,限位块63上焊接有滑动连接在限定槽内的移动块,限定槽的设置限制了限位块63伸出条形槽61的范围,使限位块63的运动能符合要求。
滑动腔41的下部与条形槽61之间连接有流道62,活塞71位于滑动腔41与流道62连接处的上方。压杆30上开有与弧形槽32连通的卡槽,限位块63能够伸入卡槽中。限位块63朝向卡槽的一侧设置有膨胀套,限位块63上开有进气道631和出气道632,进气道631和出气道632的一端与膨胀套连通,进气道631和出气道632的另一端与流道62连通。出气道632上安装有单向排气阀,进气道631上安装有单向进气阀,当条形槽61内的压强增大时,单向排气阀打开,条形槽61内的气体能够通过单向排气阀进入膨胀套内,使膨胀套膨胀变大;当条形槽61内的压强减少时,单向进气阀打开,膨胀套内的气体能够通过单向进气阀进入条形槽61内。
当下座50下行到一定位置时,利用微调机构继续调节下座50的位置,使下座50下移到合适的位置。下座50下移时通过连杆70带动活塞71沿滑动腔41向下滑动,活塞71挤压滑动腔41下部内的气体,滑动腔41下部内的气体通过流道62进入条形槽61内,在该气体的作用下,条形槽61内的限位块63逐渐伸入卡槽中。当移动块卡合在限定槽的末端时,限位块63不能继续运动。若条形槽61内的压强继续增大,单向排气阀打开,条形槽61内的气体通过单向排气阀进入膨胀套内,使膨胀套膨胀变大,膨胀套与卡槽内壁紧密贴合,封堵限位块63与卡槽之间的缝隙,限位块63得到相对稳定的固定,连接柱60不能左右转动以及上下移动,确保安装座整体能够稳定的固定在压杆30上,进行摩擦测试时,能避免安装座随意晃动,确保摩擦测试能够正常进行。
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齿轮齿条式加载压杆,其特征在于:包括机架、齿轮、驱动齿轮转动的动力部、滑动连接在机架上的基座和安装在基座上的压杆,基座上设有与齿轮啮合的齿条;压杆的下部可拆卸的安装有安装座,安装座上设有用于调节安装座移动位置的微调机构。
2.根据权利要求1所述的材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆,其特征在于:安装座包括上座和下座;微调机构包括基杆和滑动且密封连接在基杆内的滑杆,基杆螺纹连接在上座内,滑杆球连接在下座上。
3.根据权利要求2所述的材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆,其特征在于:基杆的下部内开有凹腔,滑杆滑动连接在凹腔内;基杆上设有能与凹腔连通的泄压阀和单向阀。
4.根据权利要求3所述的材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆,其特征在于:滑杆的外壁上开有沿滑杆高度方向分布的限位槽,凹腔内设有滑动连接在限位槽内的连接块。
5.根据权利要求1-4任一项所述的材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆,其特征在于:上座上固定有连接柱,连接柱上设有凸块;压杆的下表面开有与连接柱配合的凹槽,压柱内还开有与凹槽连通的定位槽;定位槽包括竖直槽和与竖直槽上端连通的弧形槽,凸块能伸入定位槽中并沿定位槽滑动。
6.根据权利要求5所述的材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆,其特征在于:上座内开有滑动腔,滑动腔内滑动连接有活塞;下座上设有连杆,连杆的上部穿过滑动腔并设在活塞上,连杆的下部球铰接有滑块,滑块滑动连接在下座上。
7.根据权利要求6所述的材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆,其特征在于:滑动腔设有2个,2个滑动腔位于上座的左右两侧;下座的左右两侧开有位于同一平面的移动槽,滑块滑动连接在移动槽内;连杆的下端连接有球头,滑块内开有与球头配合的球槽,球头卡合在球槽内并能沿球槽转动。
8.根据权利要求7所述的材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆,其特征在于:凸块和连接柱上开有连通的条形槽,条形槽内滑动且密封连接有限位块;滑动腔的下部与条形槽之间连接有流道;压杆上开有与弧形槽连通的卡槽,限位块能够伸入卡槽中。
9.根据权利要求8所述的材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆,其特征在于:限位块朝向卡槽的一侧设有膨胀套,限位块上开有进气道和出气道,进气道和出气道的两端均能分别与膨胀套、流道连通,出气道上设有单向排气阀,进气道上设有单向进气阀;连接柱上开有与条形槽连通的限定槽,限位块上设有滑动连接在限定槽内的移动块。
10.根据权利要求1-4任一项所述的材料摩擦异响试验台齿轮齿条式加载压杆,其特征在于:动力部为固定在机架上的电机。
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