CN112683781B - 材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摩擦异响实验设备技术领域，具体涉及材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，包括机架、支撑台、运动台、蓄能单元和载物台，运动台滑动设置于支撑台上，蓄能单元包括气囊和蓄能块，气囊设置于机架上，蓄能块位于运动台与载物台之间，蓄能块能与气囊接触并挤压气囊。采用本技术方案时，能够较为准确地测量材料对摩擦时的粘滑现象。

Description

材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构

技术领域

本发明涉及摩擦异响实验设备技术领域，具体涉及材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构。

背景技术

异响是由于两个部件之间相对运动超过一个临界值而产生的噪声，随着消费者对汽车品质要求的提高，汽车异响控制已成为汽车沿发的关键内容之一。摩擦异响是汽车上常见且难以解决的异响问题，摩擦异响产生的原因是材料摩擦时的粘滑现象，对材料摩擦时的粘滑现象进行评估即可评估材料的摩擦异响风险。

目前的测试方法是将其中一个样件固定在支撑台上，另一个样件固定在上方压块上，压块将两个样件压紧，同时通过支撑台的往复运动来实现样件间的摩擦，进而测试摩擦时的摩擦系数，噪音等参量，评估材料对的摩擦异响性能。由于在测试得到的摩擦系数等特征中无法有效地发现粘滑现象，影响对材料对摩擦异响性能的评估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够较为准确测量样件之间的摩擦力的蓄能机构。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，包括机架、支撑台、运动台、蓄能单元和载物台，运动台滑动设置于支撑台上，蓄能单元包括气囊和蓄能块，气囊设置于机架上，蓄能块位于运动台与载物台之间，蓄能块能与气囊接触并挤压气囊。

本方案的技术效果是：在材料对摩擦产生粘滑时，在粘滞过程中，蓄能机构会集聚能量，在滑动过程中，蓄能机构会释放能量，使得粘滑现象发生时测试的摩擦系数出现明显的粘滑特征，通过对粘滑现象的特征进行评估，可以评估材料对摩擦时的异响性能。

进一步的，还包括缓推单元，缓推单元包括支撑杆、套管、输出轴、电磁铁、行程开关、电源、导线和弹性件，套管的一端封闭，且该端通过支撑杆与运动台连接，输出轴滑动设置于套管内，且输出轴上设有卡槽；套管的内侧壁上设有凹腔，凹腔内滑动设置有呈“冖”形的卡块，卡块通过弹性件与凹腔的底部连接；电磁铁固定安装在机架上，导线将电源、行程开关和电磁铁进行串联，卡块能岁套管移动至电磁铁上方时，套管与行程开关接触使电磁铁通电。本方案的技术效果是：在对样件之间的摩擦进行测试时，输出轴伸长的过程中与卡块接触并通过卡块推动套管、支撑杆、运动台、蓄能块和载物台移动，使载物台上的样件和压块上的样件进行均匀摩擦，便于精准计算异响位移；

运动台和蓄能块移动的过程中挤压气囊；当套管移动至电磁铁上方、同时输出轴即将伸长至极限状态时，套管与行程开关接触使电磁铁通电，卡块在电磁铁的吸附作用下与输出轴分离，输出轴不再作用于套管，输出轴在套管内减速伸长直至伸长至极限状态，然后反向加速收缩并逐步提高速度至匀速收缩；

输出轴在套管内减速伸长的过程中，由于输出轴与卡块分离，所以输出轴不再作用于运动台，从而保证不会将输出轴换向过程中产生的顿挫传递至运动台上，运动台平缓的移动有利于准确测量样件之间的摩擦力，从而有利于提高样件摩擦性能的判定，即便于精准计算异响位移；

输出轴在套管内减速伸长后反向收缩的过程中，挤压后的气囊为运动台和蓄能块提供一个反向推动力，从而带动套管和运动台反向移动，套管与行程开关分离后行程开关复位关闭使电磁铁断电，电磁铁不再吸附卡块，卡块在弹性件的作用下复位；当输出轴再次与卡块接触时，输出轴和卡块均处于移动状态，接触后输出轴能通过卡块带动套管、支撑杆、运动台、蓄能块和载物台反向移动，对样件之间的摩擦进行测试；

本申请通过蓄能单元和缓推单元配合，提出了“反向移动接力”的发明构思，确保样件之间的摩擦状态不会发生剧烈的变化，从而有利于提高样件摩擦性能的判定。

进一步的，电磁铁和套管之间留有间隙。本方案的技术效果是：降低电磁铁与套管之间的摩擦力。

进一步的，套管上设有海绵垫。本方案的技术效果是：避免套管与行程开关接触时磨损行程开关。

进一步的，海绵垫与套管粘接。本方案的技术效果是：便于将海绵垫固定在套管上。

进一步的，气囊的尾部与机架粘接。本方案的技术效果是：确保气囊充分形变。

进一步的，机架上固定有支撑板，气囊与支撑板接触。本方案的技术效果是：气囊的稳定性更好。

进一步的，蓄能单元的数量为两个，且两个蓄能单元各自位于支撑台的两端。本方案的技术效果是：设置一个蓄能单元能够满足支撑台一次往复平稳移动，设置两个蓄能单元即可满足支撑台数次往复平稳移动，更有利于提高样件摩擦性能的判定。

进一步的，还包括机架和气弹簧，机架位于支撑台的两端，气弹簧的两端各自与机架以及蓄能块连接。本方案的技术效果是：便于提高蓄能强度。

进一步的，输出轴的自由端的端面设置有石墨粉层。本方案的技术效果是：降低输出轴自由端的端面与卡块的摩擦力。

附图说明

图1为本发明实施例蓄能机构的示意图；

图2为本发明实施例卡块与输出轴分离前的正向半剖视图；

图3为本发明实施例卡块与输出轴分离后的正向半剖视图；

图4为图2中A处的局部放大图。

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：支撑台1、气囊2、样件3、支撑板4、海绵垫5、支撑杆6、套管7、输出轴8、电磁铁9、弹性件10、卡槽11、凹腔12、卡块13、行程开关14、压块15、蓄能块16、运动台17、载物台18。

实施例一：

实施例一基本如附图1-4所示：如图1所示的材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，包括机架、支撑台1、运动台17、蓄能单元和载物台18，运动台17滑动设置于支撑台1上。机架上通过螺栓竖直固定安装有压块15，压块15上粘接有一个样件3，支撑台1上粘接有另一个样件3。

蓄能单元的数量有两个，两个蓄能单元各自位于支撑台1的左、右两端，每个蓄能单元包括气囊2和蓄能块16，气囊2可选用橡胶气囊，气囊2的尾部与机架粘接，机架上焊接有支撑板4，气囊2与支撑板4接触。

蓄能块16位于运动台17与载物台18之间，即蓄能块16放置于运动台17上，载物台18放置于蓄能块16上，蓄能块16能与气囊接触并挤压气囊。

实施例二：

在实施例一的基础上，如图2、4所示，还包括缓推单元，缓推单元包括支撑杆6、套管7、输出轴8、电磁铁9、行程开关14、蓄电池、导线和弹性件10，套管7的右端封闭，右端通过支撑杆6与运动台17连接，即支撑杆6的右端与运动台17焊接，支撑杆6的左端与套管7的右端焊接；动力机构、如气缸的输出轴8滑动设置在套管7内，输出轴8上开有卡槽11。

套管7的内侧壁上开有凹腔12，凹腔12内滑动设置有呈“冖”形的卡块13，卡块13通过弹性件10与凹腔12的底部连接，即弹性件10的下端与凹腔12的底部焊接，弹性件10的上端与卡块13焊接；其中弹性件10可以选择弹簧片或弹簧。

如图2所示，电磁铁和行程开关14通过螺栓固定安装在机架上，导线依次连接蓄电池的正极、行程开关14、电磁铁以及蓄电池的负极；如图3所示，卡块能岁套管移动至电磁铁上方时，套管与行程开关14接触并打开行程开关14使电磁铁通电，当然也可以人工打开行程开关14使电磁铁通电。另外，电磁铁和套管之间留有间隙，套管的右下角粘接有海绵垫5。

与实施例一不同的是，本实施例中蓄能块16与运动台17固定连接，比如粘接、焊接或通过螺钉连接。

具体实施过程如下：

在对样件3之间的摩擦进行测试时，输出轴8向右伸长的过程中与如图2、4所示的卡块13接触并通过卡块13推动套管7、支撑杆6、运动台17、蓄能块16和载物台18移动，使支撑台1上的样件3和压块15上的样件3进行均匀摩擦，便于精准计算异响位移。

运动台17和蓄能块16向右移动的过程中挤压气囊2。如图3所示，当套管7移动至电磁铁9上方、同时输出轴8即将伸长至极限状态时，套管7与行程开关14接触打开行程开关14使电磁铁通电产生磁力，卡块13在电磁铁9的吸附作用下向下移动并与输出轴8分离，输出轴8不再作用于套管7，输出轴8在套管7内减速向右伸长直至伸长至极限状态，然后向左反向收缩并逐步提高速度至匀速收缩。

输出轴8在套管7内减速向右伸长的过程中，由于输出轴8与卡块13分离，所以输出轴8不再作用于运动台17，从而保证不会将输出轴8换向过程中产生的顿挫传递至运动台17上，运动台17平缓的移动有利于准确测量样件3之间的摩擦力，从而有利于提高样件3摩擦性能的判定，即便于精准计算异响位移。

输出轴8在套管7内减速向右伸长后向左收缩的过程中，挤压后的气囊2为运动台17和蓄能块16提供一个向左的推动力，从而带动运动台17和套管7向左移动至如图3所示位置，套管7与行程开关14分离后行程开关14转动复位关闭使电磁铁断电，电磁铁9不再吸附卡块13，卡块13在弹性件10的作用下向上移动复位；当输出轴8再次与卡块13接触时，输出轴8和卡块13均处于移动状态，接触后输出轴8通过卡块13带动套管7、支撑杆6、运动台17、蓄能块16和载物台18平稳向左反向移动，对样件3之间的摩擦进行测试。

由于输出轴8和卡块13接触时处于同向移动，甚至同向同速移动，所以相对于移动的输出轴8和静止的卡块13接触而言，移动的输出轴8和移动的卡块13接触冲击力更小，能很好地降低传递至运动台17的冲击力，运动台17平缓的移动有利于准确测量样件3之间的摩擦力。

当输出轴8向左收缩的过程中，右侧的气囊2被拉伸，当输出轴8向左收缩至极限状态后向右伸长时，输出轴8的右端在卡槽11内滑动，此过程中输出轴8不作用于卡块13，而卡块13、套管7、支撑杆6和支撑台1会在右侧气囊2的作用下向右移动；当向右移动的输出轴8和向右移动的卡块13接触后，带动支撑台1平稳向右移动，对样件3之间的摩擦进行测试。

本方案通过提出“反向移动接力”的发明构思，确保样件3之间的摩擦状态不会发生剧烈的变化，从而有利于提高样件3摩擦性能的判定。

实施例三：

在实施例二的基础上，还包括气弹簧(图中未示出)，气弹簧的数量为四根，支撑台1的左、右两端各设置有两根气弹簧，气弹簧的一端通过销轴与机架铰接，气弹簧的另一端通过销轴与蓄能块16铰接；支撑台1左端的两根气弹簧中，两根气弹簧靠近支撑台1的一端靠拢，从图2、3的俯视方向观察，两根气弹簧呈“八”字形。如图4所示的输出轴8右端的端面涂覆有石墨粉层。

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专利的实用性。

Claims (8)

1.材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，其特征在于：包括机架、支撑台（1）、运动台（17）、蓄能单元和载物台（18），运动台（17）滑动设置于支撑台（1）上，蓄能单元包括气囊（2）和蓄能块（16），气囊（2）设置于机架上，蓄能块（16）位于运动台（17）与载物台（18）之间，蓄能块（16）能与气囊接触并挤压气囊；

还包括缓推单元，缓推单元包括支撑杆（6）、套管（7）、输出轴（8）、电磁铁（9）、行程开关（14）、电源、导线和弹性件（10），套管的一端封闭，且该端通过支撑杆（6）与运动台（17）连接，输出轴（8）滑动设置于套管（7）内，且输出轴（8）上设有卡槽（11）；套管（7）的内侧壁上设有凹腔（12），凹腔（12）内滑动设置有呈“冖”形的卡块（13），卡块（13）通过弹性件（10）与凹腔（12）的底部连接，“冖”形的卡块（13）的开口与所述卡槽（11）相对；电磁铁（9）固定安装在机架上，导线将电源、行程开关（14）和电磁铁（9）进行串联，卡块（13）能随套管（7）移动至电磁铁（9）上方，套管（7）与行程开关（14）接触使电磁铁通电；

蓄能单元的数量为两个，且两个蓄能单元各自位于支撑台（1）的两端；

在对样件之间的摩擦进行测试时，输出轴（8）向右伸长的过程中与卡块（13）接触并通过卡块（13）推动套管（7）、支撑杆（6）、运动台（17）、蓄能块（16）和载物台（18）移动，使载物台（18）上的样件和压块（15）上的样件进行均匀摩擦；

运动台（17）和蓄能块（16）向右移动的过程中挤压右侧的气囊（2），当套管（7）移动至电磁铁（9）上方、同时输出轴（8）即将伸长至极限状态时，套管（7）与行程开关（14）接触打开行程开关（14）使电磁铁（9）通电产生磁力，卡块（13）在电磁铁（9）的吸附作用下向下移动并与输出轴（8）分离，输出轴（8）不再作用于套管（7），输出轴（8）在套管（7）内减速向右伸长直至伸长至极限状态，然后向左反向收缩并逐步提高速度至匀速收缩；

输出轴（8）在套管（7）内减速向右伸长后向左收缩的过程中，挤压后的右侧的气囊（2）为运动台（17）和蓄能块（16）提供一个向左的推动力，从而带动运动台（17）和套管（7）向左移动，套管（7）与行程开关（14）分离后行程开关（14）转动复位关闭使电磁铁（9）断电，电磁铁（9）不再吸附卡块（13），卡块（13）在弹性件（10）的作用下向上移动复位；当输出轴（8）再次与卡块（13）接触时，输出轴（8）和卡块（13）均处于移动状态，接触后输出轴（8）通过卡块（13）带动套管（7）、支撑杆（6）、运动台（17）、蓄能块（16）和载物台（18）平稳向左反向移动，对样件之间的摩擦进行测试；

当输出轴（8）向左收缩的过程中，右侧的气囊（2）被拉伸，当输出轴（8）向左收缩至极限状态后向右伸长时，此过程中输出轴（8）不作用于卡块（13），而卡块（13）、套管（7）、支撑杆（6）和运动台（17）会在右侧气囊（2）的作用下向右移动；当向右移动的输出轴（8）和向右移动的卡块（13）接触后，带动运动台（17）平稳向右移动，对样件之间的摩擦进行测试。

2.根据权利要求1所述的材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，其特征在于：电磁铁和套管之间留有间隙。

3.根据权利要求2所述的材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，其特征在于：套管上设有海绵垫。

4.根据权利要求3所述的材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，其特征在于：海绵垫与套管粘接。

5.根据权利要求4所述的材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，其特征在于：气囊的尾部与机架粘接。

6.根据权利要求5所述的材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，其特征在于：机架上固定有支撑板，气囊与支撑板接触。

7.根据权利要求6所述的材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，其特征在于：还包括机架和气弹簧，机架位于支撑台的两端，气弹簧的两端各自与机架以及蓄能块连接。

8.根据权利要求7所述的材料摩擦异响试验台气囊式蓄能机构，其特征在于：输出轴的自由端的端面设置有石墨粉层。