CN112782011A - 一种轮边加速的模拟试验装置 - Google Patents

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潘娜娜
王春娟
郭金升
陶睿
康以诺
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Abstract

本发明涉及一种轮边加速的模拟试验装置，包括：摆杆滑动装置，继电器控制装置，传动系统，提升制动系统，缓冲装置，测量系统，防护装置以及主机机架；所述继电器控制装置，所述传动系统和所述缓冲装置位于所述摆杆滑动装置上，所述提升制动系统位于所述主机机架上，所述测量系统位于所述主机机架的下方，所述防护装置位于所述主机机架的侧边；所述传动系统可自动给转动轮加速，加速完成后自动分离，使用本发明轮边加速的模拟试验装置，通过传动系统实现转动轮的转速调节，实现装置的带速冲击模拟实验，安全性高，操作简单，实现连续冲击检测双向带速转动冲击试验。

Description

一种轮边加速的模拟试验装置
技术领域
本发明涉及一种带速转动冲击试验机，具体地说是涉及一种轮边加速的模拟试验装置。
背景技术
目前大多数单摆冲击试验机，单自由度，不能实现转动冲击试验。在进行冲击试验时，只能将测试样品倾斜一定的角度，用这种冲击试验计算的冲击时间不是瞬时的，具有一定的时间误差。而普通的冲击试验机，虽然达到摆锤双向冲击试样的目的，但每次进行冲击试验前都需要重新调整安装，增加了试验的工作量，而且还不能测量有速度要求的双向冲击试验。因此，需要研制一种既节约材料，又可连续使用，又能满足速度要求的电磁控制转动冲击试验机。
发明内容
本发明主要是为了解决以往冲击试验机的不足，提供一种轮边加速的模拟试验装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明一种轮边加速的模拟试验装置，包括：摆杆滑动装置，继电器控制装置，传动系统，提升制动系统，缓冲装置，测量系统，防护装置以及主机机架；所述继电器控制装置，所述传动系统和所述缓冲装置位于所述摆杆滑动装置上，所述提升制动系统位于所述主机机架上，所述测量系统位于所述主机机架的下方，所述防护装置位于所述主机机架的侧边；所述传动系统包括：驱动电机，联轴器，带座轴承，滚珠花键轴，花键连接轴，移动装置，滚动拨叉，连接盘，转动轮；所述驱动电机固定在主机机架的侧壁上，所述驱动电机的输出轴通过所述联轴器与所述滚珠花键轴连接，所述滚珠花键轴通过所述带座轴承支撑，并通过紧定螺钉进行径向和轴向定位，所述花键连接轴与所述滚珠花键轴配合连接，在传递扭矩的同时实现轴向相对滑动，所述移动装置固定在所述主机机架的安装座上通过滚珠丝杆与安装在所述滚动拨叉上的丝母紧固连接，所述滚动拨叉滚轮安装在所述花键连接轴两个定位轴肩内，所述连接盘的一端通过连接法兰与所述花键连接轴连接，所述连接盘的另一端和所述轮胎装置连接。
进一步的，所述移动装置包括：伺服电机，弹性联轴器，滚珠丝杆，丝母；所述伺服电机固定在所述主机机架的电机座上，通过弹性联轴器与所述滚珠丝杆连接，所述丝母与所述滚珠丝杆螺旋副配合，所述丝母固定在所述滚动拨叉的丝母安装孔内；所述滚动拨叉包括：U型架、滚轮I、轴承、小圆螺母、滚轮轴、丝母安装孔；所述滚动拨叉为中心对称结构，所述丝母安装孔位于所述U型架的正下方中间位置，所述轴承内圈安装在所述滚轮轴上通过所述小圆螺母和轴肩进行轴向定位，外圈与所述滚轮热装固定，所述滚轮轴通过轴孔配合对向安装在所述U型架上，通过轴用挡圈进行轴向定位，形成滚动拨叉结构；两个所述滚轮I呈中心对称分布在所述花键连接轴轴线两侧，所述滚轮I与所述花键连接轴的定位轴肩切向接触，两个所述滚轮I与所述花键连接轴为滚动摩擦，实现在所述花键连接轴旋转时对其进行轴向位置调整；所述连接盘包括：主动盘，从动盘；所述主动盘通过连接法兰与所述花键连接轴连接，所述从动盘固定在所述转动轮的轮毂上；所述主动盘和所述从动盘为Q235材质圆盘型类棘轮结构，提供单向驱动力。
进一步的，所述继电器控制装置包括：电磁铁，控制线，电磁继电器，继电器固定壳，固定铁片；所述继电器控制装置安装在所述摆杆滑动装置的摆杆上，所述电磁铁的材料采用软铁，断电后磁性容易消失，所述继电器固定壳和固定铁片采用6061铝合金加工而成，所述控制线采用导电性好的铜线；所述继电器固定壳通过螺栓安装在所述摆杆滑动装置的摆杆的上端面，所述电磁继电器安装在所述继电器固定壳内，所述继电器固定壳与所述固定铁片之间通过螺栓连接，所述电磁铁安装在所述摆杆滑动装置的摆杆的下端，所述电磁铁通过控制线与所述电磁继电器相连接。
进一步的，所述提升制动系统包括：电动机II，减速器，制动盘，制动器，摆轴，轴承座II，套筒；所述的电动机II与所述减速器连接，所述减速器通过所述摆轴与所述制动盘连接，所述制动器通过摩擦来控制所述制动盘转速；所述电动机II，减速器，轴承座II，制动器均通过螺栓固定在所述主机机架上，所述主机机架由矩形钢管加工而成，所述主机机架的底座由钢板加工而成，所述主机机架的底座与地面的混凝土地基相固定，所述摆轴通过固定的轴承座II安装在所述主机机架上，所述摆轴是由高强度钢制作而成，所述摆轴的表面通过所述套筒和180°分布的两个平键与所述摆杆滑动装置的摆杆连接。
进一步的，所述缓冲装置包括：弹簧箱，三角铁，所述弹簧箱由弹簧钢加工而成，所述弹簧箱与所述继电器控制装置的电磁铁外表面和所述摆杆滑动装置的滑动杆下端的三角铁相连接。
进一步的，所述测量系统包括：试样，测量盘，变形传感器和测量机座，所述试样通过夹具固定在所述测量盘上表面，所述测量盘位于所述测量机座的上方，所述变形传感器有六只，其中四只均布在所述测量盘的底部，另外两只安装在所述测量盘的端部，试验过程中转动轮加速后冲击所述试样，通过所述变形传感器采集冲击变形。
进一步的，所述防护装置由钢丝网加工而成，所述防护装置与所述主机机架底座的钢板和地基相连接。
实施本发明一种轮边加速的模拟试验装置，其有益效果在于：
(1)使用本发明滑动式电磁控制转动冲击试验机，安全性高，操作简单，方便实现双向转动冲击试验；通过电磁方式控制实现连续冲击检测。
(2)传动系统采用机械控制方式，自动加速，加速完成后自动分离，防止冲击对传动系统的损伤，同时也实现了转动轮的转速调节，实现装置的带速冲击模拟实验。
附图说明
图1为本发明一种轮边加速的模拟试验装置的立体结构图；
图2为本发明一种轮边加速的模拟试验装置的主视图；
图3为本发明一种轮边加速的模拟试验装置的摆杆滑动装置的结构图；
图4为本发明一种轮边加速的模拟试验装置的传动系统的结构图；
图5本发明一种轮边加速的模拟试验装置的滚动拨叉的结构图；
图6本发明一种轮边加速的模拟试验装置的连接盘的结构图；
图中：1-摆杆滑动装置，2-继电器控制装置，3-传动系统，4-提升制动系统，5-缓冲装置，6-测量系统，7-防护装置，8-主机机架，11-摆杆，12-滑道，13-滑动杆，14-滚轮，15-滚动轴，16-滚动轴承，21-电磁铁，22-控制线，23-电磁继电器，24-继电器固定壳，25-固定铁片，31-驱动电机，32-联轴器，33-带座轴承，34-滚珠花键轴，35-花键连接轴，36-移动装置，37-滚动拨叉，38-连接盘，39-转动轮，371-U型架，372-滚轮I，373-轴承，374-小圆螺母，375-滚轮轴，376-丝母安装孔，381-主动盘，382-从动盘，41-电动机II，42-减速器，43-制动盘，44-制动器，45-摆轴，46-轴承座II，51-弹簧箱，52-三角铁，61-试样，62-测量盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1、2、3、4、5、6所示，一种轮边加速的模拟试验装置，包括：摆杆滑动装置1，继电器控制装置2，传动系统3，提升制动系统4，缓冲装置5，测量系统6，防护装置7以及主机机架8；所述继电器控制装置2，所述传动系统3和所述缓冲装置5位于所述摆杆滑动装置1上，所述提升制动系统4位于所述主机机架8上，所述测量系统6位于所述主机机架8的下方，所述防护装置7位于所述主机机架8的侧边；所述摆杆滑动装置1包括：摆杆11，滑道12，滑动杆13，滚轮14，滚动轴15，滚动轴承16；所述继电器控制装置2包括：电磁铁21，控制线22，电磁继电器23，继电器固定壳24，固定铁片25；所述传动系统3包括：驱动电机31，联轴器32，带座轴承33，滚珠花键轴34，花键连接轴35，移动装置36，滚动拨叉37，连接盘38，转动轮39；所述驱动电机31固定在主机机架8的侧壁上，所述驱动电机31的输出轴通过所述联轴器32与所述滚珠花键轴34连接，所述滚珠花键轴34通过所述带座轴承33支撑，并通过紧定螺钉进行径向和轴向定位，所述花键连接轴35与所述滚珠花键轴34配合连接，在传递扭矩的同时实现轴向相对滑动，所述移动装置36固定在所述主机机架8的安装座上通过滚珠丝杆与安装在所述滚动拨叉37上的丝母紧固连接，所述滚动拨叉37滚轮安装在所述花键连接轴35两个定位轴肩内，所述滚动拨叉(37)包括：U型架(371)、滚轮I(372)、轴承(373)、小圆螺母(374)、滚轮轴(375)、丝母安装孔(376)；所述连接盘38的一端通过连接法兰与所述花键连接轴35连接，所述连接盘38的另一端和所述转动轮39连接；所述提升制动系统4包括：电动机II41，减速器42，制动盘43，制动器44，摆轴45，轴承座II46，套筒；所述缓冲装置5包括：弹簧箱51，三角铁52，所述测量系统6包括：试样61，测量盘62，变形传感器和测量机座。
如图1、2、3、4、5、6所示，一种轮边加速的模拟试验装置的工作方法具体步骤如下：轮胎加速时，所述移动装置36的伺服电机启动，推动丝母前进从而带动所述滚动拨叉37前进，所述滚动拨叉37的滚轮I372与所述花键连接轴35的定位轴肩切向接触，两个所述滚轮I372与所述花键连接轴35为滚动摩擦，实现对所述花键连接轴35进行轴向位置调整，实现所述主动盘381和所述从动盘382连接，所述移动装置36的伺服电机关闭；启动所述驱动电机31通过所述联轴器32将扭矩传递给所述滚珠花键轴34，所述滚珠花键轴34通过滚珠花键传递扭矩到所述花键连接轴35，所述花键连接轴35驱动所述主动盘381转动，从而将动力传递给所述转动轮39；加速完成后，启动所述移动装置36的伺服电机反转，将所述花键连接轴35回拉，将所述转动轮39的从动盘382与所述主动盘381自动分离，从而实现所述转动轮39的加速；加速完成后所述电动机II41带动减速器42运动，所述减速器42将动力传递给所述摆轴45，所述摆轴45带动所述摆杆11转到指定位置之后，所述制动器44抱闸，所述摆杆滑动装置1在指定位置停止；所述电动机II41和所述电磁继电器23断电，所述制动器44松开，所述滑动杆13随所述摆杆11自由下落，此时所述电磁铁21对所述滑动杆13没有吸力，所述滑动杆13下端的所述转动轮39以规定的速度V转动，所述转动轮39冲击所述试样61，所述缓冲装置5将所述转动轮39撞击试样61时弹起的高度控制在微小的范围内，避免弹起过高而影响实验结果；所述滑动杆13因所述滑动杆13下端的所述转动轮39冲击试样61而上移，这样所述转动轮39随着所述摆杆11和滑动杆13的下落完成了一次冲击试验，所述转动轮39在冲击所述试样61的瞬间，所述测量系统6中的变形传感器采集卡采集冲击变形；冲击完成后所述电动机II41通电继续进行后续的持续冲击试验。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轮边加速的模拟试验装置，其特征在于，包括：摆杆滑动装置(1)，继电器控制装置(2)，传动系统(3)，提升制动系统(4)，缓冲装置(5)，测量系统(6)，防护装置(7)以及主机机架(8)；所述继电器控制装置(2)，所述传动系统(3)和所述缓冲装置(5)位于所述摆杆滑动装置(1)上，所述提升制动系统(4)位于所述主机机架(8)上，所述测量系统(6)位于所述主机机架(8)的下方，所述防护装置(7)位于所述主机机架(8)的侧边；所述传动系统(3)包括：驱动电机(31)，联轴器(32)，带座轴承(33)，滚珠花键轴(34)，花键连接轴(35)，移动装置(36)，滚动拨叉(37)，连接盘(38)，转动轮(39)；所述驱动电机(31)固定在主机机架(8)的侧壁上，所述驱动电机(31)的输出轴通过所述联轴器(32)与所述滚珠花键轴(34)连接，所述滚珠花键轴(34)通过所述带座轴承(33)支撑，并通过紧定螺钉进行径向和轴向定位，所述花键连接轴(35)与所述滚珠花键轴(34)配合连接，在传递扭矩的同时实现轴向相对滑动，所述移动装置(36)固定在所述主机机架(8)的安装座上通过滚珠丝杆与安装在所述滚动拨叉(37)上的丝母紧固连接，所述滚动拨叉(37)滚轮安装在所述花键连接轴(35)两个定位轴肩内，所述连接盘(38)的一端通过连接法兰与所述花键连接轴(35)连接，所述连接盘(38)的另一端和所述转动轮(39)连接。
2.如权利要求1所述的一种轮边加速的模拟试验装置，其特征在于，所述移动装置(36)包括：伺服电机，弹性联轴器，滚珠丝杆，丝母；所述伺服电机固定在所述主机机架(8)的电机座上，通过弹性联轴器与所述滚珠丝杆连接，所述丝母与所述滚珠丝杆螺旋副配合，所述丝母固定在所述滚动拨叉(37)的丝母安装孔(376)内；所述滚动拨叉(37)包括：U型架(371)、滚轮I(372)、轴承(373)、小圆螺母(374)、滚轮轴(375)、丝母安装孔(376)；所述滚动拨叉(37)为中心对称结构，所述丝母安装孔(376)位于所述U型架(371)的正下方中间位置，所述轴承(373)内圈安装在所述滚轮轴(375)上通过所述小圆螺母(374)和轴肩进行轴向定位，外圈与所述滚轮I(372)热装固定，所述滚轮轴(375)通过轴孔配合对向安装在所述U型架(371)上，通过轴用挡圈进行轴向定位，形成滚动拨叉结构；两个所述滚轮I(372)呈中心对称分布在所述花键连接轴(35)轴线两侧，所述滚轮I(372)与所述花键连接轴(35)的定位轴肩切向接触，两个所述滚轮I(372)与所述花键连接轴(35)为滚动摩擦，实现在所述花键连接轴(35)旋转时对其进行轴向位置调整；所述连接盘(38)包括：主动盘(381)，从动盘(382)；所述主动盘(381)通过连接法兰与所述花键连接轴(35)连接，所述从动盘(382)固定在所述转动轮(39)的轮毂上；所述主动盘(381)和所述从动盘(382)为Q235材质圆盘型类棘轮结构，提供单向驱动力。
3.如权利要求1所述的一种轮边加速的模拟试验装置，其特征在于，所述摆杆滑动装置(1)包括：摆杆(11)，滑道(12)，滑动杆(13)，滚轮(14)，滚动轴(15)，滚动轴承(16)；所述摆杆(11)下端加工一个方形孔，方形孔内安装有四根特制三角铁组成所述滑道(12)，所述滑动杆(13)的上粗下细，内部安装四根横向放置的滚动轴(15)，所述滚动轴(15)为45号钢加工而成，所述滚动轴(15)上安装所述滚动轴承(16)，所述滚轮(14)通过滚动轴承(16)与滚动轴(15)相连接，所述滚轮(14)采用硬质合金钢加工制作，所述摆杆(11)与所述滑动杆(13)上端通过所述滚轮(14)和滑道(12)接触，随所述滚轮(14)不断滚动，实现所述滑动杆(13)在所述摆杆(11)内移动。
4.如权利要求1所述的一种轮边加速的模拟试验装置，其特征在于；所述继电器控制装置(2)包括：电磁铁(21)，控制线(22)，电磁继电器(23)，继电器固定壳(24)，固定铁片(25)；所述继电器控制装置(2)安装在所述摆杆滑动装置(1)的摆杆(11)上，所述电磁铁(21)的材料采用软铁，断电后磁性容易消失，所述继电器固定壳(24)和固定铁片(25)采用6061铝合金加工而成，所述控制线(22)采用导电性好的铜线；所述继电器固定壳(24)通过螺栓安装在所述摆杆滑动装置(1)的摆杆(11)的上端面，所述电磁继电器(23)安装在所述继电器固定壳(24)内，所述继电器固定壳(24)与所述固定铁片(25)之间通过螺栓连接，所述电磁铁(21)安装在所述摆杆滑动装置(1)的摆杆(11)的下端，所述电磁铁(21)通过控制线(22)与所述电磁继电器(23)相连接。
5.如权利要求1所述的一种轮边加速的模拟试验装置，其特征在于：所述提升制动系统(4)包括：电动机II(41)，减速器(42)，制动盘(43)，制动器(44)，摆轴(45)，轴承座II(46)，套筒；所述的电动机II(41)与所述减速器(42)连接，所述减速器(42)通过所述摆轴(45)与所述制动盘(43)连接，所述制动器(44)通过摩擦来控制所述制动盘(43)转速；所述电动机II(41)，减速器(42)，轴承座II(46)，制动器(44)均通过螺栓固定在所述主机机架(8)上，所述主机机架(8)由矩形钢管加工而成，所述主机机架(8)的底座由钢板加工而成，所述主机机架(8)的底座与地面的混凝土地基相固定，所述摆轴(45)通过固定的轴承座II(46)安装在所述主机机架(8)上，所述摆轴(45)是由高强度钢制作而成，所述摆轴(45)的表面通过所述套筒和180°分布的两个平键与所述摆杆滑动装置(1)的摆杆(11)连接。
6.如权利要求1所述的一种轮边加速的模拟试验装置，其特征在于：所述缓冲装置(5)包括：弹簧箱(51)，三角铁(52)，所述弹簧箱(51)由弹簧钢加工而成，所述弹簧箱(51)与所述继电器控制装置(2)的电磁铁(21)外表面和所述摆杆滑动装置(1)的滑动杆(13)下端的三角铁(52)相连接。
7.如权利要求1所述的一种轮边加速的模拟试验装置，其特征在于：所述测量系统(6)包括：试样(61)，测量盘(62)，变形传感器和测量机座，所述试样(61)通过夹具固定在所述测量盘(62)上表面，所述测量盘(62)位于所述测量机座的上方，所述变形传感器有六只，其中四只均布在所述测量盘(62)的底部，另外两只安装在所述测量盘(62)的端部，试验过程中转动轮(39)加速后冲击所述试样(61)，通过所述变形传感器采集冲击变形。
8.如权利要求1所述的一种轮边加速的模拟试验装置，其特征在于；所述防护装置(7)由钢丝网加工而成，所述防护装置(7)与所述主机机架(8)底座的钢板和地基相连接。
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