CN113514261A - 一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置，其机械部分由减速电机、导轮、钢丝绳、底座、槽钢立柱、尼龙棒、落锤、圆柱导轨、抓取机构、横梁、链条、链轮、楔形机构、气缸和气缸安装板组成；控制部分由信号单元、输入信号调理电路、滤波电路、计算机、PCI‑1711L板卡、输出信号调理电路、制动电阻、变频器、减速电机和气动换向阀组成。本发明构造简单，节约成本，安装方便，自动化程度高，系统单次循环周期短，极大地提高了减震器疲劳试验的效率。

Description

一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置

技术领域

本发明属于产品性能测试领域，涉及一种疲劳性能测试试验装置，更具体地说，是涉及一种针对摩托车减震器的连续冲击疲劳试验装置。

背景技术

减震器作为摩托车集安全和性能为一体的关键部件，在减震器产品出厂或整车装配之前都会对其性能进行检测，目前常用的疲劳试验方法有两种，一种是采用单根减震器竖直安装以一定振幅和频率正弦激振几十万乃至上百万次，其加载模式与减震器在摩托车上实际工况差距较大，且耗时长，大约需两周才能完成一次减震器的耐久试验。另一种为转鼓试验，采用双前减组成悬架并装上车轮按实际倾角安装在转鼓试验机上，利用转鼓的转动使轮上凸台对车轮产生冲击激振，该试验方法减震器的安装角度与实际工况相同，并在试验中对减震器施加侧向力，试验方法接近减震器实际工况，但同样耗时较长。

传统疲劳性能测试装置不能满足高端化减震产品的测试要求。缺乏测试设备和手段，使得国内摩托车减震器生产企业长期停留在低端或中低端层次，难以进入高端减震器的生产和销售。因此国内减震器行业迫切需要提升检测手段，完善测试设备，适应企业产品升级转型的需要。实际由于加载强度的差异，经受高强度冲击载荷的工作部件，与低强度冲击下相比其冲击响应有许多不同规律，在高速（4m/s-5m/s的加载速度是上述两种试验方法的8-10倍）冲击下，冲击瞬间减震器内部压力急剧增大，对减震器内部零件质量尤其是活塞与筒壁的抗磨损性能和密封件的质量提出了更高的要求，高强度冲击试验的目的在于尽量模拟高端减震产品使用时的真实工况，为工程设计提供真实的试验数据。针对摩托车减震器冲击疲劳试验，落锤式冲击试验机兼顾减震器强度和耐久性能，是一种结构简单、运行平稳、连续性好的高强度冲击加载设备，针对高端摩托车减震器，取代传统的正弦激振试验和转鼓式冲击试验装置，可大大缩短试验时间，提高试验效率。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有测试试验中存在的问题和不足，提供一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置，包括机构部分，所述机械部分由减速电机、导轮、钢丝绳、底座、槽钢立柱、尼龙棒、落锤、圆柱导轨、抓取机构、横梁、链条、链轮、楔形机构、气缸和气缸安装板组成，所述气缸位于底座上方且所述气缸通过气缸安装板与槽钢立柱固定连接，所述减速电机固定安装于底座内部，所述减速电机输出轴通过键连接导轮，所述导轮绳槽中固定并卷绕钢丝绳，所述钢丝绳另一端穿设槽钢立柱内侧并固定连接链条一端，所述链条经安装于横梁上方的链轮后挂接抓取机构，所述导轮缠绕钢丝绳后的等效周长等于抓取机构的行程，所述抓取机构两端分别滑动连接在两侧的圆柱导轨上，所述抓取机构内置的构件可被落锤上部凸起的蘑菇头状导杆插入并牢靠连接，所述楔形机构插入抓取机构后抓取机构与落锤分离，所述落锤两端通过中间呈弧状凹陷的尼龙滚轮在圆柱导轨上自由滚动，所述落锤下端面呈凹陷状，所述气缸安装板上部左右对称布置两个尼龙棒，所述落锤下端面凹陷深度等于尼龙棒高度且凹陷宽度能完全覆盖两个尼龙棒。

优选的，所述抓取机构两端通过滑动轴承套接在两侧圆柱导轨上。

优选的，还包括控制部分，所述控制部分由信号单元、输入信号调理电路、滤波电路、计算机、PCI-L板卡、输出信号调理电路、制动电阻、变频器、减速电机和气动换向阀组成，所述信号单元由自动/手动选择开关、手动起升/自动启动按钮、手动下降按钮、手动停止按钮、第一接近开关至第四接近开关和加速度传感器组成，所述PCI-L板卡具有数字量输入模块、模拟量输入模块和数字量输出模块，所述信号单元中除加速度传感器外的其他元件连接输入信号调理电路，输入信号调理电路再连接数字量输入模块，所述加速度传感器依次串接滤波电路和模拟量输入模块，所述数字量输出模块连接输出信号调理电路，输出信号调理电路依次串接变频器和减速电机，所述变频器还与制动电阻连接，所述输出信号调理电路还与气动换向阀连接，所述输入信号调理电路把/V直流信号转换为/V的直流信号，所述输出信号调理电路把/V直流信号转换为/V的直流信号。

优选的，所述第一接近开关至第四接近开关均安装于所述同一侧槽钢立柱上，其中第一接近开关安装高度比抓取机构位于顶部的极限位置低1cm，第二接近开关安装高度比第一接近开关低抓取机构整个行程的五分之一，第三接近开关安装高度位于抓取机构行程的最低位置处，第四接近开关安装高度比尼龙棒最高点高出5cm，且所述第四接近开关为感应磁性的霍尔型接近开关。

优选的，所述落锤上安装有加速度传感器和被所述第四接近开关感应的磁铁。

优选的，所述变频器通过其内部可设定的两档固定速度来控制减速电机的高速和低速，所述减速电机具有制动器装置。

优选的，所述控制部分具有自动控制和手动控制两种模式，所述自动/手动选择开关为自动模式时，手动起升/自动启动按钮作为自动模式的启动按钮，自动/手动选择开关为手动模式时，手动起升/自动启动按钮作为手动模式的起升按钮。

本发明的优点和有益效果是：

（1）本发明的减震器连续冲击疲劳试验控制系统构造简单，安装方便，成本节约。

（2）本发明的减震器连续冲击疲劳试验控制系统自动化程度高，系统自动运行时单次循环周期短，极大地提高了减震器疲劳试验的效率。

（3）本发明的减震器连续冲击疲劳试验控制系统可以自动连续抓取和释放落锤，使用气缸可防止落锤的二次冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制原理图。

图中：1-导轮，2-钢丝绳，3-底座，4-槽钢立柱，5-尼龙棒，6-落锤，7-圆柱导轨，8-抓取机构，9-横梁，10-链条，11-链轮，12-楔形机构，13-气缸，14-气缸安装板，20-信号单元，21-自动/手动选择开关，22-手动起升/自动启动按钮，23-手动下降按钮，24-手动停止按钮，25-第一接近开关，26-第二接近开关，27-第三接近开关，28-第四接近开关，29-加速度传感器，30-输入信号调理电路，40-滤波电路，50-计算机，60-PCI-1711L板卡，61-数字量输入模块，62-模拟量输入模块，63-数字量输出模块，70-输出信号调理电路，80-制动电阻，90-变频器，100-减速电机，110-气动换向阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1~2，一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置，包括机构部分，机械部分由减速电机100、导轮1、钢丝绳2、底座3、槽钢立柱4、尼龙棒5、落锤6、圆柱导轨7、抓取机构8、横梁9、链条10、链轮11、楔形机构12、气缸13和气缸安装板14组成，气缸13位于底座3上方且气缸13通过气缸安装板14与槽钢立柱4固定连接，减速电机100固定安装于底座3内部，减速电机100输出轴通过键连接导轮1，导轮1绳槽中固定并卷绕钢丝绳2，钢丝绳2另一端穿设槽钢立柱4内侧并固定连接链条10一端，链条10经安装于横梁9上方的链轮11后挂接抓取机构8，导轮1缠绕钢丝绳2后的等效周长等于抓取机构8的行程，抓取机构两端分别滑动连接在两侧的圆柱导轨7上，抓取机构8内置的构件可被落锤6上部凸起的蘑菇头状导杆插入并牢靠连接，楔形机构12插入抓取机构8后抓取机构8与落锤6分离，落锤6两端通过中间呈弧状凹陷的尼龙滚轮在圆柱导轨7上自由滚动，落锤6下端面呈凹陷状，气缸安装板14上部左右对称布置两个尼龙棒5，落锤6下端面凹陷深度等于尼龙棒5高度且凹陷宽度能完全覆盖两个尼龙棒5。

抓取机构8两端通过滑动轴承套接在两侧圆柱导轨7上。

还包括控制部分，控制部分由信号单元20、输入信号调理电路30、滤波电路40、计算机50、PCI-1711L板卡60、输出信号调理电路70、制动电阻80、变频器90、减速电机100和气动换向阀110组成，信号单元20由自动/手动选择开关21、手动起升/自动启动按钮22、手动下降按钮23、手动停止按钮24、第一接近开关25至第四接近开关28和加速度传感器29组成，PCI-1711L板卡60具有数字量输入模块61、模拟量输入模块62和数字量输出模块63，信号单元20中除加速度传感器29外的其他元件连接输入信号调理电路30，输入信号调理电路30再连接数字量输入模块61，加速度传感器29依次串接滤波电路40和模拟量输入模块62，数字量输出模块63连接输出信号调理电路70，输出信号调理电路70依次串接变频器90和减速电机100，变频器90还与制动电阻80连接，输出信号调理电路70还与气动换向阀110连接，输入信号调理电路30把0/24V直流信号转换为0/5V的直流信号，输出信号调理电路70把0/5V直流信号转换为0/24V的直流信号。

第一接近开关25至第四接近开关28均安装于同一侧槽钢立柱4上，其中第一接近开关25安装高度比抓取机构8位于顶部的极限位置低1cm，当抓取机构8挂载落锤6向上运动，触发到第一接近开关25时，此时，楔形机构12也正好插入到当抓取机构8中，落锤6和抓取机构8开始分离，落锤6以近似自由落体的状态下落，抓取机构8则在减速电机100制动器的作用下停止运动；第二接近开关26安装高度比第一接近开关25低抓取机构8整个行程的五分之一，当抓取机构8挂载落锤6向上运动，触发到第二接近开关26时，减速电机100的提升速度由高速切换为低速；第三接近开关27安装高度位于抓取机构8行程的最低位置处，作为整个试验装置自动运行时的初始位置，且自动运行模式的初始状态需要人工把抓取机构8和落锤6连接在一起；第四接近开关28安装高度比尼龙棒5最高点高出5cm，且第四接近开关28为感应磁性的霍尔型接近开关，当落锤6以近似自由落体下落到第四接近开关28位置处，气动换向阀110控制气缸13的活塞杆伸出，以支撑落锤6，防止落锤6被减震器弹起后二次冲击，尼龙棒5用于对气缸13的保护，防止气缸13的活塞在落锤6作用下撞击气缸盖。

落锤6上安装有加速度传感器29和被第四接近开关28感应的磁铁，加速度传感器29用于检测落锤6撞击减震器过程中产生的加速度。

变频器90通过其内部可设定的两档固定速度来控制减速电机100的高速和低速，减速电机100具有制动器装置。

控制部分具有自动控制和手动控制两种模式，自动/手动选择开关21为自动模式时，手动起升/自动启动按钮22作为自动模式的启动按钮，自动/手动选择开关21为手动模式时，手动起升/自动启动按钮22作为手动模式的起升按钮。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置，其特征在于：包括机构部分，所述机械部分由减速电机（100）、导轮（1）、钢丝绳（2）、底座（3）、槽钢立柱（4）、尼龙棒（5）、落锤（6）、圆柱导轨（7）、抓取机构（8）、横梁（9）、链条（10）、链轮（11）、楔形机构（12）、气缸（13）和气缸安装板（14）组成，所述气缸（13）位于底座（3）上方且所述气缸（13）通过气缸安装板（14）与槽钢立柱（4）固定连接，所述减速电机（100）固定安装于底座（3）内部，所述减速电机（100）输出轴通过键连接导轮（1），所述导轮（1）绳槽中固定并卷绕钢丝绳（2），所述钢丝绳（2）另一端穿设槽钢立柱（4）内侧并固定连接链条（10）一端，所述链条（10）经安装于横梁（9）上方的链轮（11）后挂接抓取机构（8），所述导轮（1）缠绕钢丝绳（2）后的等效周长等于抓取机构（8）的行程，所述抓取机构两端分别滑动连接在两侧的圆柱导轨（7）上，所述抓取机构（8）内置的构件可被落锤（6）上部凸起的蘑菇头状导杆插入并牢靠连接，所述楔形机构（12）插入抓取机构（8）后抓取机构（8）与落锤（6）分离，所述落锤（6）两端通过中间呈弧状凹陷的尼龙滚轮在圆柱导轨（7）上自由滚动，所述落锤（6）下端面呈凹陷状，所述气缸安装板（14）上部左右对称布置两个尼龙棒（5），所述落锤（6）下端面凹陷深度等于尼龙棒（5）高度且凹陷宽度能完全覆盖两个尼龙棒（5）。

2.根据权利要求1所述的一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置，其特征在于：所述抓取机构（8）两端通过滑动轴承套接在两侧圆柱导轨（7）上。

3.根据权利要求1所述的一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置，其特征在于：还包括控制部分，所述控制部分由信号单元（20）、输入信号调理电路（30）、滤波电路（40）、计算机（50）、PCI-1711L板卡（60）、输出信号调理电路（70）、制动电阻（80）、变频器（90）、减速电机（100）和气动换向阀（110）组成，所述信号单元（20）由自动/手动选择开关（21）、手动起升/自动启动按钮（22）、手动下降按钮（23）、手动停止按钮（24）、第一接近开关（25）至第四接近开关（28）和加速度传感器（29）组成，所述PCI-1711L板卡（60）具有数字量输入模块（61）、模拟量输入模块（62）和数字量输出模块（63），所述信号单元（20）中除加速度传感器（29）外的其他元件连接输入信号调理电路（30），输入信号调理电路（30）再连接数字量输入模块（61），所述加速度传感器（29）依次串接滤波电路（40）和模拟量输入模块（62），所述数字量输出模块（63）连接输出信号调理电路（70），输出信号调理电路（70）依次串接变频器（90）和减速电机（100），所述变频器（90）还与制动电阻（80）连接，所述输出信号调理电路（70）还与气动换向阀（110）连接，所述输入信号调理电路（30）把0/24V直流信号转换为0/5V的直流信号，所述输出信号调理电路（70）把0/5V直流信号转换为0/24V的直流信号。

4.根据权利要求3所述的一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置，其特征在于：所述第一接近开关（25）至第四接近开关（28）均安装于所述同一侧槽钢立柱（4）上，其中第一接近开关（25）安装高度比抓取机构（8）位于顶部的极限位置低1cm，第二接近开关（26）安装高度比第一接近开关（25）低抓取机构（8）整个行程的五分之一，第三接近开关（27）安装高度位于抓取机构（8）行程的最低位置处，第四接近开关（28）安装高度比尼龙棒（5）最高点高出5cm，且所述第四接近开关（28）为感应磁性的霍尔型接近开关。

5.根据权利要求3所述的一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置，其特征在于：所述落锤（6）上安装有加速度传感器（29）和被所述第四接近开关（28）感应的磁铁。

6.根据权利要求3所述的一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置，其特征在于：所述变频器（90）通过其内部可设定的两档固定速度来控制减速电机（100）的高速和低速，所述减速电机（100）具有制动器装置。

7.根据权利要求3所述的一种摩托车减震器连续冲击疲劳试验装置，其特征在于：所述控制部分具有自动控制和手动控制两种模式，所述自动/手动选择开关（21）为自动模式时，手动起升/自动启动按钮（22）作为自动模式的启动按钮，自动/手动选择开关（21）为手动模式时，手动起升/自动启动按钮（22）作为手动模式的起升按钮。

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