CN201680960U - 汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机，包括底座、安装在底座上的支架、电机和与电机连接的涡轮减速器，在所述涡轮减速器的输出端设置有曲柄，曲柄的偏心端设置有第一滑轮，所述第一滑轮上安装有传动带，所述传动带的一端绕设在辘轳轴上，传动带的另一端绕过第一滑轮后固定在位于支架上的支杆上，所述辘轳轴安装在支承座上，所述支承座设置在支架的上端，所述辘轳轴上绕设有左升降带和与左升降带间隔设置的右升降带，在所述左升降带和右升降带的下端套设升降轴。通过曲柄、滑轮、辘轳轴和传动带的组合作用将使得圆周运动转化为往复直线运动的行程得到进一步的放大。提高了测试机的工作效率，降低制造成本。

Description

汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机

技术领域

本实用新型属于弹簧疲劳特性测试装置领域，特别涉及一种汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机。

背景技术

安全带是各类汽车出于安全驾乘需要于座席位必装的设施，在紧急制动或发生碰撞的瞬间对驾乘人员起安全保护作用。蜗卷弹簧总成是安全带的核心部件，其作用为收放带长，且在扯拉加速度达到一定值时进行自锁。作为总成中的蜗卷弹簧必须具有满足机构设计需求的机械性能指标，如：极限扭转圈数、不同状态下的扭力矩等。由于安全带系频繁使用，且每次收放过程中弹簧横断面受交变弯矩作用，因此弹簧的疲劳特性在本件(安全带)中至为突出，其直接决定安全带在规定的使用期限内的可靠性及有效性。为此，相关部门对安全带所用的蜗卷弹簧提出严格的抗疲劳特性参数要求。检测、检验这一部件的疲劳特性是生产部门与需求部门质管的一项必须工作。

蜗卷弹簧疲劳特性的实验原理与方法：即将蜗卷弹簧在一定的速度范围内反复进行旋紧与释放(旋紧的程度依不同规格而定)，直至失效为止。将其承受交变应力作用的次数用作衡量弹簧的抗疲劳特性，车用安全带所用卷簧的抗疲劳参数通常在数万次以上。国内外通常采取对车用安全带总成产品件(通常拆除加速度敏感器件)进行试验的方式，以检测所用蜗卷弹簧的疲劳寿命指数。

通观现有的检测设备，缺乏统一性与标准性特征，多为各厂根据产品需求的设计要求与自身条件自行设计。从结构原理方面，大多采用“曲柄滑块机构”原理，也有少数采用“曲柄摇杆机构”，将动力机(或减速装置)的圆周运动转变为往复直线运动或往复摆动，再利用往复直线运动或往复摆动实施对蜗卷弹簧的收紧与释放。由于往复直线运动行程大多要求在1～2m范围(根据安全带所用蜗卷弹簧的几何尺寸范围及设计要求)，而“曲柄滑块机构”中，直线行程为曲柄半径的2倍，因此设备体积较大(尤以卧式更甚)，同时由于滑块结构的设置，不仅提升加工精度高的要求，而且其“移动副”的摩擦作用，致使机械效率低下。另外，欲实施对多试件的同时检测(即增大试件容量)，不仅进一步增大设备所占空间，也致相关部件受力更趋于不合理。

因此，适应本试验特征要求，创新结构、克服上述不足、降低造价、提高机械效率及工作效率，不仅是汽车安全带生产中对此设备的需求，同时也是蜗卷弹簧生产行业技术革新与进步的必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机。通过曲柄、滑轮、辘轳轴和传动带的组合作用将使得圆周运动转化为往复直线运动的行程得到进一步的放大，不仅提高了测试机的工作效率，而且节约了成本及便于推广。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机，包括底座、安装在底座上的支架、电机和与电机连接的涡轮减速器，在所述涡轮减速器的输出端设置有曲柄，曲柄的偏心端设置有第一滑轮，所述第一滑轮上安装有传动带，所述传动带的一端绕设在辘轳轴上，传动带的另一端绕过第一滑轮后固定在位于支架上的支杆上，所述辘轳轴安装在支承座上，所述支承座设置在支架的上端，所述辘轳轴上绕设有左升降带和与左升降带间隔设置的右升降带，在所述左升降带和右升降带的下端套设升降轴。

前述的汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机，所述支架的一侧设有固定在底座上的挂钩总成，支架的另一侧设有位于底座上的固定板，所述固定板上设置有蜗卷弹簧总成，所述蜗卷弹簧总成内设有安全带软带，所述安全带软带的一端绕设在蜗卷弹簧总成内部，安全带软带的另一端从蜗卷弹簧总成伸出并绕过设置在升降轴上的第二滑轮后固定在挂钩总成上。

上述的汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机，所述传动带在辘轳轴上为逆时针绕设，所述左升降带和右升降带在辘轳轴上均为顺时针绕设。

上述的汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机，在所述辘轳轴上的左升降带和右升降带处安装有行程调节对开圆柱。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、在机械原理方面，综合利用曲柄、滑轮、辘轳结构设计出一种将圆周运动转为往复直线运动的新型结构体系，并用于检测车用安全带蜗卷弹簧的疲劳特性，与传统的“曲柄滑块”机构相比较，本实用新型获取的直线运动行程为曲柄半径的4倍(而“曲柄滑块”机构所转变的直线运动行程只能为曲柄半径的2倍)，此机构用于蜗卷弹簧疲劳特性检测设备，使整机的设计更突显合理性。

2、本实用新型在减速器之后的传动过程中无“移动副”。虽然升降轴呈上下移动，但在其运动过程不发生沿移动方向的摩擦作用，全部关节为“转动副”，因此机械效率必然得以提高，此亦为优于“曲柄滑块”机构的特征之一。

3、本实用新型用于蜗卷弹簧的疲劳检验，较之其他结构方式具有结构简单紧凑、易于调控、加工制造方便、成本低、体积小等优势。

4、在调整直线行程方面，除了调整曲柄偏心半径外，尚可通过调整升降带予绕辘轳轴的圈数或辘轳轴在此处的外圆柱半径以达到调整升降行程大小的目的。

5、本设计所提出的将圆周运动转换为往复直线运动的新型结构，可在类似于此需求的机械机构设计中予以推广与应用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为图1的A向视图。

图3为本实用新型辘轳轴的局部示意图。

附图标记说明：

1-电机；         2-涡轮减速器；   3-曲柄；

4-第一滑轮；     5-传动带；       6-支架；

7-支承座；       8-辘轳轴；       9-左升降带；

10-支杆；        11-升降轴；      12-安全带软带；

13-蜗卷弹簧总成；14-蜗卷弹簧；    15-蜗卷弹簧芯轴；

16-底座；        17-挂钩总成；    18-第二滑轮；

19-右升降带；    20-固定板；      21-行程调节对开圆柱。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机，包括底座16、安装在底座16上的支架6、电机1和与电机1连接的涡轮减速器2，在所述涡轮减速器2的输出端设置有曲柄3，曲柄3的偏心端设置有第一滑轮4，所述第一滑轮4上安装有传动带5，所述传动带5的一端绕设在辘轳轴8上，传动带5的另一端绕过第一滑轮4后固定在位于支架6上的支杆10上，所述辘轳轴8安装在支承座7上，所述支承座7设置在支架6的上端，所述辘轳轴8上绕设有左升降带9和与左升降带9间隔设置的右升降带19，在所述左升降带9和右升降带19的下端套设升降轴11。所述支架6的一侧设有固定在底座16上的挂钩总成17，支架6的另一侧设有位于底座16上的固定板20，所述固定板20上设置有蜗卷弹簧总成13，所述蜗卷弹簧总成13包括蜗卷弹簧芯轴15、绕蜗卷弹簧芯轴15设置的蜗卷弹簧14和与蜗卷弹簧芯轴15相连的滚筒，所述蜗卷弹簧总成13内设有安全带软带12，所述安全带软带12的一端绕设在蜗卷弹簧总成13内部，具体的是，安全带软带12一端绕设在与蜗卷弹簧芯轴15相连的滚筒上，安全带软带12的另一端从蜗卷弹簧总成13伸出并绕过设置在升降轴11上的第二滑轮18后固定在挂钩总成17上。所述传动带5在辘轳轴8上为逆时针绕设，所述左升降带9和右升降带19在辘轳轴8上均为顺时针绕设。如图3所示，在所述辘轳轴8上的左升降带9和右升降带19处安装有可更换的行程调节对开圆柱21。

本实用新型汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机的工作原理是：启动电机1，曲柄3逆时针方向转动，(如图1转向箭头所示)，曲柄3的转动从而拉动绕设在第一滑轮4上的传动带5，传动带5展开的长度逐渐变大，由于传动带5的一端绕设于辘轳轴8上，故随着传动带5的拉动，从而带动辘轳轴8逆时针方向转动，随着辘轳轴8的转动，带动左升降带9和右升降带19不断在辘轳轴8上缠绕，使得穿套于左升降带9和右升降带19下端的升降轴11垂直向上平移，绕设于第二滑轮18上的安全带软带12的展开长度必然增大。由于安全带软带12从蜗卷弹簧总成13拉出，且安全带软带12一端绕设于与蜗卷弹簧芯轴15相连的滚筒上，故安全带软带12的上拉作用使蜗卷弹簧芯轴15逆时针方向旋转，从而对蜗卷弹簧14进行旋紧。

当曲柄3逆时针转至最下位置后，传动带5展开的长度开始变小，此时升降轴11在自身重力及蜗卷弹簧扭矩产生向下拉力的共同作用下而向下移动，从而通过左升降带9和右升降带19带动辘轳轴8开始顺时针方向转动，此顺时针方向转动正与传动带5展开长度变小的运动相谐配，蜗卷弹簧芯轴15顺时针方向旋转使安全带软带12回收，从而对蜗卷弹簧14进行释放。

当曲柄3逆时针方向转至最上位置后，传动带5展开长度则由最小开始变大，此时，升降轴11也开始从最低位置转而向上运动。

曲柄3每旋转一周，即实现升降轴11完成一次上下往复运动，从而完成对蜗卷弹簧的14的一次交变应力作用过程。通过这种对蜗卷弹簧14反复进行旋紧与释放，直至失效的方式，以其承受交变应力作用的次数来衡量该弹簧的抗疲劳特性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机，包括底座(16)、安装在底座(16)上的支架(6)、电机(1)和与电机(1)连接的涡轮减速器(2)，其特征在于：在所述涡轮减速器(2)的输出端设置有曲柄(3)，曲柄(3)的偏心端设置有第一滑轮(4)，所述第一滑轮(4)上安装有传动带(5)，所述传动带(5)的一端绕设在辘轳轴(8)上，传动带(5)的另一端绕过第一滑轮(4)后固定在位于支架(6)上的支杆(10)上，所述辘轳轴(8)安装在支承座(7)上，所述支承座(7)设置在支架(6)的上端，所述辘轳轴(8)上绕设有左升降带(9)和与左升降带(9)间隔设置的右升降带(19)，在所述左升降带(9)和右升降带(19)的下端套设升降轴(11)。

2.根据权利要求1所述的汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机，其特征在于：所述支架(6)的一侧设有固定在底座(16)上的挂钩总成(17)，支架(6)的另一侧设有位于底座(16)上的固定板(20)，所述固定板(20)上设置有蜗卷弹簧总成(13)，所述蜗卷弹簧总成(13)内设有安全带软带(12)，所述安全带软带(12)的一端绕设在蜗卷弹簧总成(13)内部，安全带软带(12)的另一端从蜗卷弹簧总成(13)伸出并绕过设置在升降轴(11)上的第二滑轮(18)后固定在挂钩总成(17)上。

3.根据权利要求2所述的汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机，其特征在于：所述传动带(5)在辘轳轴(8)上为逆时针绕设，所述左升降带(9)和右升降带(19)在辘轳轴(8)上均为顺时针绕设。

4.根据权利要求3所述的汽车用安全带蜗卷弹簧疲劳特性新型试验机，其特征在于：在所述辘轳轴(8)上的左升降带(9)和右升降带(19)处安装有行程调节对开圆柱(21)。

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