CN212432941U - 一种小样台架加载支架及试验设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种小样台架加载支架及试验设备，涉及摩擦试验机领域，包括连接杆和杠杆支架，杠杆支架包括支杆和铰接在支杆上的牵引杆，牵引杆一端连接有第一铁板，另一端连接有第二铁板，第一铁板配合有第一电磁铁，第二铁板配合有第二电磁铁，连接杆一端铰接在牵引杆上，另一端连接夹具，通过电磁铁与配重块配合，并配合杠杆机构对连接杆和夹具的动作进行控制，在加载时，通过省力杠杆提高加载力度，在卸载时，通过费力杠杆实现对连接杆的快速驱动，提高卸载速度，从而满足快速加载、卸载的小样试验需求。

Description

一种小样台架加载支架及试验设备

技术领域

本公开涉及摩擦试验机领域，特别涉及一种小样台架加载支架及试验设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

制动衬片摩擦性能小样试验机，也称为CHASE摩擦试验机，适用于制动衬片小样品试验的一种试验机，用于评估刹车系统中材料的摩擦特性，并能够广泛应用于产品配方研究、生产过程中产品质量控制及出口产品质量认证等。

发明人发现，目前的小样台架试验机多以一个恒定的压力将被测试样压在摩擦鼓上，通过摩擦鼓的转动使得小样与摩擦鼓之间产生相对运动，测取相应的参数并确定被测样品的摩擦系数；但是，对于施加在小样上的压力多采用机械加载的方式，对于采用电动丝杠加载的机构，其虽然能够通过转动的角度精确调整加载力，但是，受限于其通过转动调节实现轴向移动的方式，无法实现快速的加载、卸载过程，在对多种小样进行摩擦试验时，尤其是多种小样需要频繁更换安装在夹具上时，采用电动丝杠加载的方式加载、卸载耗费时间较长，难以满足快速更换试验小样的需求。

实用新型内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种小样台架加载支架及试验设备，通过电磁铁与配重块配合，并配合杠杆机构对连接杆和夹具的动作进行控制，在加载时，通过省力杠杆提高加载力度，在卸载时，通过费力杠杆实现对连接杆的快速驱动，提高卸载速度，从而满足快速加载、卸载的小样试验需求。

本公开的第一目的是提供一种小样台架加载支架，采用以下技术方案：

包括连接杆和杠杆支架，杠杆支架包括支杆和铰接在支杆上的牵引杆，牵引杆一端连接有第一铁板，另一端连接有第二铁板，第一铁板配合有第一电磁铁，第二铁板配合有第二电磁铁，连接杆一端铰接在牵引杆上，另一端连接夹具。

进一步地，所述牵引杆中部与支杆铰接形成杠杆结构，其铰接点作为支点，所述第一铁板、第二铁板分别位于支点的两侧。

进一步地，所述连接杆端部铰接在牵引杆上，且其铰接点位于第一铁板与支点之间。

进一步地，所述连接杆与牵引杆的铰接位置到支点的距离大于第二铁板到支点的距离。

进一步地，第一铁板朝向第一电磁铁的作用区域布置，第二铁板朝向第二电磁铁作用区域布置，所述牵引杆绕牵引杆与支杆的铰接点转动，第一铁板和第二铁板在其对应电磁铁的作用下驱动牵引杆转动。

进一步地，所述第一电磁铁通过第一铁板驱动牵引杆绕铰接点转动方向与第二电磁铁通过第二铁板牵引杆绕铰接点转动方向相反。

进一步地，所述连接杆上配合有配重块，配重块配合牵引杆共同对夹具施加作用力。

进一步地，所述连接杆上配合有测力计，测取连接杆沿轴向施加在夹具上的加载力。

进一步地，所述夹具内设有凹槽，用于配合安装小样，夹具在连接杆作用下将小样压紧在外部摩擦机构上。

本公开的第二目的是提供一种小样台架试验设备，包括如上所述的小样台架加载支架。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)通过配重块、测力计和电磁铁对小样夹具的共同作用，对小样的加载力进行快速、精确调整，满足小样摩擦试验过程中，对加载力控制精度、加载响应速度的需求；

(2)采用第一铁板、第一电磁铁形成的加载机构，能够配合配重块对小样施加加载力，在调节加载力度时，只需要对第一电磁铁的电流参数进行调节，即可实现第一铁板所受磁性牵引力的调节，从而改变配重块、第一铁板共同对小样的加载力，并能够通过电磁铁电流参数的调节实现对加载力的精确调节；

(3)通过第二铁板、第二电磁铁形成的卸载机构，能够配合支点处形成费力杠杆，从而克服配重块的重力并且带动连接杆动作，第二电磁铁通电时，吸附第二铁板并带动配重块提升，快速解除加载支架对小样的加载力，在第二电磁铁断电时，第二铁板和配重块在重力作用下下落，从而实现小样与摩擦鼓的接触，实现快速加载；

(4)通过杠杆机构能够对电磁铁吸附铁板的磁力进行放大后施加在配重块上，减小电磁铁的功率配置，从而降低整体的体积占用空间，降低整机的重量。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1中加载支架的整体结构示意图；

图2为本公开实施例1中加载支架的侧视示意图。

图中，1-摩擦鼓，2-夹具，3-连接杆，4-配重块，5-支杆，6-牵引杆，7-第一电磁铁，8-第一铁板，9-第二电磁铁，10-测力计，11-小样，12-第二铁板，501-第一臂，502-第二臂。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中采用电动丝杠加载的机构，其虽然能够通过转动的角度精确调整加载力，但是，受限于其通过转动调节实现轴向移动的方式，无法实现快速的加载、卸载过程，针对上述问题，本公开提出了一种小样台架加载支架及试验设备。

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提出了一种小样台架加载支架。

主要针对目前小样摩擦试验过程中，对小样11施加加载力时出现的加载响应慢的问题，采用小样台架加载支架进行解决；

主要包括依次连接的夹具2、连接杆3、配重块4和杠杆支架，配重块和杠杆支架共同通过连接杆对夹具进行加载和卸载，满足小样摩擦试验过程中的加载需求。

对于小样进行加载时，具有快速加载、快速卸载的需求，针对上述需求，杠杆支架包括支杆5和铰接在支杆上的牵引杆6，牵引杆一端连接有第一铁板8，另一端连接有第二铁板12，第一铁板配合有第一电磁铁7，第二铁板配合有第二电磁铁9，连接杆一端铰接在牵引杆上，另一端连接夹具；

所述牵引杆中部与支杆铰接形成杠杆结构，其铰接点作为支点，所述第一铁板、第二铁板分别位于支点的两侧；

所述连接杆端部铰接在牵引杆上，且其铰接点位于第一铁板与支点之间；所述连接杆与牵引杆的铰接位置到支点的距离大于第二铁板到支点的距离。

第一铁板朝向第一电磁铁的作用区域布置，第二铁板朝向第二电磁铁作用区域布置，所述牵引杆绕牵引杆与支杆的铰接点转动，第一铁板和第二铁板在其对应电磁铁的作用下驱动牵引杆转动；

所述第一电磁铁通过第一铁板驱动牵引杆绕铰接点转动方向与第二电磁铁通过第二铁板牵引杆绕铰接点转动方向相反；即对应加载和卸载过程。

采用第一铁板、第一电磁铁形成的加载机构，能够配合配重块对小样施加加载力，在调节加载力度时，只需要对第一电磁铁的电流参数进行调节，即可实现第一铁板所受磁性牵引力的调节；

通过第二铁板、第二电磁铁形成的卸载机构，能够配合支点处形成费力杠杆，从而克服配重块的重力并且带动连接杆动作，第二电磁铁通电时，吸附第二铁板并带动配重块提升，快速解除加载支架对小样的加载力。

对于加载机构，包括第一电磁铁7和连接配重块的第一铁板8，第一铁板在第一电磁铁的作用下通过连接杆调整作用于夹具的加载力；

第一铁板安装在牵引杆上，并通过铰链作用于连接杆，第一电磁铁通过调整对第一铁板的作用力，从而调整连接杆和配重块共同作用下对夹具的作用力；

通过牵引杆构成的省力杠杆，能够将第一电磁铁吸附第一铁板的磁力进行放大后施加在牵引杆上，减小电磁铁的功率配置，从而降低整体的体积占用空间，降低整机的重量。

所述牵引杆中部铰接在支杆上，铰接点位置处形成杠杆的支点，连接有第一板的一侧形成第一臂501，连接有第二板的一侧形成第二臂502，牵引杆接收第一板件和第二板件施加的作用力并传递到连接杆；

所述第一电磁铁作用区域朝向第一铁板，且第一铁板与第一电磁铁之间留有间隙；

采用第一铁板、第一电磁铁的加载机构，能够配合配重块对小样施加加载力，在调节加载力度时，只需要对第一电磁铁的电流参数进行调节，即可实现第一铁板所受磁性牵引力的调节，从而改变配重块、第一铁板共同对小样的加载力，并能够通过电磁铁电流参数的调节实现对加载力的精确调节。

对于测力计，连接杆上配合有测力计，测取连接杆沿轴向施加在夹具上的加载力；

在其使用时，第二电磁铁断电，使得加载机构、配重块快速进入加载状态，第一电磁铁通电，利用对第一铁板的磁力配合配重块重力将力施加在小样上，根据测力计测取的加载力与目标加载力进行比对，对第一电磁铁的电流参数进行调整，从而调节对第一铁板的磁力，直至测力计测取的力达到需求。

所述第二铁板朝向第二电磁铁的作用区域，在第二电磁铁的通电或断电时，第二铁板带动牵引杆动作，使得夹具相对于摩擦鼓提升或在重力作用下下降，实现快速卸载或加载。

通过第二铁板、第二电磁铁的形成的卸载机构，能够对连接杆的位置进行调整，在第二电磁铁通电时，吸附第二铁板并通过牵引杆带动配重块、连接杆提升，快速解除加载支架对小样的加载力；

在第二电磁铁断电时，第二铁板、连接杆和配重块在重力作用下下落，从而实现小样与摩擦鼓的接触，实现快速进入加载状态。

对于夹具，其通过连接杆连接配重块，夹具上设有配合摩擦鼓的凹槽，小样安装配合在凹槽内部，并在连接杆的作用下将小样压紧在外部摩擦鼓1上；

如图2所示，夹具的凹槽开设在夹具侧面，从摩擦鼓的一侧插入进行配合，调整凹槽与摩擦鼓的相对位置，使小样位于摩擦鼓摩擦面与夹具之间，并在夹具的加载力作用下，将小样压紧在摩擦鼓的摩擦面上，当摩擦鼓转动时，摩擦面与小样之间产生相对运动，从而实现对摩擦系数的测取；

为了方便小样与凹槽的配合，凹槽内可拆卸配合有安装块，安装块一端连接凹槽内部，另一端用于安装小样，安装块与凹槽的另一侧之间形成间隙；

在安装块与凹槽另一侧之间留有间隙，能够利用此间隙作为摩擦鼓的容纳空间，进行快速的加载和卸载，当对小样进行卸载时，摩擦鼓位于此间隙内，且不与小样和夹具接触，当对小样进行加载时，小样调整位置，与摩擦鼓接触，加载进行摩擦试验。

在本实施例中，所述摩擦鼓的转速为0-1000rpm，所述小样与摩擦鼓接触面的尺寸为25.4mm×25.4mm，样品厚度4mm-6mm，摩擦鼓的尺寸为Φ277mm；

当然，上述只是给出了一组参数配置，在对不同的小样进行不同的加载试验时，还能够对参数进行适当的调整和选择，以能够满足试验需求为准。

所述连接杆一端连接夹具，另一端连接配重块，其为一个杆件结构，与其他元件的连接方式可以选用螺纹连接，也可以采用焊接的形式，能够满足加载过程中加载作用下的应力需求为准，避免断裂。

连接杆上配合有测力计10，通过测力计测取连接杆沿轴向施加在夹具上的加载力，连接杆还受到配重块、加载机构的作用力，因此，所述的测力计测取的力即为整体加载在夹具上的力；

以测力计测取的数值作为参考，并与所需的加载力进行对比，依据测力计对施加在夹具上的加载力进行调整，直至满足需求。

以此恒定的加载力实际在被测小样上，并驱动摩擦鼓以设定速度转动，摩擦鼓的摩擦面与小样相对运动，因此，沿接触表面的切线方向上，将将产生一个摩擦力，通过对压力和摩擦力的测定便可以确定出被测样品的摩擦系数。

实施例2

本公开的另一典型实施方式中，如图1-图2所示，提出了一种小样台架试验设备。

小样台架试验设备上安装有如实施例1中所述的小样台架加载支架，其他结构配置与现有的小样台架试验设备相同。

为摩擦鼓配置相应的伺服驱动机构，提高其驱动精度；

通过配重块、测力计和电磁铁对小样夹具的共同作用，对小样的加载力进行快速、精确调整，满足小样摩擦试验过程中，对加载力控制精度、加载响应速度的需求。

可以理解的是，摩擦试验机在实验过程中，依照要求随时控制温度变化，还可以在摩擦鼓的外部增加辅助加热管和背部风机，利用加热管对摩擦鼓的温度进行快速升温，以实现快速到达所需试验温度的目的，通过背部风机对摩擦鼓的温度进行快速降温，以实现将温度快速降低至所需试验温度的目的。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小样台架加载支架，其特征在于，包括连接杆和杠杆支架，杠杆支架包括支杆和铰接在支杆上的牵引杆，牵引杆一端连接有第一铁板，另一端连接有第二铁板，第一铁板配合有第一电磁铁，第二铁板配合有第二电磁铁，连接杆一端铰接在牵引杆上，另一端连接夹具。

2.如权利要求1所述的小样台架加载支架，其特征在于，所述牵引杆中部与支杆铰接形成杠杆结构，其铰接点作为支点，所述第一铁板、第二铁板分别位于支点的两侧。

3.如权利要求2所述的小样台架加载支架，其特征在于，所述连接杆端部铰接在牵引杆上，且其铰接点位于第一铁板与支点之间。

4.如权利要求3所述的小样台架加载支架，其特征在于，所述连接杆与牵引杆的铰接位置到支点的距离大于第二铁板到支点的距离。

5.如权利要求1所述的小样台架加载支架，其特征在于，第一铁板朝向第一电磁铁的作用区域布置，第二铁板朝向第二电磁铁作用区域布置，所述牵引杆绕牵引杆与支杆的铰接点转动，第一铁板和第二铁板在其对应电磁铁的作用下驱动牵引杆转动。

6.如权利要求2所述的小样台架加载支架，其特征在于，所述第一电磁铁通过第一铁板驱动牵引杆绕铰接点转动方向与第二电磁铁通过第二铁板牵引杆绕铰接点转动方向相反。

7.如权利要求1所述的小样台架加载支架，其特征在于，所述连接杆上配合有配重块，配重块配合牵引杆共同对夹具施加作用力。

8.如权利要求7所述的小样台架加载支架，其特征在于，所述连接杆上配合有测力计，测取连接杆沿轴向施加在夹具上的加载力。

9.如权利要求1所述的小样台架加载支架，其特征在于，所述夹具内设有凹槽，用于配合安装小样，夹具在连接杆作用下将小样压紧在外部摩擦机构上。

10.一种小样台架试验设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的小样台架加载支架。

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