WO2017016230A1 - 一种汽车制动器总成疲劳试验台架 - Google Patents

Abstract

一种汽车制动器总成疲劳试验台架，包括底座（1）和安装在底座（1）上的恒温箱（11），恒温箱（11）内安装有芯轴（23），芯轴（23）的两端分别插入到第一锥套（22）和第二锥套（16）内，第一锥套（22）安装在空心状的制动器工装（13）内，制动器工装（13）一端与第一轴承座箱体（10）连接，制动器工装（13）另一端与制动器（19）连接，第一轴承座箱体（10）与制动器轴（8）、静扭矩传感器（7）和支架（6）依次连接；第二锥套（16）通过轴承安装在制动鼓工装（21）内，制动鼓工装（21）一端与套在芯轴（23）上的制动鼓（20）连接，另一端与制动鼓轴（24）连接，制动鼓轴（24）与第二轴承座箱体（25）、联轴器（26）、减速器和第一伺服电机（28）依次连接。该汽车制动器总成疲劳试验台架在两个工装夹具之间加入一根芯轴（23），工装夹具可绕芯轴（23）自由转动，芯轴（23）对两个工装夹具起到了支撑作用，增大工装夹具的刚度，保证了试验过程的稳定性。

Description

一种汽车制动器总成疲劳试验台架 技术领域

本发明涉及一种汽车制动器总成疲劳试验台架，属于车辆测试技术领域。

背景技术

汽车制动器总成直接影响汽车驻车的可靠性和行车的安全性，是保证汽车安全行驶的重要部件之一。而汽车制动器疲劳试验台是汽车制动器总成的关键试验设备。

常规的汽车制动器总成疲劳试验台主要由底座，动力源机构，扭矩测量机构，制动器总成工装夹具四部分组成。通常动力源机构固定在底座上，扭矩测量机构可在导轨上滑动。以鼓式制动器总成为例，疲劳试验台的工作原理如下：制动鼓与制动鼓工装连接，固定在动力源机构上，制动器与制动器工装连接，固定在扭矩测量机构上。疲劳试验时，扭矩测量机构在导轨上滑到指定位置，动力源机构带动制动鼓旋转，制动时，扭矩测量机构测出制动过程中的实际制动力矩。然而，常规的疲劳试验台存在如下几个缺陷：(1)在试验过程中，扭矩测量机构的滑动导轨会受到反复的扭矩作用，如果选用一般的滚珠直线导轨，容易造成破坏，如果选用燕尾槽式导轨，移动的过程中摩擦力要比选用一般的滚珠直线导轨大，需要选用更大功率的电机。(2)制动器工装夹具与制动鼓工装夹具相对独立，相当与两个悬臂梁结构，对工装夹具的刚度性能影响比较大，甚至会出现没有制动时制动器已经接触到制动鼓的情况，试验过程中的稳定性比较差。(3)常规的疲劳试验台只能完成常温下的疲劳试验，无法完成制动器在其它温度条件下的疲劳实验。

在申请号为201420692146.2的专利中公开了一种制动器总成静扭强度试验工装，其方案通过更换工装扩大了试验台的通用性，但没能解决对工装刚度性能影响的问题。在申请号为201320738681.2的专利中公开了一种气压盘式制动器台架试验工装，在两个工装夹具之间加入芯轴，芯轴一端设置轴承插入其中一个工装中，另一端通过螺钉与另一个工装连接。由于芯轴需要起到增大刚度的作用，轴承插入工装内需要紧配合，这种结构装配拆卸不方便。此外，专利中制动钳体与芯轴连接，制动力矩容易造成芯轴的破坏。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种汽车制动器总成疲劳试验台架，在两个工装夹具之间加入了一根芯轴，工装夹具可绕芯轴自由转动，芯轴对两个工装夹具起到了支撑作用，增大工装夹具的刚度，保证了试验过程的稳定性，制动 试验时，芯轴不受制动力矩的作用，芯轴寿命得到保证。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种汽车制动器总成疲劳试验台架，包括底座和安装在底座上的恒温箱，所述恒温箱内安装有芯轴，芯轴的两端分别插入到第一锥套和第二锥套内，第一锥套安装在空心状的制动器工装内，制动器工装一端与第一轴承座箱体连接，制动器工装另一端与制动器连接，第一轴承座箱体与制动器轴、静扭矩传感器和支架依次连接，所述第一轴承座箱体、制动器轴、静扭矩传感器和支架安装在滑板上，滑板安装在底座上滑板通过移动装置带动移动；第二锥套通过轴承安装在制动鼓工装内，制动鼓工装一端与套在芯轴上的制动鼓连接，另一端与制动鼓轴连接，制动鼓轴与第二轴承座箱体、联轴器、减速器和第一伺服电机依次连接，第一伺服电机与控制器连接。

作为优选，所述移动装置包括第二伺服电机和直线滑台，直线滑台与第二伺服电机连接，直线滑台的两侧设有直线导轨，直线导轨上安装有轨道滑块，滑板与直线滑台和轨道滑块固定连接，第二伺服电机带动直线滑台移动，从而带动滑板移动。

作为优选，所述滑板的两侧还均设有气缸碟簧装置，所述气缸碟簧装置包含导向套筒、气缸和压筒，所述导向套筒安装在滑板上，导向套筒内依次设有碟簧和压筒，碟簧内套有T型螺栓，T型螺栓头部穿过滑板位于底座的凹槽内，T型螺栓尾部安装有螺栓，压筒与气缸连接，气缸固定在导向套筒的连接板上，气缸通过压筒压缩弹簧松开T型螺栓，滑板解锁；气缸通过压筒松开弹簧压紧T型螺栓，滑板锁紧。

作为优选，所述底座上安装有一对流利条，恒温箱可沿流利条移动。

作为优选，所述第一锥套和第二锥套均设有锥形孔，芯轴的两端均为与锥形孔适配的锥形状，制动器工装和制动鼓工装均设有台阶孔，第一锥套和第二锥套一端分别通过台阶孔定位，第一锥套和第二锥套的另一端通过弹性挡圈限位，第二锥套上套有一对圆锥滚子轴承，两个圆锥滚子轴承之间套有轴套，一个圆锥滚子轴承通过台阶孔定位，另一个圆锥滚子轴承通过弹性挡圈限位。

作为优选，所述恒温箱内安装有温度传感器，温度传感器与控制器连接。

作为优选，所述恒温箱的箱壁上设有密封制动鼓轴和制动器轴的羊毛毡。

有益效果：本发明的汽车制动器总成疲劳试验台架，具有以下优点：

(1)采用滚珠直线导轨与气缸碟簧机构，当需要移动时，气缸压住碟簧，T型螺栓松开，移动时摩擦力小；实验时，气缸松开，T型螺栓在碟簧的作用力下锁紧，T型螺栓与底座承担了大部分的力矩，减小了滚珠直线导轨的受力；

(2)在两个独立的工装夹具之间加入了一根芯轴，制动鼓工装夹具可绕芯轴自由转动，芯轴与两个工装夹具的定位配合处均采用锥面配合，便于芯轴的装配与拆卸，芯 轴对两个工装夹具起到了支撑作用，增大工装夹具的刚度，保证了试验过程的稳定性，制动试验时，芯轴不受制动力矩的作用，芯轴寿命得到保证；

(3)在试验台上设置了可移动式恒温箱，可以测试-40度～200度下制动器总成的疲劳强度，以便于了解制动器在不同温度下的疲劳性能，有助于扩大制动器的应用范围。由于恒温箱内的制动器轴和制动鼓轴横穿恒温箱，在恒温箱开口处采用羊毛毡制作成两个半圆形抱住制动器轴和制动鼓轴，增加密封性，减少恒温箱内外的热交换，确保恒温箱内温度恒定；在恒温箱内设置温度传感器，当温度达到设置温度时，温度传感器和控制系统控制电机的运行，进行疲劳试验，试验精度高。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是图1的局部放大图；

图5是图4的局部放大图；

图6是图3的局部放大图；

图7是恒温箱左视图；

其中，1、底座，2、第二伺服电机，3、直线滑台，4、直线导轨，5、滑板，6、支架，7、静扭矩传感器，8、制动器轴，9、气缸碟簧装置，10、轴承座箱体A，11、横温箱，12、流利条，13、制动器工装，14、圆锥滚子轴承，15、轴套，16、第二锥套，17、第一弹性挡圈，18、第二弹性挡圈，19、制动器，20、制动鼓，21、制动鼓工装，22、第一锥套，23、芯轴，24、制动鼓轴，25、第二轴承座箱体，26、联轴器，27、二级减速器，28、第一伺服电机，29、控制系统，30、温度传感器，31、一级减速器，32、导轨滑块，33、第一弹性挡圈，34、止退挡圈，91、T型螺栓，92、蝶簧，93、螺母，94、导向套筒，95、压筒，96、连接板，97、气缸，111、恒温箱主体，112、恒温箱侧板，113、恒温箱盖板。

具体实施方式

如图1至7所示，本发明的汽车制动器疲劳试验台包括底座1，底座1上设置了第二伺服电机2，第二伺服电机2与直线滑台3连接，直线滑台3两侧设置了直线导轨4，直线导轨4与导轨滑块32连接，导轨滑块32与滑板5通过螺钉连接，所述的直线滑台3与滑板5通过螺钉连接，滑板5上设置了支架6，支架6与静扭矩传感器7连接，静扭矩传感器7与制动器轴8连接，制动器轴8设置在轴承座箱体10上，滑板5两侧设 置了气缸碟簧装置9，所述制动器轴8一端设置法兰，通过螺钉与制动器工装13连接，制动器工装13另一端通过螺钉与制动器19连接，制动器工装13为空芯轴结构，与制动器19连接的一端内部设置第一锥套22，第一锥套22一端以轴阶定位，另一端用第一弹性挡圈33限位，底座1上还设置了第一伺服电机28，第一伺服电机28与一级减速器31连接，一级减速器31与二级减速器27连接，二级减速器27输出轴与联轴器26连接，联轴器26另一端与制动鼓轴24连接，制动鼓轴24设置在第二轴承座箱体25上，制动鼓轴24另一端设置法兰，通过螺钉与制动鼓工装21连接，制动鼓工装21另一端与制动鼓20通过螺钉连接，所述的制动鼓工装21为空芯轴结构，在制动鼓工装21内设置两个圆锥滚子轴承14，两个圆锥滚子轴承14之间通过轴套15隔开，两个圆锥滚子轴承14与轴套15组成的组件一端以轴阶定位，另一端用第一弹性挡圈17定位，圆锥滚子轴承14内圈设置第二锥套16，第二锥套16一端设置轴阶定位，另一端用第二弹性挡圈18定位，在制动器工装13与制动鼓工装21之间设置芯轴23，芯轴23一端插入第二锥套16内，另一端插入第一锥套22内，插入第二锥套16的一端用止退挡圈34、圆螺母锁紧定位，所述的制动器工装13、制动器19、制动鼓工装21、制动鼓20、芯轴23都设置在恒温箱11内，恒温箱11设置在安装在底座1上的流利条12上，恒温箱11内设置温度传感器30，所述恒温箱的箱壁上设有密封制动鼓轴和制动器轴的羊毛毡。

如图3和图6所示，底座1上开有槽，T型螺栓91嵌在底座1的槽内并穿过滑板5上的U型槽，T型螺栓91上套有蝶簧92，通过螺母93对蝶簧92压紧，蝶簧上方设置了压筒95，蝶簧92与压筒95外圈设置导向套筒94，导向套筒一端通过螺钉与滑板5连接，另一端通过螺钉与连接板96连接，连接板96上设置气缸97，所述压筒95与气缸97通过螺纹相连接。

如图7所示，恒温箱11由恒温箱主体111、恒温箱侧板112、恒温箱盖板113组成，恒温箱侧板112、恒温箱盖板113可拆卸，当恒温箱需要退出时，拆下恒温箱侧板112、恒温箱盖板113，恒温箱主体111可在流利条12上移动退出。试验时，恒温箱主体111在流利条12上移至指定位置与恒温箱侧板112、恒温箱盖板113装配成一个整体进行疲劳试验。。

本实施例中，滑板5可在直线导轨4上滑动，滑板5上通过螺钉固定支架6，支架6约束静扭矩传感器7与制动器轴8的转动自由度，当滑板5移动时，气缸97推进压缩蝶簧92，T型螺栓91与底座1之间产生间隙，由于T型螺栓91嵌在底座1的槽内，滑板5可在摩擦比较小的情况下带动T型螺栓91一起沿开槽方向移动，当移动到指定位置时，气缸97缩回，蝶簧92产生的力使得T型螺栓91与底座1紧密接触，制动器19制动的过程中所受的力矩很大一部分转化到T型螺栓91与底座1上，减小了直线导轨4 的受力。

芯轴23一端与制动鼓工装21内的第二锥套16配合，并通过止退挡圈34、圆螺母锁紧定位，另一端插入第一锥套22内，试验过程中，由于圆锥滚子轴承14的存在，制动鼓工装13可绕芯轴23自由转动，芯轴23起到了增大制动器工装13与制动鼓工装21刚度的作用。

当需要进行制动器总成的疲劳试验时，首先将恒温箱11顺着流利条12退出，气缸97推进压缩碟簧92，控制系统29控制第二伺服电机2通过直线滑台3拉动滑板5至起始位置，气缸97缩回，碟簧92带动T型螺栓91进行锁紧，安装制动器工装13、制动器19、制动鼓工装21、制动鼓20、芯轴23。其次，气缸97推进，T型螺栓91松开，控制系统29控制第一伺服电机转动，通过直线滑台3推动滑板5至设定位置，气缸97缩回T型螺栓91进行锁紧，固定安装好恒温箱11，恒温箱11工作，当恒温箱11内的温度达到设定温度时，温度传感器30将信号传给控制系统29，控制系统29控制第一伺服电机28转动进行疲劳试验，制动时，制动器19工作，静扭矩传感器7可测出制动过程中的实际制动力矩。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1. 一种汽车制动器总成疲劳试验台架，其特征在于：包括底座和安装在底座上的恒温箱，所述恒温箱内安装有芯轴，芯轴的两端分别插入到第一锥套和第二锥套内，第一锥套安装在空心状的制动器工装内，制动器工装一端与第一轴承座箱体连接，制动器工装另一端与制动器连接，第一轴承座箱体与制动器轴、静扭矩传感器和支架依次连接，所述第一轴承座箱体、制动器轴、静扭矩传感器和支架安装在滑板上，滑板安装在底座上滑板通过移动装置带动移动；第二锥套通过轴承安装在制动鼓工装内，制动鼓工装一端与套在芯轴上的制动鼓连接，另一端与制动鼓轴连接，制动鼓轴与第二轴承座箱体、联轴器、减速器和第一伺服电机依次连接，第一伺服电机与控制器连接。
2. 根据权利要求1所述的汽车制动器总成疲劳试验台架，其特征在于：所述移动装置包括第二伺服电机和直线滑台，直线滑台与第二伺服电机连接，直线滑台的两侧设有直线导轨，直线导轨上安装有轨道滑块，滑板与直线滑台和轨道滑块固定连接，第二伺服电机带动直线滑台移动，从而带动滑板移动。
3. 根据权利要求2所述的汽车制动器总成疲劳试验台架，其特征在于：所述滑板的两侧还均设有气缸碟簧装置，所述气缸碟簧装置包含导向套筒、气缸和压筒，所述导向套筒安装在滑板上，导向套筒内依次设有碟簧和压筒，碟簧内套有T型螺栓，T型螺栓头部穿过滑板位于底座的凹槽内，T型螺栓尾部安装有螺栓，压筒与气缸连接，气缸固定在导向套筒的连接板上，气缸通过压筒压缩弹簧松开T型螺栓，滑板解锁；气缸通过压筒松开弹簧压紧T型螺栓，滑板锁紧。
4. 根据权利要求3所述的汽车制动器总成疲劳试验台架，其特征在于：所述底座上安装有一对流利条，恒温箱可沿流利条移动。
5. 根据权利要求4所述的汽车制动器总成疲劳试验台架，其特征在于：所述第一锥套和第二锥套均设有锥形孔，芯轴的两端均为与锥形孔适配的锥形状，制动器工装和制动鼓工装均设有台阶孔，第一锥套和第二锥套一端分别通过台阶孔定位，第一锥套和第二锥套的另一端通过弹性挡圈限位，第二锥套上套有一对圆锥滚子轴承，两个圆锥滚子轴承之间套有轴套，一个圆锥滚子轴承通过台阶孔定位，另一个圆锥滚子轴承通过弹性挡圈限位。
6. 根据权利要求5所述的汽车制动器总成疲劳试验台架，其特征在于：所述恒温箱内安装有温度传感器，温度传感器与控制器连接。
7. 根据权利要求5所述的汽车制动器总成疲劳试验台架，其特征在于：恒温箱的箱壁上设有密封制动鼓轴和制动器轴的羊毛毡。

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