一种环形橡胶压力加载试验台的制作方法

本实用新型属于材料力学性能测试技术领域，涉及车辆传动系统中环形橡胶减震结构对抗压力形变性能测试机构的设计。

背景技术：

弹性材料在机械减震、密封等领域应用广泛，弹性材料的力学性能也备受关注。车辆传动系统的输入、输出端常用环形橡胶结构进行结构减震缓冲，缓冲结构的力学特性也直接影响传动系统在车辆行驶过程中的轴向位移量，采用简单的方法直观地测试和描述缓冲结构的力学性能十分必要。动滑轮机构是杠杆原理的延伸应用，应用该原理可以减小机构受力、增强材料形变量的可读性，从而实现材料力学性能的量化描述。与传统的液压、丝杠加载机构相比，采用滑轮机构的方案在满足使用要求的前提下，实现了结构简化、成本降低。

中国专利201010579187.7公开了齿轮齿条式液压水平加载收放机构，该专利使用动、定滑轮组与齿轮齿条机构，对液压缸提供的驱动力进行换向，保证了加载方向水平恒定，是一种加载力的动态转化机构，强调力的输出方向恒定，未最大化动滑轮组的力放大功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种环形橡胶压力加载试验台，其为设计紧凑的滑轮机构，实现材料加载端的压力放大与形变测量端的位移放大；设计配重的选档、解脱机构实现加载压力的调节。

本实用新型的技术方案是：

一种环形橡胶压力加载试验台，其特征在于，包括外环、内环、上平台、移动盘、底座、钢丝绳、滑轮、杠杆、配重块、拉杆、导向杆、支架、拉力主轴、螺母、圆螺母、直线轴承、压锤、环形橡胶；所述的上平台固定在底座之上的支腿上；拉力主轴外周为直线轴承并穿过上平台的中心孔，圆螺母螺纹连接在拉力主轴上，并位于压锤之上，压锤穿过过拉力主轴上部；一对内环、一对环形橡胶、一对外环背靠背依次嵌套组成一组支撑结构，两组支撑结构在压锤两端分别通过周向均布的螺钉固定；所述的拉力主轴下端固定移动盘，移动盘下端面周向均布固定八个滑轮；所述的底座上表面圆周均布固定八个滑轮，与移动盘上的八个滑轮位置对应，分布的圆周半径相等；底座上的滑轮与移动盘上相邻的滑轮角度相差22.5°；钢丝绳在底座上的滑轮与移动盘上的滑轮上下交替往复穿插；支架内部竖直固定导向杆，导向杆垂直穿过五个配重块；钢丝绳一端挂在底座上固定的吊环上，依次跨接移动盘与底座上的滑轮，再自下而上地跨过支架左下方的滑轮，再依次跨过支架顶部的第二滑轮；另一端的挂在拉杆顶端的吊环上；拉杆上穿过配重块。

优选地，支架内部竖直固定两个导向杆；将两个导向杆依次穿过五个配重块与顶套后插入底座上的两个盲孔中；支架固定在底座上。

优选地，所述的拉杆的侧面与配重块配合处，具有通孔，调整销能够穿过配重块与拉杆的侧孔，完成配重块与拉杆相对位置的固定。

优选地，还包括杠杆，呈“l”形，其短直角边端部通过销轴与2个顶套铰接，用销轴将滚轮安装在“l”形杠杆的直角处。

优选地，配重块具有多个。

优选地，还包括压盖，压盖旋入上平台顶部的螺纹孔位于直线轴承之上。

优选地，所述的导向杆侧面刻有刻度，配重块的位置通过导向杆上的刻度读取。

优选地，上平台平行焊接在底座的四条支腿上。

优选地，滑轮通过滑轮座进行固定。

优选地，支架顶部的第二滑轮具有两个。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一对内环2、一对环形橡胶25、一对外环1背靠背依次嵌套组成一组支撑结构，上平台3与外环1以半圆柱侧面接触，完全复现缓冲橡胶结构在车辆中的使用工况；

2、本实用新型使用十六个滑轮总成9，分布在移动盘4与底座5上，钢丝绳8在两组滑轮总成9上往复穿插，将钢丝绳8中的拉力放大十六倍后作用在压锤22与上平台3之间的环形橡胶25上，降低了机构的受力要求；

3、本实用新型十六个滑轮总成9构成的滑轮机构，将环形橡胶25的形变量放大十六倍后反映到拉杆14和配重块13的位移上，导向杆15上刻有刻度，配重块13的位置可以直接通过导向杆15上的刻度读取；

4、本实用新型的杠杆10、滚轮11、顶套24构成省力杠杆机构，方便配重的解脱；

5、本实用新型的配重块13共有五块，通过调整销12可以方便地实现拉杆14上配重块13数量的调节，从而实现加载力的调节；

6、本实用新型结构简单可靠，通用性好。

设计紧凑的滑轮机构，实现材料加载端的压力放大与形变测量端的位移放大；设计配重的选档、解脱机构实现加载压力的调节。

本实用新型可应用于多种弹性材料环形样件的抗压性能测试，可以实现一定加载力范围内的多点测试，为环形橡胶缓冲结构的力学性能测试提供了简单可行的新方法。

附图说明

图1是本实用新型的三维结构图；

图2是本实用新型的环形橡胶25受压区域的局部剖视图；

图3是本实用新型的移动盘4上滑轮总成9的布置图；

图4是本实用新型加载重量调整区域的剖视图；

图5是本实用新型杠杆10抬起状态；

图6是本实用新型杠杆10下压的状态

图7是滑轮机构的展开原理图。

图中，1、外环；2、内环；3、上平台；4、移动盘；5、底座；6、吊环；7、挂钩；8、钢丝绳；9、滑轮总成；10、杠杆；11、滚轮；12、调整销；13、配重块；14、拉杆；15、导向杆；16、支架；17、拉力主轴；18、螺母；19、圆螺母；20、直线轴承；21、压盖；22、压锤；23、销轴；24、顶套；25、环形橡胶；26、螺钉。27第二滑轮总成。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施做进一步描述。

本实用新型的目的是这样实现的，结合附图说明如下：

1、一种环形橡胶压力加载试验台，由26个部分构成，分别为外环1、内环2、上平台3、移动盘4、底座5、吊环6、挂钩7、钢丝绳8、滑轮总成9、杠杆10、滚轮11、调整销12、配重块13、拉杆14、导向杆15、支架16、拉力主轴17、螺母18、圆螺母19、直线轴承20、[轴承]压盖21、压锤22、销轴23、顶套24、[实验对象]环形橡胶25、螺钉26。

上平台3平行焊接在底座5的四条支腿上；拉力主轴17通过直线轴承20与上平台3构成移动副，压盖21旋入上平台3顶部的螺纹孔中压紧直线轴承20；圆螺母19通过螺纹连接将压锤22固定在拉力主轴17上部；一对内环2、一对环形橡胶25、一对外环1背靠背依次嵌套组成一组支撑结构，两组支撑结构在压锤22两端分别通过周向均布的螺钉26固定。上平台3与外环1以半圆柱侧面接触，完全复现缓冲橡胶结构在车辆中的使用工况。

2、所述的拉力主轴17，其下端通过螺母18固定移动盘4，移动盘4下端面周向均布固定八个滑轮总成9。滑轮总成9包括滑轮和滑轮座。

3、3所述的底座5，其上表面与移动盘4上的八个滑轮总成的对应位置对应固定八个滑轮总成9，上下两组滑轮总成9的分布圆周半径相等，圆周角度相差22.5°[上下每个对应的滑轮其圆周方向角度相差22.5°]，在八个滑轮总成9内部，靠近最左侧滑轮处加工螺纹孔固定一个吊环6。吊环6连接钢丝绳。

钢丝绳8在两组滑轮总成9上往复穿插，使上下两组滑轮总成9构成一个省力机构。钢丝绳8中的拉力放大16倍后作用在拉力主轴17上，同时，被测样件的形变量放大16倍后反映到钢丝绳8末端的位移上。

4、所述的支架16，固定在底座5的一侧，支架16内部中空，竖直固定2根导向杆15，2根导向杆15分别穿过五个配重块13和一个顶套24。顶套24对配重块的底端限位；所述的导向杆15侧面刻有刻度，配重块13的位置可以直接通过导向杆15上的刻度读取。

5、所述的杠杆10，呈“l”形，其短直角边端部通过销轴23与两个顶套24铰接，直角顶点通过销轴23与滚轮11铰接。杠杆10、销轴23、滚轮11、顶套24构成省力杠杆机构，下压杠杆10的长直角边即可以滚轮11与底座5的接触点为支点顶起配重块13，实现配重的解脱。

6、所述的拉杆14，其顶部螺纹孔固定一个吊环，其侧面与五个配重块13配合对应开通孔，用调整销12穿过配重块13与拉杆14的五个通孔的其中一个，完成配重块13与拉杆14相对位置的固定。将某一个配重块13与拉杆14连接，可以方便地实现拉杆14上配重块13数量的调节，从而实现加载力的调节。

7、所述的钢丝绳8，两端压紧两个挂钩7，一端挂在底座5上固定的吊环6上，中间交叉跨接移动盘4与底座5上的十六个滑轮总成9，自下而上地跨过支架16左下方的滑轮总成9，再自上而下地依次跨过支架16左上角与顶部的两个滑轮总成9，另一端的挂钩7挂在拉杆14顶端的吊环6上。

自下而上地跨过移动盘4下方的滑轮总成9，再自上而下地依次跨过底座d下方的滑轮总成9中间交叉跨接移动盘4与底座5上的十六个滑轮总成9；再自上而下跨过顶部的两个第二滑轮总成。

一、本实用新型的装配步骤

1、参阅图2，将上平台3焊接在底座5的四个支腿上；将直线轴承20放入上平台的中心孔中，旋入压盖21将直线轴承20固定牢。

2、参阅图1和图2，将一对内环2、一对环形橡胶25、一对外环1背靠背依次嵌套组成一组支撑结构，再将两组支撑结构在压锤22两端分别通过周向均布的螺钉26固定，最后将压锤22放入直线轴承20的内孔中，以圆螺母19压紧，保证外环1对准上平台3的半环形支撑。

3、参阅图1和图4，将两个导向杆15依次穿过五个配重块13与顶套24后插入底座5上的两个盲孔中；用螺钉将支架16固定在底座5上，保证支架16顶部的孔与导向杆15正确配合；用销轴23将滚轮11安装在“l”形杠杆10的直角处；再用销轴23将杠杆10的短边端部与顶套24铰接；将吊环旋入拉杆14上端的螺纹孔中，将拉杆14自上而下地插入五个配重块13的中心孔中，调整拉杆14与配重块13侧面孔位对齐后用调整销12将二者固定。

4、参阅图1和图7，用螺钉将剩余的滑轮总成9及吊环6分别固定在底座5与支架16的对应位置上；将挂钩7压紧在钢丝绳8的两端，将一端的挂钩7挂在底座5上固定的吊耳上，中间交叉跨接移动平台与底座5上的十六个滑轮总成9，自下而上地跨过支架16左下方的滑轮总成9，再自上而下地依次跨过支架16左上角与顶部的两个第二滑轮总成；最后将另一端的挂钩7挂在拉杆14顶端的吊环上。

二、本实用新型的操作方式

1、参阅图5和图6，下压杠杆10，顶起配重，将调整销12插入最上方配重块13与拉杆14的配合孔中，缓慢释放杠杆10，完成一次加载；读取最上端配重块13在导向杆15上的刻度值，记录该刻度与对应的配重重量。

2、下压杠杆10，将调整销12插入第二块配重块13【自上向下数】与拉杆14的配合孔中，重复第1步，完成五次加载，记录五组数据。

三、本实用新型的工作原理

内环2、环形橡胶25、外环1、上平台3互相配合，复现了缓冲橡胶结构在车辆中的使用工况。

压锤22、拉力主轴17、移动平台及其上固定的八个滑轮总成9作为相互固定的总体，与上平台3通过直线轴承20构成滑动副；底座5上的八个滑轮总成9与移动盘4上的滑轮总成9间隔22.5°布置在相同半径的圆周上，钢丝绳8在上下两组滑轮总成9上往复穿插，实现钢丝绳8中拉力的十六倍放大后作用在压锤22与上平台3之间的环形橡胶25上，同时将环形橡胶25的形变量放大十六倍反映在钢丝绳8末端位移上。

五个配重块13堆叠起来，与2根导向杆15构成移动副；拉杆14、配重块13相配地在侧面打通孔；拉杆14从堆叠的五个配重块13中间穿过，用调整销12从侧面的通孔中穿过二者，实现配重块13与调整销12的固定，调整销12选择插入的位置越靠下，拉杆14上承担的拉力越大，因此五个配重块13与拉杆14构成了五个档位的重力加载；钢丝绳8跨过固定在支架16、底座5上的滑轮总成9，通过吊环6、挂钩7与拉杆14顶端相连，实现配重块13的重力向拉力主轴17上拉力的转换；同时，钢丝绳8末端的位移量也转换为相对导向杆15的位移量，可以通过导向杆15上的刻度读取。

两个顶套24分别与两个导向杆15构成圆柱副，又与“l”形杠杆10通过销轴23构成转动副，“l”形杠杆10的直角点通过销轴23铰接一个滚轮11，滚轮11与底座5上平面构成线面接触副；下压杠杆10长柄端，即可使顶套24顶起配重块13在导向杆15上向上运动，放松钢丝绳8，方便加载重量的调整。

凡依本实用新型的形状、结构、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。