材料摩擦异响试验台扭簧式蓄能机构的制作方法

1.本发明涉及摩擦异响实验设备技术领域，具体涉及材料摩擦异响试验台扭簧式蓄能机构。


背景技术：

2.异响是由于两个部件之间相对运动超过一个临界值而产生的噪声，随着消费者对汽车品质要求的提高，汽车异响控制已成为汽车沿发的关键内容之一。摩擦异响是汽车上常见且难以解决的异响问题，摩擦异响产生的原因是材料摩擦时的粘滑现象，对材料摩擦时的粘滑现象进行评估即可评估材料的摩擦异响风险。
3.目前的测试方法是将其中一个样件固定在支撑台上，另一个样件固定在上方压块上，压块将两个样件压紧，同时通过支撑台的往复运动来实现样件间的摩擦，进而测试摩擦时的摩擦系数，噪音等参量，评估材料对的摩擦异响性能。由于在测试得到的摩擦系数等特征中无法有效地发现粘滑现象，影响对材料对摩擦异响性能的评估。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种能够较为准确测量样件材料对摩擦时粘滑现象的扭簧式蓄能机构。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案提供材料摩擦异响试验台扭簧式蓄能机构，包括机架、支撑台、运动台、蓄能单元和载物台，运动台滑动设置于支撑台上，蓄能单元包括扭簧、蓄能块、转动轴、齿轮和齿条，齿条与蓄能块固定连接，齿轮与转动轴同轴固定连接，转动轴转动设置于机架上，扭簧设置于转动轴上，蓄能块位于运动台与载物台之间。
6.本方案的技术效果是：在材料对摩擦产生粘滑时，在粘滞过程中，蓄能机构会集聚能量，在滑动过程中，蓄能机构会释放能量，使得粘滑现象发生时测试的摩擦系数出现明显的粘滑特征，通过对粘滑现象的特征进行评估，可以评估材料对摩擦时的异响性能。
7.进一步的，还包括缓推单元，缓推单元包括支撑杆、套管、输出轴、弹性件和丝杠副，套管的一端封闭，且该端通过支撑杆与运动台连接，输出轴滑动设置于套管内，且输出轴上设有卡槽；套管的内侧壁上设有凹腔，凹腔内滑动设置有呈“冖”形的卡块，卡块通过弹性件与凹腔的底部连接；丝杠副包括螺杆和支撑框，螺杆转动设置于机架上，支撑框的下端与螺杆螺纹连接，支撑框的上端连接有磁铁，卡块能移动至磁铁上方。本方案的技术效果是：在对样件之间的摩擦进行测试时，输出轴伸长的过程中与卡块接触并通过卡块推动套管、支撑杆、运动台、蓄能块和载物台移动，使载物台上的样件和压块上的样件进行均匀摩擦，便于精准计算异响位移；
8.运动台和蓄能块移动的过程中通过蓄能块带动齿条移动，从而带动齿轮转动，转动轴随齿轮转动的过程中带动扭簧形变，当套管移动至磁铁上方、同时输出轴即将伸长至极限状态时，螺杆转动带动支撑框向上移动，从而带动磁铁移动并靠近卡块，卡块在磁铁的吸附作用下与输出轴分离，输出轴不再作用于套管，输出轴在套管内减速伸长直至伸长至
极限状态，然后反向加速收缩并逐步提高速度至匀速收缩；
9.输出轴在套管内减速伸长的过程中，由于输出轴与卡块分离，所以输出轴不再作用于运动台，从而保证不会将输出轴换向过程中产生的顿挫传递至运动台上，运动台平缓的移动有利于准确测量样件之间的摩擦力，从而有利于提高样件摩擦性能的判定，即便于精准计算异响位移；
10.输出轴在套管内减速伸长后反向收缩的过程中，扭簧复位带动转动轴和齿轮反向转动，从而带动齿条、蓄能块和运动台反向移动，此过程中螺杆反向转动带动支撑框向下移动，从而带动磁铁向下移动磁铁不再吸附卡块，卡块在弹性件的作用下复位；当输出轴再次与卡块接触时，输出轴和卡块均处于移动状态，接触后输出轴能通过卡块带动套管、支撑杆、运动台、蓄能块和载物台反向移动，对样件之间的摩擦进行测试；
11.本申请通过蓄能单元和缓推单元配合，提出了“反向移动接力”的发明构思，确保样件之间的摩擦状态不会发生剧烈的变化，从而有利于提高样件摩擦性能的判定。
12.进一步的，机架上固定有箱体，螺杆的上端转动设置于箱体内，螺杆的上端连接有扇叶，箱体上连接有软管，软管的自由端对准支撑台的上表面。本方案的技术效果是：螺杆带动扇叶转动产生的风力经软管作用于支撑台的上表面，便于对样件和支撑台之间摩擦产生的热量进行消除，有利于精准计算异响位移。
13.进一步的，箱体的外侧壁上设有限位槽，支撑框的侧壁滑动设置于限位槽内。本方案的技术效果是：便于利用箱体对支撑框进行限位，确保支撑框的顺利移动。
14.进一步的，扭簧的一端与转动轴固定连接，扭簧的另一端与机架相抵。本方案的技术效果是：有利于提高扭簧的稳定性。
15.进一步的，扭簧的另一端与机架固定连接。本方案的技术效果是：更加提高扭簧的稳定性。
16.进一步的，蓄能单元的数量为两个，且两个蓄能单元各自位于支撑台的两端。本方案的技术效果是：设置一个蓄能单元能够满足支撑台一次往复平稳移动，设置两个蓄能单元即可满足支撑台数次往复平稳移动，更有利于提高样件摩擦性能的判定。
17.进一步的，还包括机架和气弹簧，机架位于支撑台的两端，气弹簧的两端各自与机架以及蓄能块连接。本方案的技术效果是：便于提高蓄能强度。
18.进一步的，输出轴的自由端的端面设置有石墨粉层。本方案的技术效果是：降低输出轴自由端的端面与卡块的摩擦力。
19.进一步的，磁铁与支撑框的上端粘接。本方案的技术效果是：便于对磁铁进行固定。
附图说明
20.图1为本发明实施例蓄能机构的示意图；
21.图2为本发明实施例卡块与输出轴分离前的正向剖视图；
22.图3为本发明实施例卡块与输出轴分离后的正向剖视图；
23.图4为图2中a处的局部放大图。
具体实施方式
24.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
25.说明书附图中的附图标记包括：支撑台1、转动轴2、样件3、齿轮4、齿条5、支撑杆6、套管7、输出轴8、磁铁9、弹性件10、卡槽11、凹腔12、卡块13、螺杆14、压块15、支撑框16、箱体17、扇叶18、蓄能块19、运动台20、载物台21。
26.实施例一：
27.实施例一基本如附图1
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4所示：如图1所示的材料摩擦异响试验台扭簧式蓄能机构，包括机架、支撑台1、运动台20、蓄能单元和载物台21，运动台20滑动设置在支撑台1上。机架上通过螺栓竖直固定安装有压块15，压块15上粘接有一个样件3，载物台21上粘接有另一个样件3。
28.蓄能单元的数量有两个，两个蓄能单元各自位于支撑台1的左、右两端，每个蓄能单元包括扭簧、蓄能块19、转动轴2、齿轮4和齿条5，蓄能块19位于运动台20与载物台21之间，即蓄能块19放置于运动台20上，载物台21放置于蓄能块1916上，齿条5与蓄能块19通过螺钉固定连接，齿轮4与转动轴2同轴焊接，转动轴2转动设置在机架上，扭簧设置于转动轴2上，扭簧的一端与转动轴2固定连接，扭簧的另一端与机架相抵，当然扭簧的另一端也可以与机架焊接。
29.实施例二：
30.在实施例一的基础上，如图2、4所示，还包括缓推单元，缓推单元包括支撑杆6、套管7、输出轴8、弹性件10和丝杠副，套管7的右端封闭，右端通过支撑杆6与运动台20连接，即支撑杆6的右端与运动台20焊接，支撑杆6的左端与套管7的右端焊接；动力机构、如气缸的输出轴8滑动设置在套管7内，输出轴8上开有卡槽11。
31.套管7的内侧壁上开有凹腔12，凹腔12内滑动设置有呈“冖”形的卡块13，卡块13通过弹性件10与凹腔12的底部连接，即弹性件10的下端与凹腔12的底部焊接，弹性件10的上端与卡块13焊接；其中弹性件10可以选择弹簧片或弹簧。
32.如图2、3所示，丝杠副包括伺服电机、螺杆14和支撑框16，伺服电机通过螺栓固定安装在机架上，伺服电机的型号可以选择mr
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j2s
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100a；螺杆14与伺服电机的输出轴焊接，支撑框16的下端类似于螺母，支撑框16的下端与螺杆14螺纹连接，支撑框16的上端粘接有磁铁。
33.机架上通过螺栓固定有箱体17，螺杆14的上端转动设置于箱体17内，螺杆14的上端焊接有扇叶18，箱体17的后侧壁上开有通孔，通孔内连接有软管(图中未示出)，软管的自由端对准支撑台的上表面。
34.与实施例一不同的是，本实施例中蓄能块19与运动台20固定连接，比如粘接、焊接或通过螺钉连接。
35.具体实施过程如下：
36.在对样件3之间的摩擦进行测试时，输出轴8向右伸长的过程中与如图2、4所示的卡块13接触并通过卡块13推动套管7、支撑杆6、运动台20、蓄能块19和载物台21移动，使支撑台1上的样件3和压块15上的样件3进行均匀摩擦，便于精准计算异响位移。
37.运动台20和蓄能块19向右移动的过程中通过蓄能块19带动齿条5向右移动，从而带动右侧的齿轮4逆时针转动，转动轴2随齿轮4转动的过程中带动扭簧形变。如图3所示，当
套管7移动至磁铁9上方、同时输出轴8即将伸长至极限状态时，人工启动伺服电机，伺服电机带动螺杆14转动，从而带动支撑框16向上移动，进而带动磁铁向上移动并靠近卡块；卡块13在磁铁9的吸附作用下向下移动并与输出轴8分离，当然也可以人工手持磁铁9对卡块13进行吸附，输出轴8不再作用于套管7，输出轴8在套管7内减速向右伸长直至伸长至极限状态，然后向左反向收缩并逐步提高速度至匀速收缩。
38.输出轴8在套管7内减速向右伸长的过程中，由于输出轴8与卡块13分离，所以输出轴8不再作用于运动台20，从而保证不会将输出轴8换向过程中产生的顿挫传递至运动台20上，运动台20平缓的移动有利于准确测量样件3之间的摩擦力，从而有利于提高样件3摩擦性能的判定，即便于精准计算异响位移。
39.输出轴8在套管7内减速向右伸长后向左收缩的过程中，扭簧复位带动右侧的转动轴2和齿轮4顺时针转动，从而辅助带动齿条5、蓄能块19和运动台20向左移动至如图3所示位置，此过程中伺服电机反向转动，从而使得螺杆14反向转动带动支撑框16向下移动，进而带动磁铁向下移动磁铁不再吸附卡块，卡块13在弹性件10的作用下向上移动复位；当输出轴8再次与卡块13接触时，输出轴8和卡块13均处于移动状态，接触后输出轴8通过卡块13带动套管7、支撑杆6、运动台20、蓄能块19和载物台21平稳向左反向移动，对样件3之间的摩擦进行测试。
40.由于输出轴8和卡块13接触时处于同向移动，甚至同向同速移动，所以相对于移动的输出轴8和静止的卡块13接触而言，移动的输出轴8和移动的卡块13接触冲击力更小，能很好地降低传递至运动台20的冲击力，运动台20平缓的移动有利于准确测量样件3之间的摩擦力。
41.当输出轴8向左收缩的过程中，右侧的扭簧被撑开，当输出轴8向左收缩至极限状态后向右伸长时，输出轴8的右端在卡槽11内滑动，此过程中输出轴8不作用于卡块13，而卡块13、套管7、支撑杆6和运动台20会在右侧扭簧闭合复位的作用力向右移动；当向右移动的输出轴8和向右移动的卡块13接触后，带动运动台20平稳向右移动，对样件3之间的摩擦进行测试。
42.本方案通过提出“反向移动接力”的发明构思，确保样件3之间的摩擦状态不会发生剧烈的变化，从而有利于提高样件3摩擦性能的判定。
43.实施例三：
44.在实施例二的基础上，还包括气弹簧(图中未示出)，气弹簧的数量为四根，支撑台1的左、右两端各设置有两根气弹簧，气弹簧的一端通过销轴与机架铰接，气弹簧的另一端通过销钉与蓄能块19铰接；支撑台1左端的两根气弹簧中，两根气弹簧靠近支撑台1的一端靠拢，从图2、3的俯视方向观察，两根气弹簧呈“八”字形。如图4所示的输出轴8右端的端面涂覆有石墨粉层。
45.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。