一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機制造技術

本發明專利技術涉及一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機，該試驗機包括支撐臺、電機、試件、通用夾具、安裝立柱、底座、電控系統、信號發生系統、拉扭復合式傳感器及傳動變速系統，所述的電機與傳動變速系統均設置在底座上，所述的傳動變速系統的輸入端與電機的輸出軸固定連接，輸出端設有拉扭復合式傳感器，所述的拉扭復合式傳感器通過電路與電控系統相連接，所述的信號發生系統通過電路依次與電控系統、電機相連接。與現有技術相比，本發明專利技術可以方便地實現零部件的拉伸疲勞試驗和扭轉疲勞試驗，極大地縮短了疲勞試驗的周期，進而為降低整車開發的周期提供基礎。

【技術實現步驟摘要】
一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機
本專利技術屬于機械加工檢測
，涉及一種疲勞試驗機，尤其是涉及一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機。
技術介紹
汽車的耐久性是汽車的重要性能，汽車零部件疲勞試驗是提高汽車耐久性的重要方法。疲勞試驗機是檢測材料、零部件、結構疲勞性能的重要儀器設備，是材料行業和各級質監部門對材料性能檢測最常用的設備之一。然而，目前大多數疲勞試驗機均通過液壓系統控制，這使得試驗機存在整體尺寸大、結構復雜、控制不夠精確等技術缺陷，而且液壓疲勞試驗機的成本較高，對維護的要求與試驗環境的要求也高。大部分疲勞試驗機只能實現單一的拉伸或扭轉疲勞試驗，難以在同一臺機器上進行多種疲勞試驗，而且不能實現在同一臺機器上對不同大小與形狀的試件進行試驗，設備的通用性不足。這無疑會給汽車零部件的檢測工作帶來不利影響。 目前，針對傳統的電液式疲勞試驗系統所存在的技術缺陷，現已做了一些改進。例如，申請號為201410079784.1的中國專利技術專利公開了一種拉彎扭多軸加載疲勞試驗機，該疲勞試驗機主要是:設在機架上的步進電機A通過絲杠和空心拉伸軸與卡盤A —側相連，可檢測試件拉伸疲勞；步進電機B與偏心軸相連，偏心軸上設偏心輪、彎曲連桿及彎曲施力機構，其可檢測試件彎曲疲勞；偏心軸上還設另一偏心輪和扭轉連桿，其通過連接桿、過渡連桿和扭轉搖桿與空心扭轉軸連接，該空心扭轉軸與卡盤B相連，可檢測試件扭轉疲勞。雖然，該專利技術可以完成對試件材料從拉伸、彎曲、扭轉單一到多軸不同組合加載情況下的疲勞性能的測試，但其存在的不足之處在于其設備的通用性較差，只能適用于某一形狀或尺寸大小的試件進行試驗。申請號為200920196457.9的中國技術專利公布了一種疲勞試驗機，該專利采用曲柄搖桿機構將主輸出軸與主傳動軸相連接，雖然能夠有效避免因驅動電機頻繁的正反切換而造成驅動電機的損壞，但是其結構連接較為復雜，所需的零部件較多，只能適用于試件的扭轉疲勞試驗，而不能進行拉伸疲勞試驗，其使用性有限，而且曲柄搖桿機構的使用穩定性及試驗檢測的準確性有待提高。
技術實現思路
本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種通過改變齒輪的嚙合位置，可方便實現扭轉疲勞試驗與拉伸疲勞試驗，實現了一機多用的汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機。 本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現: 一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機，該試驗機包括支撐臺、電機、試件、通用夾具、安裝立柱及底座，所述的安裝立柱與底座分別相向設置在支撐臺上的左、右兩側，該試驗機還包括電控系統、信號發生系統、拉扭復合式傳感器及傳動變速系統，所述的電機與傳動變速系統均設置在底座上，所述的傳動變速系統的輸入端與電機的輸出軸固定連接，輸出端設有拉扭復合式傳感器，所述的通用夾具為一對，分別相向設置在安裝立柱與拉扭復合式傳感器上，所述的試件固定在兩通用夾具之間，所述的拉扭復合式傳感器通過電路與電控系統相連接，所述的信號發生系統通過電路依次與電控系統、電機相連接。 所述的支撐臺上設有兩段內嵌式T型螺栓滑槽，所述的安裝立柱的底部通過T型螺栓滑槽可滑動地設置在支撐臺上。T型的設計是為了讓螺栓方便的進入滑槽，滑槽較長的方向與試件方向保持一致，滑槽的截面同樣為T型，以便與螺栓形成配合。 所述的安裝立柱包括上底板、中間立柱及下底板，所述的上底板設置在中間立柱的頂部，中間立柱的底部通過下底板設置在T型螺栓滑槽上，所述的上底板與下底板上均對稱設有4個螺栓孔，并通過固定塊設置在中間立柱上。 所述的下底板上的4個螺栓孔平均分成2排，每排螺栓孔的位置與相應T型螺栓滑槽的位置相匹配，所述的下底板上的螺栓穿過螺栓孔插設在T型螺栓滑槽中。 所述的傳動變速系統包括第一傳動軸、第二傳動軸、蝸輪蝸桿組、齒輪齒條組、傳動齒輪及主軸，所述的第一傳動軸的一端與電機的輸出軸固定連接，另一端通過鍵與齒輪齒條組中的齒輪相連接，所述的齒輪齒條組中的齒條設置在主軸上，所述的第二傳動軸與第一傳動軸平行設置，并依次與傳動齒輪、蝸輪蝸桿組中的蝸桿固定連接，所述的蝸輪蝸桿組中的蝸桿與蝸輪嚙合，所述的蝸輪通過鍵與主軸相連接。 所述的信號發生系統包括計算機及函數發生器，所述的電控系統為電控器，所述的函數發生器的輸入端與計算機相連接，輸出端與電控器相連接，所述的電控器通過電路依次與電機、拉扭復合式傳感器相連接，在工作過程中，可以不斷發生指令信號。 所述的電控系統包括電控器，可以將信號發生系統生成的指令信號轉換為電驅動信號，并通過將拉扭復合式傳感器回傳的信號與電驅動信號作比較，采用PID控制原理，實現各種指令動作的準確到位。 所述的支撐臺采用表面滲碳淬火的45鋼制備而成，既具有較好的表面硬度，又具有適宜的剛度。 在進行拉壓疲勞試驗時，所述的齒輪齒條組中的齒輪、齒條相嚙合，此時，齒輪與傳動齒輪相分離，所述的電機輸出軸將轉矩直接傳遞至第一傳動軸，該第一傳動軸通過鍵連接將轉矩傳遞至齒輪齒條組，齒輪、齒條將轉動變為主軸的平動，進而拉伸試件，調節電機反向轉動，主軸的運動方向發生改變，進而壓縮試件，完成一次拉壓疲勞試驗； 在進行扭轉疲勞試驗時，撥動齒輪齒條組中的齒輪，使其與所述的傳動齒輪相嚙合，此時，齒輪齒條組中的齒輪、齒條相分離，所述的傳動齒輪通過第二傳動軸把轉矩傳遞至蝸輪蝸桿組，蝸輪、蝸桿改變轉動的方向，并把轉矩通過鍵連接傳遞到主軸，進而扭轉試件，完成一次扭轉疲勞試驗。 在進行拉壓疲勞試驗時，由于蝸輪蝸桿組中的蝸輪與主軸通過鍵連接，在主軸前后平動的時候，并不會帶動蝸輪蝸桿組前后運動，兩者不會產生干涉，所以，蝸輪蝸桿組并不會影響拉壓疲勞試驗的正常進行。 在進行拉壓或扭轉疲勞試驗時，首先，固定好支撐臺，并用通用夾具將試件夾緊，依次與拉扭復合式傳感器、傳動系統相連，再根據試件的實際長度，左、右移動安裝立柱，將安裝立柱調整到適當位置，并擰緊螺母，即可進行后續的試驗。 工作時，信號發生系統根據需要施加的載荷譜，產生指令信號；電控系統根據指令信號產生電驅動信號，并將電驅動信號傳入電機；電機輸出軸帶動第一傳動軸對試件施加載荷，所述的拉扭復合式傳感器將檢測到的拉壓信號或扭轉信號轉化成電信號，并傳送至電控系統；電控系統以PID原理為基礎，對電信號進行修正、放大，以達到指定動作，完成對試件的拉壓或扭轉疲勞試驗。 與現有技術相比，本專利技術具有以下特點: I)由于采用通用夾具，并在支撐臺上設置T型螺栓滑槽，使得安裝立柱可移動地設置在支撐臺上，這可以實現對不同形狀與大小的汽車零部件進行拉壓或扭轉疲勞試驗，具有顯著的通用性； 2)由于采用特殊設計的傳動系統，在單輸入的條件下，通過調節傳動系統中不同的嚙合方式，可以實現對試件的拉伸或疲勞試驗，有效縮短疲勞試驗的周期，進而為降低整車開發的周期提供基礎； 3)由于采用信號發生系統及電控系統，可以實現對試驗過程加載的控制，使得試驗更加精確，裝置尺寸較小，有效降低試驗成本。 【附圖說明】 圖1為本專利技術一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機的結構示意圖； 圖2為本專利技術一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機的傳動變速系統結構示意圖； 圖3為本專利技術一種用于汽車零本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機，該試驗機包括支撐臺(1)、電機(2)、試件(10)、通用夾具(4)、安裝立柱及底座(12)，所述的安裝立柱與底座(12)分別相向設置在支撐臺(1)上的左、右兩側，其特征在于，該試驗機還包括電控系統、信號發生系統、拉扭復合式傳感器(5)及傳動變速系統(3)，所述的電機(2)與傳動變速系統(3)均設置在底座(12)上，所述的傳動變速系統(3)的輸入端與電機(2)的輸出軸固定連接，輸出端設有拉扭復合式傳感器(5)，所述的通用夾具(4)為一對，分別相向設置在安裝立柱與拉扭復合式傳感器(5)上，所述的試件(10)固定在兩通用夾具(4)之間，所述的拉扭復合式傳感器(5)通過電路與電控系統相連接，所述的信號發生系統通過電路依次與電控系統、電機(2)相連接。

【技術特征摘要】
1.一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機，該試驗機包括支撐臺(I)、電機(2)、試件(10)、通用夾具(4)、安裝立柱及底座(12)，所述的安裝立柱與底座(12)分別相向設置在支撐臺(I)上的左、右兩側，其特征在于，該試驗機還包括電控系統、信號發生系統、拉扭復合式傳感器(5)及傳動變速系統(3)，所述的電機(2)與傳動變速系統(3)均設置在底座(12)上，所述的傳動變速系統(3)的輸入端與電機(2)的輸出軸固定連接，輸出端設有拉扭復合式傳感器(5)，所述的通用夾具(4)為一對，分別相向設置在安裝立柱與拉扭復合式傳感器(5)上，所述的試件(10)固定在兩通用夾具(4)之間，所述的拉扭復合式傳感器(5)通過電路與電控系統相連接，所述的信號發生系統通過電路依次與電控系統、電機(2)相連接。2.根據權利要求1所述的一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機，其特征在于，所述的支撐臺(I)上設有兩段內嵌式T型螺栓滑槽￠)，所述的安裝立柱的底部通過T型螺栓滑槽(6)可滑動地設置在支撐臺(I)上。3.根據權利要求1或2所述的一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機，其特征在于，所述的安裝立柱包括上底板(8)、中間立柱(11)及下底板(7)，所述的上底板(8)設置在中間立柱(11)的頂部，中間立柱(11)的底部通過下底板(7)設置在T型螺栓滑槽(6)上，所述的上底板(8)與下底板(7)上均對稱設有4個螺栓孔，并通過固定塊(9)設置在中間立柱(11)上。4.根據權利要求2或3所述的一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機，其特征在于，所述的下底板(7)上的4個螺栓孔平均分成2排，每排螺栓孔的位置與相應T型螺栓滑槽出)的位置相匹配，所述的下底板(7)上的螺栓穿過螺栓孔插設在T型螺栓滑槽(6)中。5.根據權利要求1所述的一種用于汽車零部件的拉伸及扭轉疲勞試驗機，其特征在于，所述的傳動變速系統(3)包括第一傳動軸(31)、第二傳動軸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周鋐，李冰杰，金爽，劉浩，劉敏，崔海洋，朱旭鏗，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：上海;31