材料摩擦异响试验台蜗轮蜗杆式旋转载物台

摘要

本发明涉及摩擦异响实验设备技术领域，具体公开了材料摩擦异响试验台蜗轮蜗杆式旋转载物台，包括试验箱体和用于固定摩擦材料Ⅰ的承重梁，在试验箱体内设有位于承重梁上方的垂直力加载装置，垂直力加载装置用于固定摩擦材料Ⅱ，所述承重梁上竖向转动连接有转轴，转轴的顶部固定有支撑板，转轴与试验箱体转动连接，且转轴的底部连接有位于试验箱体外部的驱动机构，所述驱动机构包括电机、蜗轮箱、蜗杆与蜗轮，蜗杆固定在电机的输出轴上，蜗轮固定在转轴上，蜗杆与蜗轮均位于蜗轮箱内。本专利中公开的载物台能够对转动摩擦进行测试。

说明书

技术领域

本发明涉及摩擦异响实验设备技术领域，特别涉及材料摩擦异响试验台蜗轮蜗杆式旋转载物台。

背景技术

在汽车结构中，两个部件之间相互摩擦构成摩擦副，摩擦副之间的摩擦状态由静摩擦转变为动摩擦的过程被称之为粘滑运动，而在粘滑运动过程中，单位时间内摩擦副之间的相对振动次数被称之为脉冲率。

粘滑运动作为一种典型的摩擦现象，广泛存在于机械系统中，会给汽车机械系统带来颤振、振荡、尖锐噪音等众多负面问题，因此为了提高汽车机械系统稳定性并降低振动，需要进行异响测试，常规的测试方式为，由待测试的两种摩擦材料构成摩擦副，其中刚性的摩擦材料做水平往复移动，而柔性的摩擦材料则与提供垂直力的压头连接，由于机械系统中，除了由于往复移动产生的摩擦之外，还有通过转动产生的摩擦，而目前常用的试验载物台无法适用到转动摩擦试验中。

发明内容

本发明提供了材料摩擦异响试验台蜗轮蜗杆式旋转载物台，以解决现有常用的试验载物台无法适用到转动摩擦试验中的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

材料摩擦异响试验台蜗轮蜗杆式旋转载物台，包括试验箱体和用于固定摩擦材料Ⅰ的承重梁，在试验箱体内设有位于承重梁上方的垂直力加载装置，垂直力加载装置用于固定摩擦材料Ⅱ，所述承重梁上竖向转动连接有转轴，转轴的顶部固定有支撑板，转轴与试验箱体转动连接，且转轴的底部连接有位于试验箱体外部的驱动机构，所述驱动机构包括电机、蜗轮箱、蜗杆与蜗轮，蜗杆固定在电机的输出轴上，蜗轮固定在转轴上，蜗杆与蜗轮均位于蜗轮箱内。

本技术方案的技术原理和效果在于：

本方案中通过蜗轮蜗杆传动系统，使得转轴慢速的转动，从而驱动支撑板一同慢速转动，实现摩擦材料Ⅰ与摩擦材料Ⅱ之间的转动摩擦试验，由于本方案中驱动机构(蜗轮蜗杆传动系统)位于试验箱体的外部，因此驱动机构产生的噪音被屏蔽在试验箱体的外部，而承重梁的设置使得转轴的转动更加稳定。

进一步，在试验箱体的内壁上粘接有隔音棉。

有益效果：这样降低外界噪音对内部试验测试的影响。

进一步，承重梁的横截面呈矩形，在承重梁的两端设有支撑架，支撑架与试验箱体通过螺栓可拆卸连接。

有益效果：这样设置可根据所做的试验测试方式来选用不同的承重梁(转动或左右移动)，使其便于拆装。

进一步，在支撑板上开设有多个连接孔，还包括相对于支撑板对称设置的压板，压板的两端开设有螺纹孔，通过螺栓穿过连接孔与螺纹孔，将摩擦材料Ⅰ固定在压板与支撑板之间。

有益效果：这样设置便于摩擦材料Ⅰ的安装与拆卸。

进一步，在承重梁上开设有第一连接孔，在试验箱体底部开设有第二连接孔，其中第一连接孔和第二连接孔同轴设置，第一连接孔和第二连接孔内均固定有轴承，转轴固定在轴承内。

有益效果：多个轴承的设置能够提高转轴转动的稳定性。

进一步，在轴承的上下方均设有密封圈结构。

有益效果：密封圈结构的设置能够降低噪音的传递。

进一步，在承重梁底部与试验箱体的底部之间设有隔音筒，隔音筒与转轴同轴设置，并位于转轴的外部，隔音筒的壁厚不低于20mm。

有益效果：隔音筒的设置一方面能够隔绝一部分转轴与轴承之间产生的噪音，同时也对承重梁起到支撑的作用。

进一步，还设有换气系统，该换气系统包括气缸和凸轮，凸轮同轴固定在转轴上，且位于试验箱体的外部，气缸水平放置，气缸包括缸体、活塞和活塞杆，凸轮沿其外部轮廓的周向开设有滑槽，活塞杆与滑槽滑动连接，在缸体上设有进气管和出气管，进气管上设有进气单向阀，出气管上设有出气单向阀，在缸体内设有制冷件，试验箱体底部设有连通隔音筒的进气口和出气口，进气管与出气口连通，出气管与进气口连通。

有益效果：这样转轴在慢速转动过程中，带动凸轮同步转动，使得活塞做直线往复滑动，从而通过进气管与出气管使得隔音筒内的气体产生循环，且由于凸轮的结构限定，活塞杆在凸轮的非过渡段滑动时，尤其是在凸轮的大圆端滑动时，活塞基本处于停止移动的状态，这样能够使得缸体中的气体能够有充分的时间被制冷。

热量的产生会影响轴承的传动性能，使得转轴与轴承之间出现噪音，从而影响摩擦试验的结果，而本方案中通过换气系统，使得隔音筒内的气流处于循环状态，将试验过程中产生的热量带走。

进一步，在压板的底部均布有若干限位凸起，在摩擦材料Ⅰ上开设有两排对称的限位孔，限位凸起能够卡入到限位孔内。

有益效果：由于传统的载物台都是通过压板将摩擦材料Ⅰ固定在支撑板上，即摩擦材料Ⅰ仅能受到竖向的压力，而本申请中由于需要支撑板转动，因此摩擦材料Ⅰ在试验过程中受到的是切线方向的拉力，这样使得摩擦材料Ⅰ在试验过程中容易出现滑移甚至脱离载物台的情况，而多个限位凸起与限位孔的配合则能够避免这样的问题出现。

进一步，限位凸起与压板一体成型，限位凸起的纵向截面呈上大下小的锥形。

有益效果：这样设置能够提高限位凸起的抗扭转强度，同时也能更好安装摩擦材料Ⅰ。

进一步，在限位凸起的外壁上粘接有橡胶层。

有益效果：这样设置能够使得限位凸起卡紧在摩擦材料Ⅰ的限位孔内。

附图说明

图1为本发明材料摩擦异响试验台蜗轮蜗杆式旋转载物台实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1中支撑板的俯视图；

图3为本发明实施例2中压板的结构示意图；

图4为本发明实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：摩擦材料Ⅰ1、摩擦材料Ⅱ2、试验箱体10、承重梁11、支撑架12、压头13、支撑板14、压板15、连接板16、转轴17、轴承18、蜗轮箱20、蜗杆21、蜗轮22、隔音筒23、垫圈24、限位凸起25、凸轮26、活塞杆27、进气管28、出气管29。

实施例1：

基本如附图1和图2所示，材料摩擦异响试验台蜗轮蜗杆式旋转载物台，包括试验箱体10和用于固定摩擦材料Ⅰ1的承重梁11，试验箱体10的内壁上粘接有隔音棉，承重梁11的横截面呈矩形，在承重梁11的两端设有支撑架12，支撑架12与试验箱体10通过螺栓可拆卸连接，在承重梁11上方设有垂直力加载装置。

本实施例中垂直力加载装置包括驱动件和压头13，其中驱动件为直线马达，直线马达固定在实验箱体上，在直线马达的输出轴端部设有联轴器，联轴器底部通过螺栓与压头13固定连接，压头13的底部为粗糙度不超过Ra6.3的光洁面，其用于固定摩擦材料Ⅱ2。

在承重梁11上转动连接有支撑板14，支撑板14为圆形板，支撑板14位于压头13的正下方，在支撑板14上开设有多个连接孔，还包括相对于支撑板14对称设置的压板15，压板15的两端开设有螺纹孔，通过螺栓穿过连接孔与螺纹孔，将摩擦材料Ⅰ1固定在压板15与支撑板14之间。

支撑板14底部焊接有连接板16，连接板16底部焊接有转轴17，在承重梁11上开设有第一连接孔，在试验箱体10底部开设有第二连接孔，其中第一连接孔和第二连接孔同轴设置，第一连接孔和第二连接孔内均固定有轴承18，而转轴17固定在轴承18内，转轴17的底端伸出试验箱体10，在轴承18的上下方均设有密封圈结构。

在试验箱体10外部设有驱动转轴17转动的驱动机构，本实施例中驱动机构包括电机、蜗轮箱20、蜗杆21与蜗轮22，其中蜗杆21固定在电机的输出轴上，而蜗轮22固定在转轴17上，蜗杆21与蜗轮22均位于蜗轮箱20内。

在承重梁11底部与试验箱体10的底部之间设有隔音筒23，其中隔音筒23与转轴17同轴设置，并位于转轴17的外部，隔音筒23的壁厚不低于20mm，隔音筒23的顶部与底部均设有垫圈24，上方的垫圈24与承重梁11底部抵紧，而下方的垫圈24与试验箱体10的底部抵紧。

具体实施时，将摩擦材料Ⅰ1固定在压板15与支撑板14之间，摩擦材料Ⅱ2粘接在压头13的底部，直线马达驱动压头13向下移动，使得摩擦材料Ⅱ2紧压在摩擦材料Ⅰ1的表面上，关闭直线马达，后启动电机，通过蜗轮22蜗杆21啮合，使得转轴17带动支撑板14一同慢速转动，摩擦材料Ⅰ1与摩擦材料Ⅱ2之间产生摩擦噪音，通过试验箱体10中设置的麦克风收集，对噪音进行分析即可。

实施例2：

基本如附图3所示，与实施例1的区别在于：在压板15的底部均布有若干限位凸起25，限位凸起25与压板15一体成型，限位凸起25的纵向截面呈上大下小的锥形，在准备摩擦材料Ⅰ1时，在摩擦材料Ⅰ1上开设有两排对称的限位孔，使限位凸起25能够卡入到限位孔内，另外在限位凸起25的外壁上粘接有橡胶层，使得限位凸起25能够卡紧在限位孔内。

由于传统的载物台都是通过压板15将摩擦材料Ⅰ1固定在支撑板14上，即摩擦材料Ⅰ1仅能受到竖向的压力，而本申请中由于需要支撑板14转动，因此摩擦材料Ⅰ1在试验过程中受到的是切线方向的拉力，这样使得摩擦材料Ⅰ1在试验过程中容易出现滑移甚至脱离载物台的情况，而多个限位凸起25与限位孔的配合则能够避免这样的问题出现。

实施例3：

基本如图4所示，与实施例1的区别在于：还设有换气系统，该换气系统包括气缸和凸轮26，其中凸轮26同轴固定在转轴17上，且位于试验箱体10的外部，气缸水平放置，气缸包括缸体、活塞和活塞杆27，其中凸轮26沿其外部轮廓的周向开设有滑槽，活塞杆27与滑槽滑动连接，在缸体上设有进气管28和出气管29，其中进气管28上设有进气单向阀，而出气管29上设有出气单向阀，在缸体内设有制冷件，本实施例中制冷件可选用半导体的制冷片，这样对缸体内的气体进行制冷作用。

在试验箱体10底部设有连通隔音筒的进气口和出气口，其中进气口朝向筒体的内壁倾斜设置，缸体上进气管28与出气口连通，而出气管29与进气口连通。

这样转轴17在慢速转动过程中，带动凸轮26同步转动，使得活塞做直线往复滑动，从而通过进气管28与出气管29使得隔音筒内的气体产生循环，且由于凸轮26的结构限定，活塞杆27在凸轮26的非过渡段滑动时，尤其是在凸轮26的大圆端滑动时，活塞基本处于停止移动的状态，这样能够使得缸体中的气体能够有充分的时间被制冷。

热量的产生会影响轴承18的传动性能，使得转轴17与轴承18之间出现噪音，从而影响摩擦试验的结果，而本实施例中通过换气系统，使得隔音筒内的气流处于循环状态，将试验过程中产生的热量带走。

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。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。