專利名稱：雙凸輪頂升式碰撞試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種產(chǎn)品運(yùn)輸模擬試驗用的碰撞試驗臺，具體涉及一種雙凸輪頂升式平頂碰撞試驗臺。
碰撞試驗臺是一種按國家標(biāo)準(zhǔn)GB2423對航空航天、儀器儀表、汽車、家電等行業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)行運(yùn)輸模擬的沖擊碰撞試驗裝置?，F(xiàn)有技術(shù)中，碰撞試驗臺一般都由單凸輪頂升機(jī)構(gòu)與平頂式臺面或?qū)е脚_面配合構(gòu)成。導(dǎo)柱式臺面結(jié)構(gòu)較復(fù)雜(有兩根固定在臺體上的導(dǎo)柱與臺面滑動連接構(gòu)成)，適用于重型試件的運(yùn)輸試驗，而平頂式臺面結(jié)構(gòu)簡單，主要適用于小型試件的運(yùn)輸試驗。現(xiàn)有技術(shù)中，我廠原有CP-100沖擊碰撞試驗臺為平頂式臺面結(jié)構(gòu)，主要適用于小型試件的運(yùn)輸試驗，最大臺面尺寸為600mm×700mm，最大負(fù)載為100Kg，其結(jié)構(gòu)主要。包括臺體、一套凸輪頂升機(jī)構(gòu)、電動機(jī)、平頂臺面，凸輪頂升機(jī)構(gòu)安置在臺體上，電動機(jī)與凸輪頂升機(jī)構(gòu)傳動連接，平頂臺面的底部與凸輪頂升機(jī)構(gòu)頂升端固定連接，臺體上設(shè)有迎擊平頂臺面滑落的沖擊墊塊。但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，市場對大型碰撞試驗臺的需求日益增加，原有CP-100沖擊碰撞試驗臺由于結(jié)構(gòu)所限，很難完成大型、重型產(chǎn)品的碰撞試驗，而導(dǎo)柱式臺面結(jié)構(gòu)的碰撞試驗臺由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，體積大，同樣受到市場的制約。因此如何設(shè)計一種既結(jié)構(gòu)簡單，成本低，體積小，又能適應(yīng)大型、重型產(chǎn)品的碰撞試驗臺便成了各生產(chǎn)廠商和研究人員關(guān)心的課題。
本實(shí)用新型目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)異，又能適應(yīng)大型、重型產(chǎn)品的平頂式碰撞試驗臺。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種雙凸輪頂升式碰撞試驗臺，包括臺體、凸輪頂升機(jī)構(gòu)、電動機(jī)、平頂臺面，凸輪頂升機(jī)構(gòu)安置在臺體上，電動機(jī)與凸輪頂升機(jī)構(gòu)傳動連接，平頂臺面的底部與凸輪頂升機(jī)構(gòu)頂升端固定連接，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)在臺面下方，臺體上設(shè)有迎擊平頂臺面滑落的沖擊墊塊，所述凸輪頂升機(jī)構(gòu)由平行布置的兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)同步連接構(gòu)成。
本實(shí)用新型采用兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)后，同步推升平頂臺面非常重要。為解決這一問題，在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，可以采用以下三種技術(shù)方案1、所述兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)同步連接。
2、所述兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)之間設(shè)有同步軸，同步軸與位于兩端的凸輪同步固定連接，電動機(jī)經(jīng)齒輪傳動機(jī)構(gòu)與同步軸傳動連接。
3、所述兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)之間設(shè)有同步軸，同步軸與位于兩端的凸輪同步固定連接，同步軸上設(shè)有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，電動機(jī)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)與曲柄連桿機(jī)構(gòu)連接。
上述技術(shù)方案中，由于負(fù)載較重電動機(jī)為直流電動機(jī)，且整流電路采用三相可控硅整流電路。
本實(shí)用新型工作原理是產(chǎn)品進(jìn)行運(yùn)輸模擬碰撞試驗時，電動機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)同時帶動兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)同步推升平頂臺面至最高點(diǎn)，然后兩只凸輪同時脫開推桿，使臺面和試驗產(chǎn)品沿推桿滑動路徑自由滑落至碰撞位置，以此反復(fù)。
本實(shí)用新型雙凸輪頂升機(jī)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)單凸輪頂升機(jī)構(gòu)受力及性能分析對比。如下

圖1、圖2所示，在單凸輪頂升機(jī)構(gòu)中，由于推桿[3]位于臺面[2]中心，使得臺面[2]不能做得太大，當(dāng)臺面[2]較大時，臺面[2]加速度均勻度就會超標(biāo)，同時對臺面[2]的剛性要求也很大。但在雙凸輪頂升機(jī)構(gòu)中，由于推桿[3]分別位于臺面[2]上兩點(diǎn)，形成雙支撐機(jī)構(gòu)，使得支撐機(jī)構(gòu)的剛性大大增加，有利于增大臺面[2]，可用于大型產(chǎn)品的試驗。
同時，在實(shí)際使用過程中，由于產(chǎn)品[1]重心不可能和臺面[2]中心完全一致，就會帶來附加力矩。如下圖3、圖4所示。
在圖3中，根據(jù)力平衡和力矩平衡原理可得如下方程N(yùn)1=N2…………(1)F合×a=N2×b…………(2)由公式(2)可知，當(dāng)產(chǎn)品[1]的重心和臺面[2]的中心相差較大，即a較大時，由于導(dǎo)向套筒[8]的長度(即b)固定，N2、N1就較大。又由于摩擦力f1=N1×ff2=N2×f……………(3)故摩擦力較大，這就大大增加了系統(tǒng)無用功的消耗，同時，在載荷一定時，也要求凸輪提供更大的推力，即對凸輪的強(qiáng)度要求也隨之增加，這樣的設(shè)計顯然是不合理的。
而在圖4中，根據(jù)力平衡和力矩平衡原理可得如下方程N(yùn)11=N21N21=N22……………(4)
F合×a1+N22×6+(F12+f22)×(a1+a2)=N21×b+F推2×(a1+a2)……………(5)由公式(4)、(5)和受力分析圖(圖4)可知，在雙凸輪頂升機(jī)構(gòu)中，當(dāng)產(chǎn)品[1]的重心和臺面[2]的中心相差較大時，其偏心帶來的附加力矩由F推1或F推2來平衡，故導(dǎo)向套筒[8]對推桿[3]的支撐力(即N11、N12、N21、N22)和摩擦力(即f11、f12、f21、f22)就會大大降低，這不僅減少了無用功的消耗，而且降低了磨損，凸輪[4]上的推力也隨之降低，對整臺機(jī)器性能的提高都是有利的。同時，對于雙凸輪推升機(jī)構(gòu)，要增加臺面[2]尺寸時，只要增加跨梁之間的剛性和跨度就可以了，而在導(dǎo)向套筒[8]上產(chǎn)生的附加摩擦力和凸輪[4]的推力都不會顯著增加，這樣在對大型、重型產(chǎn)品做試驗時凸輪[4]受力情況就得到了明顯改善。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，傳動效率高，性能指標(biāo)優(yōu)越，適用范圍廣。該方案用于大型、重型產(chǎn)品碰撞試驗臺，較好的解決了單凸輪頂升結(jié)構(gòu)的不足之處。
雙凸輪推桿機(jī)構(gòu)在推升臺面時的同步性是本技術(shù)方案的關(guān)鍵問題。為較好地解決這個問題，本實(shí)用新型給出了三種不同的結(jié)構(gòu)措施，其目的就是為了確保碰撞試驗臺沖擊波形的一致性，以提高性能指標(biāo)。
附圖1為單凸輪頂升機(jī)構(gòu)簡圖；附圖2為雙凸輪頂升機(jī)構(gòu)簡圖；附圖3為單凸輪頂升機(jī)構(gòu)受力簡圖；附圖4為雙凸輪頂升機(jī)構(gòu)受力簡圖；附圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
其中[1]、產(chǎn)品；[2]、臺面；[3]、推桿；[4]、凸輪；[5]、沖擊墊塊；[6]、擋環(huán)；[7]、擋環(huán)；[8]、套筒；[9]、蓋板；[10]、支承座；[11]、齒輪；[12]、軸；[13]、計數(shù)器；[14]、罩殼；[15]、臺體。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見附圖2和附圖5所示，一種雙凸輪頂升式碰撞試驗臺，包括臺體[151、凸輪頂升機(jī)構(gòu)、電動機(jī)、平頂臺面[2]。所述凸輪頂升機(jī)構(gòu)由平行布置的兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)同步連接構(gòu)成，雙凸輪頂升機(jī)構(gòu)安置在臺體[15]上，凸輪推桿機(jī)構(gòu)由凸輪[4]和推桿[3]組成，凸輪[4]固定在軸[12]上，軸[12]通過軸承固定在支承座[10]上，軸[12]上設(shè)有計數(shù)器[13]；推桿[3]與套筒[8]滑動連接，套筒[8]固定在支承座[10]。電動機(jī)通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)與兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)中的軸[12]同步連接，齒輪[11]固定在軸[12]上。平頂臺面[2]的底部分別與兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)中的推桿[3]頂部固定連接。臺體[15]上設(shè)有迎擊平頂臺面[2]滑落的沖擊墊塊[5]，沖擊墊塊[5]上設(shè)有緩沖墊，沖擊墊塊[5]經(jīng)擋環(huán)[6]和擋環(huán)[7]與臺體[15]連接。臺體[15]上還設(shè)有罩殼[14]和蓋板[9]。本實(shí)施例臺面[2]尺寸為1200mm×900mm，最大負(fù)載為500Kg，專用于大型、重型產(chǎn)品的試驗。由于本實(shí)施例需用大功率直流電動機(jī)，工作電流較大，不能采用單相可控硅整流電路，故采用三相可控硅整流電路來控制電動機(jī)，使三相供電電路負(fù)載均衡。
權(quán)利要求1.一種雙凸輪頂升式碰撞試驗臺，包括臺體[15]、凸輪頂升機(jī)構(gòu)、電動機(jī)、平頂臺面[2]，凸輪頂升機(jī)構(gòu)安置在臺體[15]上，電動機(jī)與凸輪頂升機(jī)構(gòu)傳動連接，平頂臺面[2]的底部與凸輪頂升機(jī)構(gòu)頂升端固定連接，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)在臺面[2]下方，臺體[15]上設(shè)有迎擊平頂臺面[2]滑落的沖擊墊塊[5]，其特征在于所述凸輪頂升機(jī)構(gòu)由平行布置的兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)同步連接構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞試驗臺，其特征在于所述兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)同步連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞試驗臺，其特征在于所述兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)之間設(shè)有同步軸，同步軸與位于兩端的凸輪同步固定連接，電動機(jī)經(jīng)齒輪傳動機(jī)構(gòu)與同步軸傳動連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞試驗臺，其特征在于所述兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)之間設(shè)有同步軸，同步軸與位于兩端的凸輪同步固定連接，同步軸上設(shè)有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，電動機(jī)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)與曲柄連桿機(jī)構(gòu)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碰撞試驗臺，其特征在于所述電動機(jī)為直流電動機(jī)，且整流電路采用三相可控硅整流電路。
專利摘要一種雙凸輪頂升式碰撞試驗臺,包括臺體[15]、凸輪頂升機(jī)構(gòu)、電動機(jī)、平頂臺面[2],凸輪頂升機(jī)構(gòu)安置在臺體[15]上,電動機(jī)與凸輪頂升機(jī)構(gòu)傳動連接,平頂臺面[2]的底部與凸輪頂升機(jī)構(gòu)頂升端固定連接,臺體[15]上設(shè)有迎擊平頂臺面[2]滑落的沖擊墊塊[5],其特征在于所述凸輪頂升機(jī)構(gòu)由平行布置的兩套凸輪推桿機(jī)構(gòu)同步連接構(gòu)成。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,剛性好,傳動效率高,性能指標(biāo)優(yōu)異,適用范圍廣。該方案用于大型、重型產(chǎn)品碰撞試驗臺,較好的解決了單凸輪頂升結(jié)構(gòu)的不足之處。
文檔編號G01N3/303GK2453427SQ0026191
公開日2001年10月10日 申請日期2000年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月12日
發(fā)明者鐘瓊?cè)A, 呂興東 申請人:蘇州試驗儀器總廠