專利名稱：球頭銷總成高低溫泥水噴淋耐久試驗(yàn)臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球頭銷總成高低溫泥水噴淋耐久試驗(yàn)臺，特別適合模擬進(jìn)行汽車 球頭銷總成在實(shí)車環(huán)境下的高低溫、泥水噴淋耐久性能試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
球頭銷總成主要由球頭銷、非金屬球碗、后蓋、球殼、防塵罩組成。它是汽車轉(zhuǎn)向機(jī) 構(gòu)、懸架機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)中的重要部件，其性能直接影響到轉(zhuǎn)向的可控性、準(zhǔn)確性，以及底盤 懸架的穩(wěn)定性，對整個(gè)汽車的安全至關(guān)重要，所以必須對其進(jìn)行與實(shí)車環(huán)境、路況近似的、 嚴(yán)格的耐久性試驗(yàn)。耐久試驗(yàn)要求模擬實(shí)車環(huán)境下的高低溫、泥水噴淋，同時(shí)球頭銷作往復(fù) 旋轉(zhuǎn)、擺動。當(dāng)前各企業(yè)使用的試驗(yàn)臺主要的問題是1、不能在一個(gè)試驗(yàn)臺上同時(shí)模擬高低 溫、泥沙噴淋和球頭銷的往復(fù)旋轉(zhuǎn)、擺動；2、球頭銷往復(fù)旋轉(zhuǎn)和擺動機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電動機(jī)、 變頻電動機(jī)、液壓油缸驅(qū)動等，控制的準(zhǔn)確度、精度較差，動作頻率低；3、只能進(jìn)行一個(gè)球頭 銷總成的耐久試驗(yàn)；4、夾具復(fù)雜，不同型號的球頭銷總成試驗(yàn)時(shí)需要更換的夾緊部件較多， 工作繁瑣。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種球頭銷總成高低溫泥水噴淋耐久試驗(yàn)臺，它 可以在高低溫箱中模擬實(shí)車環(huán)境下的高低溫、泥水噴淋；并通過交流伺服電動機(jī)的驅(qū)動，準(zhǔn) 確、高效的實(shí)現(xiàn)球頭銷的往復(fù)旋轉(zhuǎn)和擺動；能同時(shí)進(jìn)行三個(gè)球頭銷總成的耐久試驗(yàn)；夾具 設(shè)計(jì)簡單，更換方便、快捷，能適應(yīng)不同型號球頭銷總成的耐久試驗(yàn)。
本發(fā)明的球頭銷總成高低溫泥水噴淋耐久試驗(yàn)臺主要由臺架、高低溫機(jī)構(gòu)、泥水 噴淋機(jī)構(gòu)、球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、球頭銷擺動機(jī)構(gòu)、PLC控制系統(tǒng)組成。試驗(yàn)臺的其它所有機(jī)構(gòu) 和部件均安裝、固定在臺架上。
高低溫機(jī)構(gòu)主要由高低溫箱、高低溫發(fā)生箱、空氣調(diào)節(jié)通道組成，高低溫箱和高低 溫發(fā)生箱均固定在臺架上。根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的溫度信號，通過加熱器和制冷壓縮機(jī)改變 高低溫發(fā)生箱內(nèi)空氣的溫度，通過空氣調(diào)節(jié)通道送入高低溫箱中并循環(huán)流動，保證高低溫 箱內(nèi)的球頭銷總成在設(shè)定的溫度下進(jìn)行耐久試驗(yàn)，溫度調(diào)節(jié)范圍可從_40°C 150°C。在高 低溫箱上側(cè)和后側(cè)各開有三個(gè)孔，球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和球頭銷擺動機(jī)構(gòu)的搖桿軸末端通過孔 伸入箱體中，通過夾具固定球頭銷總成在高低溫箱中進(jìn)行耐久試驗(yàn)。在高低溫箱的下側(cè)開 有一個(gè)孔，噴淋管路通過孔伸入箱體中，通過噴嘴把泥水噴淋在三個(gè)球頭銷總成上。
泥水噴淋機(jī)構(gòu)主要由噴淋水箱、水泵、噴淋管路、噴嘴組成。噴淋水箱固定在臺架 上，水泵置于噴淋水箱中，噴淋管路和噴嘴通過高低溫箱下側(cè)的孔伸入箱體中。需要噴淋 時(shí)，PLC系統(tǒng)控制水泵運(yùn)行，通過噴嘴把泥水噴淋在三個(gè)球頭銷總成上。噴嘴采用柔性蛇形 管，方便把泥水噴淋到需要的位置。
球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在支撐板上，球頭銷擺動機(jī)構(gòu)固定在支撐座上，支撐板固定 在支撐座上，支撐座固定在臺架上。
球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由交流伺服電動機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、搖桿主動軸、主動搖桿、 關(guān)節(jié)軸承、連桿、從動搖桿、搖桿從動軸、驅(qū)動支撐架、軸承座、軸承、軸承蓋、旋轉(zhuǎn)端夾具母 體、鎖緊螺母、旋轉(zhuǎn)端夾具端蓋組成，通過驅(qū)動支撐架固定在支撐板上；交流伺服電動機(jī)轉(zhuǎn) 軸經(jīng)減速機(jī)、聯(lián)軸器連接搖桿主動軸，主動搖桿與搖桿主動軸剛性連接，連桿兩端通過關(guān)節(jié) 軸承連接主動搖桿、從動搖桿，搖桿從動軸與從動搖桿剛性連接，搖桿主動軸和搖桿從動軸 分別套入軸承中，軸承座固定在驅(qū)動支撐架上；搖桿主動軸和搖桿從動軸的末端通過高低 溫箱上側(cè)的孔伸入箱體中，連接固定旋轉(zhuǎn)端夾具母體，通過鎖緊螺母、旋轉(zhuǎn)端夾具端蓋分別 夾緊三個(gè)球頭銷的桿部，球頭銷的桿部跟隨搖桿主動軸和搖桿從動軸作往復(fù)旋轉(zhuǎn)。搖桿主 動軸和搖桿從動軸的往復(fù)旋轉(zhuǎn)角度和速度是一致的，往復(fù)旋轉(zhuǎn)由PLC控制交流伺服電動機(jī) 實(shí)現(xiàn)。
球頭銷擺動機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)類似，主要由交流伺服電動機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、搖桿 主動軸、主動搖桿、關(guān)節(jié)軸承、連桿、從動搖桿、搖桿從動軸、驅(qū)動支撐板、軸承座、軸承、軸承 蓋、擺動桿、擺動端夾具組成，通過驅(qū)動支撐架固定在支撐座上；交流伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)軸經(jīng)減 速機(jī)、聯(lián)軸器連接搖桿主動軸，主動搖桿與搖桿主動軸剛性連接，連桿兩端通過關(guān)節(jié)軸承連 接主動搖桿、從動搖桿,搖桿從動軸與從動搖桿剛性連接,搖桿主動軸和搖桿從動軸分別套 入軸承中，軸承座固定在驅(qū)動支撐架上；搖桿王動軸和搖桿從動軸的末端通過聞低溫箱后 側(cè)的孔伸入箱體中，連接固定擺動桿，擺動端夾具固定在擺動桿上，三個(gè)球殼的桿部分別套 入擺動端夾具的圓孔中，球殼的桿部跟隨搖桿主動軸和搖桿從動軸往復(fù)擺動，從而實(shí)現(xiàn)球 頭銷的往復(fù)擺動。搖桿主動軸和搖桿從動軸的往復(fù)擺動角度和速度是一致的，往復(fù)擺動由 PLC控制交流伺服電動機(jī)實(shí)現(xiàn)。
對于不同型號的球頭銷總成，只需簡單更換鎖緊螺母、旋轉(zhuǎn)端夾具端蓋、擺動端夾 具即可進(jìn)行試驗(yàn)。由于交流伺服電動機(jī)良好的可控性、穩(wěn)定性，試驗(yàn)臺可以實(shí)現(xiàn)球頭銷往復(fù) 旋轉(zhuǎn)和擺動運(yùn)動的最大角度可達(dá)±60° ,最高頻率可達(dá)8Hz。
PLC控制系統(tǒng)主要由低壓電器、按鈕、PLC、人機(jī)界面組成。人機(jī)界面、按鈕固定在 試驗(yàn)臺表面不銹鋼板上，低壓電器、PLC裝在試驗(yàn)臺內(nèi)部的電控柜內(nèi)。人機(jī)界面用于設(shè)定和 調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)，如往復(fù)旋轉(zhuǎn)和擺動角度、頻率、耐久試驗(yàn)時(shí)長、試驗(yàn)溫度、泥水噴淋時(shí)長及 間隔等，同時(shí)可以實(shí)時(shí)顯示往復(fù)旋轉(zhuǎn)和擺動的次數(shù)、耐久運(yùn)行的時(shí)長、當(dāng)前溫度值等試驗(yàn)數(shù) 據(jù)。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有的試驗(yàn)臺的不足，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能齊全、調(diào)整方便、工作穩(wěn) 定、人機(jī)互動性好等特點(diǎn)。能模擬實(shí)車環(huán)境時(shí)不同溫度、泥水噴淋條件下，不同型號球頭銷 總成的耐久性能試驗(yàn)，為企業(yè)試驗(yàn)和提高球頭銷總成的性能提供了有力的支持，具有很好 的應(yīng)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明試驗(yàn)臺的整體三維效果圖
圖2是本發(fā)明試驗(yàn)臺的主體機(jī)構(gòu)三維效果圖
圖3是本發(fā)明試驗(yàn)臺的球頭銷旋轉(zhuǎn)、擺動機(jī)構(gòu)三維效果前視圖
圖4是本發(fā)明試驗(yàn)臺的球頭銷旋轉(zhuǎn)、擺動機(jī)構(gòu)三維效果后視圖
圖5是本發(fā)明試驗(yàn)臺的球頭銷旋轉(zhuǎn)、擺動機(jī)構(gòu)三維剖視效果圖
圖6是本發(fā)明試驗(yàn)臺的球頭銷擺動機(jī)構(gòu)夾具局部三維效果圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明的試驗(yàn)臺主要由臺架、高低溫機(jī)構(gòu)、泥水噴淋機(jī)構(gòu)、球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、球頭 銷擺動機(jī)構(gòu)、PLC控制系統(tǒng)組成。
參見圖1，臺架采用工業(yè)鋁型材框架1，試驗(yàn)臺的其它所有機(jī)構(gòu)和部件均安裝、固 定在臺架上。為了試驗(yàn)臺的美觀和防塵，試驗(yàn)臺表面安裝不銹鋼板3。
參見圖1、2，高低溫機(jī)構(gòu)主要由高低溫箱2、高低溫發(fā)生箱6、空氣調(diào)節(jié)通道管道7 組成，高低溫箱2和高低溫發(fā)生箱6均固定在臺架上。根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的溫度信號，通過 加熱器和制冷壓縮機(jī)改變高低溫發(fā)生箱6內(nèi)空氣的溫度，通過空氣調(diào)節(jié)通道7送入高低溫 箱2中并循環(huán)流動，保證高低溫箱2內(nèi)的球頭銷總成在設(shè)定的溫度下進(jìn)行耐久試驗(yàn)，溫度調(diào) 節(jié)范圍可從-40°C 150°C。在高低溫箱2上側(cè)和后側(cè)各開有三個(gè)孔，球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和球 頭銷擺動機(jī)構(gòu)的搖桿軸末端通過孔伸入箱體中，通過夾具固定球頭銷總成在高低溫箱2中 進(jìn)行耐久試驗(yàn)。在高低溫箱2的下側(cè)開有一個(gè)孔，噴淋管路9通過孔伸入箱內(nèi)，通過噴嘴8 把泥水噴淋在三個(gè)球頭銷總成上。高低溫箱的門上裝有玻璃觀察窗，方便觀察球頭銷總成 耐久試驗(yàn)的狀況。
參見圖2，噴淋機(jī)構(gòu)主要由噴淋水箱11、水泵10、噴淋管路9、噴嘴8組成。噴淋水 箱11固定在臺架上，根據(jù)試驗(yàn)要求在噴淋水箱11中按比例混合并充分?jǐn)嚢枘嗌?、水等。?泵10置于噴淋水箱11中，由于泥水的雜質(zhì)較多，水泵10應(yīng)使用泥水專用的潛水泵。噴淋 管路9和噴嘴8通過高低溫箱2下側(cè)的孔伸入箱體中。需要噴淋時(shí)，PLC系統(tǒng)控制水泵10 運(yùn)行，通過噴嘴8把泥水噴淋在三個(gè)球頭銷總成上，噴嘴8采用柔性蛇形管，方便把泥水噴 淋到需要的位置。
參見圖3、4，球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在支撐板17上，球頭銷擺動機(jī)構(gòu)固定在支撐座 12上，支撐板17固定在支撐座12上，支撐座12固定在臺架上。
參見圖3、4、5，球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由交流伺服電動機(jī)14、減速機(jī)15、聯(lián)軸器16、 搖桿主動軸22、主動搖桿26、關(guān)節(jié)軸承28、連桿27、從動搖桿29、搖桿從動軸30、驅(qū)動支撐 架13、軸承座23、軸承24、軸承蓋25、旋轉(zhuǎn)端夾具母體21、鎖緊螺母20、旋轉(zhuǎn)端夾具端蓋19 組成，通過驅(qū)動支撐架13固定在支撐板17上；交流伺服電動機(jī)14轉(zhuǎn)軸經(jīng)減速機(jī)15、聯(lián)軸 器16連接搖桿主動軸22，主動搖桿26與搖桿主動軸22剛性連接，連桿27兩端通過關(guān)節(jié) 軸承28連接主動搖桿26、從動搖桿29，搖桿從動軸30與從動搖桿29剛性連接，搖桿主動 軸22和搖桿從動軸30分別套入軸承24中，軸承座23固定在驅(qū)動支撐架13上；搖桿主動 軸22和搖桿從動軸30的末端通過高低溫箱2上側(cè)的孔伸入箱體中，連接固定旋轉(zhuǎn)端夾具 母體21，通過鎖緊螺母20、旋轉(zhuǎn)端夾具端蓋19分別夾緊三個(gè)球頭銷18的桿部，球頭銷18 的桿部跟隨搖桿主動軸22和搖桿從動軸30作往復(fù)旋轉(zhuǎn)。搖桿主動軸22和搖桿從動軸30 的往復(fù)旋轉(zhuǎn)角度和速度是一致的，往復(fù)旋轉(zhuǎn)由PLC控制交流伺服電動機(jī)14實(shí)現(xiàn)。
參見圖3、4、5、6，球頭銷擺動機(jī)構(gòu)與球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)類似，由于大部分部件與球頭 銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相同，所以序號相同的部件是一樣的。主要由交流伺服電動機(jī)14、減速機(jī)15、聯(lián) 軸器16、搖桿主動軸22、主動搖桿26、關(guān)節(jié)軸承28、連桿27、從動搖桿29、搖桿從動軸30、 驅(qū)動支撐板13、軸承座23、軸承24、軸承蓋25、擺動桿33、擺動端夾具32組成，通過驅(qū)動支撐架13固定在支撐座12上；交流伺服電動機(jī)14轉(zhuǎn)軸經(jīng)減速機(jī)15、聯(lián)軸器16連接搖桿主 動軸22，主動搖桿26與搖桿主動軸22剛性連接，連桿27兩端通過關(guān)節(jié)軸承28連接主動 搖桿26、從動搖桿29，搖桿從動軸30與從動搖桿29剛性連接，搖桿主動軸22和搖桿從動 軸30分別套入軸承24中，軸承座23固定在驅(qū)動支撐架13上；搖桿主動軸22和搖桿從動 軸30的末端通過高低溫箱2后側(cè)的孔伸入箱體中，連接固定擺動桿33，擺動端夾具32固定 在擺動桿33上，三個(gè)球殼31的桿部分別套入擺動端夾具32的圓孔中，隨著搖桿主動軸22 和搖桿從動軸30往復(fù)擺動，從而實(shí)現(xiàn)球頭銷18的往復(fù)擺動。搖桿主動軸22和搖桿從動軸 30的往復(fù)擺動角度和速度是一致的，往復(fù)擺動由PLC控制交流伺服電動機(jī)14實(shí)現(xiàn)。
PLC控制系統(tǒng)主要由低壓電器、PLC、人機(jī)界面4、按鈕5組成。人機(jī)界面4、按鈕5固 定在試驗(yàn)臺表面不銹鋼板3上，低壓電器、PLC裝在試驗(yàn)臺內(nèi)部的電控柜內(nèi)。人機(jī)界面4用 于設(shè)定和調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)，如旋轉(zhuǎn)和擺動角度、頻率、耐久試驗(yàn)時(shí)長、試驗(yàn)溫度、噴淋時(shí)長及 間隔等，同時(shí)可以實(shí)時(shí)顯示旋轉(zhuǎn)和擺動的次數(shù)、耐久運(yùn)行的時(shí)長、當(dāng)前溫度值等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
試驗(yàn)時(shí)，在高低溫箱2中裝入球頭銷總成，并用夾具夾緊，調(diào)整好噴嘴8的位置，蓋 好箱門，設(shè)定好試驗(yàn)參數(shù)，就可以開始進(jìn)行耐久試驗(yàn)，整個(gè)試驗(yàn)過程自動完成。對于不同型 號的球頭銷總成，只需簡單更換鎖緊螺母20、旋轉(zhuǎn)端夾具端蓋19、擺動端夾具32即可。
權(quán)利要求
1.球頭銷總成高低溫泥水噴淋耐久試驗(yàn)臺主要由臺架、高低溫機(jī)構(gòu)、泥水噴淋機(jī)構(gòu)、球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、球頭銷擺動機(jī)構(gòu)、PLC控制系統(tǒng)組成，其特征是試驗(yàn)臺其它所有機(jī)構(gòu)和部件均安裝、固定在臺架上；球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在支撐板上，球頭銷擺動機(jī)構(gòu)固定在支撐座上，支撐板固定在支撐座上，支撐座固定在臺架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球頭銷總成高低溫泥水噴淋耐久試驗(yàn)臺，其特征是所述的高低溫機(jī)構(gòu)主要由高低溫箱、高低溫發(fā)生箱、空氣調(diào)節(jié)通道組成，在高低溫箱上側(cè)和后側(cè)各開有三個(gè)孔，在高低溫箱的下側(cè)開有一個(gè)孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球頭銷總成高低溫泥水噴淋耐久試驗(yàn)臺，其特征是所述的噴淋機(jī)構(gòu)主要由噴淋水箱、水泵、噴淋管路、噴嘴組成，水泵置于噴淋水箱中，噴淋管路和噴嘴通過高低溫箱下側(cè)的孔伸入箱內(nèi)，噴嘴采用柔性蛇形管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球頭銷總成高低溫泥水噴淋耐久試驗(yàn)臺，其特征是所述的球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由交流伺服電動機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、搖桿主動軸、主動搖桿、關(guān)節(jié)軸承、連桿、從動搖桿、搖桿從動軸、驅(qū)動支撐架、軸承座、軸承、軸承蓋、旋轉(zhuǎn)端夾具母體、鎖緊螺母、旋轉(zhuǎn)端夾具端蓋組成，通過驅(qū)動支撐架固定在支撐板上；交流伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)軸經(jīng)減速機(jī)、聯(lián)軸器連接搖桿主動軸，主動搖桿與搖桿主動軸剛性連接，連桿兩端通過關(guān)節(jié)軸承連接主動搖桿、從動搖桿，搖桿從動軸與從動搖桿剛性連接，搖桿主動軸和搖桿從動軸分別套入軸承中，軸承座固定在驅(qū)動支撐架上，搖桿主動軸和搖桿從動軸的末端通過高低溫箱上側(cè)的孔伸入箱體中，連接固定旋轉(zhuǎn)端夾具母體，通過鎖緊螺母、旋轉(zhuǎn)端夾具端蓋分別夾緊三個(gè)球頭銷的桿部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球頭銷總成高低溫泥水噴淋耐久試驗(yàn)臺，其特征是所述的球頭銷擺動機(jī)構(gòu)主要由交流伺服電動機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、搖桿主動軸、主動搖桿、關(guān)節(jié)軸承、連桿、從動搖桿、搖桿從動軸、驅(qū)動支撐架、軸承座、軸承、軸承蓋、擺動桿、擺動端夾具組成，通過驅(qū)動支撐架固定在支撐板上；交流伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)軸經(jīng)減速機(jī)、聯(lián)軸器連接搖桿主動軸，主動搖桿與搖桿主動軸剛性連接，連桿兩端通過關(guān)節(jié)軸承連接主動搖桿、從動搖桿，搖桿從動軸與從動搖桿剛性連接，搖桿王動軸和搖桿從動軸分別套入軸承中，軸承座固定在驅(qū)動支撐架上，搖桿主動軸和搖桿從動軸的末端通過高低溫箱后側(cè)的孔伸入箱體中，連接固定擺動桿，擺動端夾具固定在擺動桿上，三個(gè)球殼的桿部分別套入擺動端夾具的圓孔中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種球頭銷總成高低溫泥水噴淋耐久試驗(yàn)臺，特別適合模擬進(jìn)行汽車球頭銷總成在實(shí)車環(huán)境下的高低溫、泥水噴淋耐久性能試驗(yàn)。本發(fā)明的試驗(yàn)臺主要由臺架、高低溫機(jī)構(gòu)、泥水噴淋機(jī)構(gòu)、球頭銷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、球頭銷擺動機(jī)構(gòu)、PLC控制系統(tǒng)組成。它可以在高低溫箱中模擬實(shí)車環(huán)境下的高低溫、泥水噴淋；并通過交流伺服電動機(jī)的驅(qū)動，準(zhǔn)確、高效的實(shí)現(xiàn)球頭銷的往復(fù)旋轉(zhuǎn)和擺動；能同時(shí)進(jìn)行三個(gè)球頭銷總成的耐久試驗(yàn)；夾具設(shè)計(jì)簡單，更換方便、快捷，能適應(yīng)不同型號球頭銷總成的耐久試驗(yàn)。
文檔編號G01M13/00GK102998111SQ201210531468
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月24日
發(fā)明者楊孟濤, 金紅偉, 唐家兵 申請人:重慶科技學(xué)院, 楊孟濤