亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种球头销密封性能试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车产品测试技术领域，尤其是关于一种对应用于汽车上的球头 销的密封性能测试的试验台。
背景技术：
汽车上有各种球头销，球头销主要是用于连接车架控制臂、稳定杆和转向节等悬 架系统零件，球头销的密封性能直接影响着汽车的转向操纵稳定性，其密封耐久性能甚至 直接影响到汽车的安全。随着对汽车安全问题的关注，汽车球头销密封性能更是不可忽视， 日益重要。国内外虽然有球头销密封性能试验台，但都是液压控制的，设计制造复杂，维护 起来也困难。目前的汽车球头销密封性能试验台包括台架和台架上面的测试机构，其中摆动和 旋转测试机构分别与控制单元连接，包括摆动驱动装置、与摆动驱动装置连接的液压旋转 作动器、与旋转作动器输出连接的偏心轮、与偏心轮连接的连杆，通过与连杆连接的轴带动 球头销运动，那些方案中采用液压系统作为球头销的驱动，所带附件繁多，存在漏油的可能 性，容易对试验环境造成污染。申请号为CN200720170868. 1的专利申请公开了一种球头销性能试验台，在进行 球头销摆动试验时，将球头销安装在摆动试验夹具上，并将摆动试验夹具的夹持法兰与动 力机构的连接法兰连接，即可通过动力源的带动，实现对球头销的轴体的极限摆动角度的 测量，但是该试验台在旋转试验时，需拆下夹持法兰，并将法兰套安装在连接法兰上，才能 进行球头销扭矩的测试。该专利只能测试球头销摆动和旋转角度，不能验证球头销防尘罩 的密封耐久性。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种结构简单、便于测试球头销密封性能的试验台。本实用新型具体公开了一种球头销密封性能试验台，包括台面、球头销摆动机构、 球头销转动机构、喷淋系统和电气控制系统，其中球头销摆动机构设置在台面上，球头销转 动机构设置在台面的下部和侧面，电气控制系统设置在台面旁边的电控柜中，喷淋系统设 置在试验台中。进一步，所述喷淋系统包括水泵、水管、喷水管、控制阀、水箱、喷头以及喷水罩， 水泵的进水口通过水管连接水箱，水泵出水口连接控制阀和喷头，水喷到喷水罩中，通过台 面的回水孔，由两根回水管流到水箱中。进一步，所述球头销摆动机构包括摆动电机、摆动偏心轮总成、摆动支架、摆板和 摆动支撑板，所述摆动电机带动摆动偏心轮总成运动，使摆动支架上的摆板摆动。进一步，所述球头销转动结构包括转动电机、转动偏心轮总成、旋转圆盘、和加力 轴，所述转动电机带动转动偏心轮总成运动，使旋转圆盘旋转，从而使得球头销的球销座来 回旋转。[0010]进一步，所述的摆动偏心轮总成套在摆动电机的输出轴上，相互之间通过平键过 盈连接，传递旋转力矩，摆动偏心轮总成上通过螺栓固定了一个摆动滑块，摆动滑块旁边有 刻度尺，摆动滑块处于偏心轮中心时，偏心距为0，滑块处于偏心轮边缘时，偏心距为最大。进一步，所述摆动支架由四块竖直支撑板和一块水平板焊接而成，四块竖直支撑 板中都安装有轴承，并且四个装轴承的孔同轴，并且垂直于底板。进一步，所述的转动偏心轮总成套在转动电机的输出轴上，相互之间通过平键过 盈连接传递旋转力矩，转动偏心轮总成上面用螺栓固定有转动滑块，转动滑块的位置决定 了转动偏心轮的偏距，转动滑块上装有一根销轴，销轴上装有转动关节轴承，转动关节轴承 连接转动连杆，所述的转动偏心轮总成、转动关节轴承、转动连杆、旋转圆盘和加力轴组成 一个转动曲柄连杆机构，通过调节转动滑块的偏距，调整球头销转动角度。进一步，在摆动偏心轮总成和转动偏心轮总成附近安装有接近开关，接近开关连 接到PLC控制器中，记录和控制球头销的摆动、转动次数。进一步，摆动支架左边第一块支撑板上有角度刻度，球头销转动机构中的轴承压 盖上有角度刻度。本实用新型在球头销摆动和旋转的同时，对球头销进行喷淋，模拟球头销受到自 然雨水的侵蚀的情形，在试验台上对球头销进行强化考核，验证球头销防尘罩的密封性能。 控制精确、方便，维护简单。

[0016]图IA本实用新型球头销密封性能试验台正视图；[0017]图IB本实用新型球头销密封性能试验台左侧视图[0018]图IC本实用新型球头销密封性能试验台俯视图；[0019]图2A球头销摆动结构正视图；[0020]图2B球头销摆动结构侧视图；[0021]图2C球头销摆动结构俯视图；[0022]图3A摆动支架结构正视图；[0023]图3B摆动支架结构侧视图；[0024]图3C摆动支架结构俯视图；[0025]图4 摆动曲柄连杆示意图；[0026]图5 球销摆动偏心轮偏距和连杆长度求解示意图[0027]图6 球头销转动结构示意图；[0028]图7 转动机构旋转轴结构示意图；[0029]图8 转动曲柄连杆示意图；[0030]图9 球头销密封性能试验示意图；[0031]图10控制原理流程图。[0032]附图标记说明[0033]1-台面； 2-摆动支架[0034]3-深沟球轴承 4-轴用弹性挡圈[0035]5-摆动件 6-套筒一
4[0036]7-滑板支撑一8-摆板[0037]9-销轴10-销子[0038]11-套筒四12-平键[0039]13-摆动支撑板14-摆板旋转轴[0040]15-孔用弹性挡圈16-摆动偏心轮总成[0041]17-摆动电机18-电机支架[0042]19-摆动关节轴承20-第一压盖[0043]21-摆动连杆22-摆动滑块[0044]23-转动电机24-机柜[0045]25-转动偏心轮总成26-转动滑块[0046]27-转动关节轴承28-螺栓[0047]29-转动连杆30-旋转圆盘[0048]31-第二压盖32-转动关节轴承[0049]33-加力轴34-轴承座[0050]35-轴承压盖36-Z型橡胶油封；[0051]37-转动轴38-普通平键[0052]39-轴用弹性挡圈40-单列角接触球轴承[0053]41-油封皮圈42-旋转轴套筒[0054]43-轴用弹性挡圈44-平键[0055]45-弹性垫圈46-螺母[0056]47-水管 48-水箱[0057]49-水泵 50-控制阀[0058]51-喷水管 52-喷头[0059]53-喷水罩 54-电机罩
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的试验台包括台面1、球头销摆动机构、球头销旋转机构、 喷淋系统和电气控制系统。其中摆动机构设置在台面1上，转动机构设置在台面1的下部 和侧面，电气控制系统设置在旁边的电控柜中，显示和调节部分设置在电控柜面板上，喷淋 系统设置在试验台中。图2示出了球头销摆动机构，包括摆动电机17、摆动偏心轮总成16、摆动支架2、摆 板8和摆动支撑板13等。所述的摆动偏心轮总成16套在摆动电机17的输出轴上，相互之 间通过平键12过盈连接，传递旋转力矩，摆动偏心轮总成16上通过螺栓固定了一个摆动滑 块22，摆动滑块22旁边有刻度尺，摆动滑块22处于偏心轮中心时，偏心距Ll为0，摆动滑 块22处于偏心轮边缘时，偏心距Ll为最大。图2A中销轴9、销子10、摆动支撑板13、摆动 偏心轮总成16、摆动关节轴承19和摆动连杆21组成一个曲柄连杆机构(如图4)，组成的 曲柄连杆机构中，摆动连杆21两端都带有内螺纹，能调节连杆的长度，与摆动连杆21相连 接的是带外螺纹的摆动关节轴承19。试验前，用螺母锁紧摆动连杆21和摆动关节轴承19， 使试验过程中不出现松动。通过调节偏心轮滑块的偏距，实现调整球头销摆动角度。进行试验时，摆动电机17旋转，带动摆动偏心轮总成16旋转，使摆动支架2上的摆板8摆动，摆 板8下面通过球头销试验夹具连接的球头销随着摆动机构一起摆动，从而将摆动电机17的 转动转化成了球头销的摆动。图3示出的摆动支架2共由四块竖直支撑板和一块水平板焊接而成，四块竖直支 撑板中都安装有轴承，并且四个装轴承的孔同轴，保证摆板在支撑板上能无卡滞、平稳自如 地摆动。四块竖直支撑板的左侧第一块支撑板上外侧有刻度，在摆动的过程中，能确认本实 用新型运转是否达到规定的要求。图4中，Ll为偏心轮偏距，可调；L2为连接带内螺纹的连杆21两端关节轴承的中 心距离，也可调；L3为摆动板支撑13旋转轴中心到销轴9的中心距离，L4为摆动偏心轮总 成16轴线与摆动支撑板13旋转轴线距离。设计时，L3 = 110mm, L4 = IlOmm,当试验时， 假如L3摆动角度为15°时(图5)，就需要求Ll和L2长度。求出偏心轮总成16偏心距离 Ll 为 39. 6/2 = 19. 8mm，连杆 L2 = 154mm。图6是本实用新型的球头销转动结构示意图，所述的转动偏心轮25套在转动电机 23的输出轴上，相互之间通过平键44过盈连接传递旋转力矩，转动偏心轮总成25上通过螺 栓固定了一个转动滑块26，转动滑块26的位置决定了转动偏心轮的偏距，转动滑块26旁 边有刻度尺，转动滑块26处于偏心轮中心时，偏心距L5为0，转动滑块26处于偏心轮边缘 时，偏心距L5为最大。转动滑块26上装有一根销轴，销轴上装有转动关节轴承27，转动关 节轴承连接转动连杆29，所述的转动偏心轮总成25、转动关节轴承27、转动连杆29、旋转圆 盘30和加力轴33等组成一个曲柄连杆机构，通过调节滑块26的偏距，实现调整球头销转 动角度。此机构设计时，如图8，L5为转动偏心轮总成25偏距，可调；L6为连接带内螺纹的 转动连杆29两端关节轴承的中心距离，也可调；L7为加力轴33轴线到旋转轴37轴线的距 离，L8为旋转偏心轮总成25轴线到旋转轴37轴线的距离，L7 = 200mm, L8 = 200mm，假如 L7摆动角度为30°时，就需要求L5和L6长度。求出转动偏心轮偏心距离为L5 = 148/2 =74_，转动连杆 L6 = 272_。试验时，转动偏心轮总成25在转动电机23的带动下作整周的旋转运动，由于转动 偏心轮总成25、转动关节轴承27、转动连杆29、旋转圆盘30和加力轴33等组成了一个曲柄 连杆机构，电机转动就相当于曲柄连杆机构中曲柄的旋转，旋转圆盘30的摆动就相当于曲 柄连杆机构中L7摆动，旋转圆盘30通过平键44带动转动轴37以一定的角度来回转动，转 动轴37上固定有球头销夹具和球头销，从而实现了转动电机23的转动带动了球头销的来 回转动。通过调整滑块26的偏距和调整连杆的长度，实现球头销在-40° -40°的范围内 转动。球销在摆动和转动的同时，在偏心轮旁边安装有光电计数器，记录球头销摆动和 转动的次数，并传递给PLC控制器，在图文显示器上记录和显示。在图文显示器上可以设置 目标试验的次数，PLC控制器同时与电机相连接，控制电机的运转，当试验达到目标的试验 次数时，电机自动停止运行。为了保证系统能够稳定的运转，在连杆的两端都装有关节轴 承，在电机带动偏心轮运转的过程中，机构能够无阻滞运转。本实用新型中的喷淋系统包括水管47、水箱48、水泵49、控制阀50、喷水管51、喷 头52、喷水罩53等，水泵49的进水口通过水管47连接着水箱48，水泵49出水口连接着控 制阀50和喷头52，水喷到喷水罩53中，通过台面1的回水孔，由两根回水管流到水箱48中，整个喷淋系统形成一个闭环的循环系统。运行前在水箱48里盛满水，打开水泵49电源，启 动水泵49，通过水管47和喷头52，水直接喷洒到球头销上。通过调节变频器的频率和溢流 阀的开度大�。�可以控制喷水压力的大小。接通电源后，然后合上控制柜内低压断路器，操作台面板上的红色电源指示灯亮， 对触摸屏进行初始化，进行计数复位到零点和设置目标试验次数；根据要求设置控制两 个电机的变频器的频率和控制水泵的变频器的频率，控制球头销的摆动速度、转动速度和 喷水压力。摆动电机17额定输出转速为183r/min，旋转电机23额定输出转速为127r/ min,计算公式如下摆动电机17试验频率为aHz时，旋转电机17变频器设置频率f = 50X60a/183(Hz)；当旋转电机23试验频率为bHz时，旋转电机23变频器设置频率为f = 50X60a/136(Hz)整个设备结构原理简单，方便控制，各组成部分采用市场上成熟产品，性能稳定， 大大降低了试验台的生产成本和维护成本；整个系统稳定可靠，并且通用性较强，更换不同 的产品时只需要更换球头销的试验夹具即可。
权利要求1.一种球头销密封性能试验台，其特征在于包括台面、球头销摆动机构、球头销转动 机构、喷淋系统和电气控制系统，其中球头销摆动机构设置在台面上，球头销转动机构设置 在台面的下部和侧面，电气控制系统设置在台面旁边的电控柜中，喷淋系统设置在试验台 中。
2.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于，所述喷淋系统包括水泵(49)、水管 (47)、喷水管(51)、控制阀(50)、水箱(48)、喷头(52)以及喷水罩(53)，水泵(49)的进水 口通过水管(47)连接水箱(48)，水泵(49)出水口连接控制阀(50)和喷头(52)，水喷到喷 水罩(53)中，通过台面的回水孔，由两根回水管流到水箱(48)中。
3.根据权利要求2所述的试验台，其特征在于所述球头销摆动机构包括摆动电机 (17)、摆动偏心轮总成(16)、摆动支架(2)、摆板(8)和摆动支撑板(13)，所述摆动电机 (17)带动摆动偏心轮总成(16)运动，使摆动支架(2)上的摆板(8)摆动。
4.根据权利要求3所述的试验台，其特征在于所述球头销转动结构包括转动电机 (23)、转动偏心轮总成(25)、旋转圆盘(30)、和加力轴(33)，所述转动电机(23)带动转动偏 心轮总成(25)运动，使旋转圆盘(30)旋转，从而使得球头销的球销座来回旋转。
5.根据权利要求3或4所述的试验台，其特征在于所述的摆动偏心轮总成(16)套在 摆动电机(17)的输出轴上，相互之间通过平键过盈连接，传递旋转力矩，摆动偏心轮总成 (16)上通过螺栓固定了一个摆动滑块(22)，摆动滑块(22)旁边有刻度尺，摆动滑块(22) 处于偏心轮中心时，偏心距为0，滑块处于偏心轮边缘时，偏心距为最大。
6.根据权利要求3或4所述的试验台，其特征在于所述摆动支架(2)由四块竖直支 撑板和一块水平板焊接而成，四块竖直支撑板中都安装有轴承，并且四个装轴承的孔同轴， 并且垂直于底板。
7.根据权利要求4所述的试验台，其特征在于所述的转动偏心轮总成(25)套在转动 电机(23)的输出轴上，相互之间通过平键过盈连接传递旋转力矩，转动偏心轮总成(25)上 面用螺栓固定有转动滑块(26)，转动滑块(26)的位置决定了转动偏心轮的偏距，转动滑块 (26)上装有一根销轴，销轴上装有转动关节轴承(27)，转动关节轴承连接转动连杆(29)， 所述的转动偏心轮总成(25)、转动关节轴承(27)、转动连杆(29)、旋转圆盘(30)和加力轴 (33)组成一个转动曲柄连杆机构，通过调节转动滑块(26)的偏距，调整球头销转动角度。
8.根据权利要求1-4任一项所述的试验台，其特征在于在摆动偏心轮总成(16)和转 动偏心轮总成(25)附近安装有接近开关，接近开关连接到PLC控制器中，记录和控制球头 销的摆动、转动次数。
9.根据权利要求4所述的试验台，其特征在于摆动支架(2)左边第一块支撑板上有 角度刻度，球头销转动机构中的轴承压盖(35)上有角度刻度。
专利摘要本实用新型公开了一种球头销密封性能试验台，包括台面、球头销摆动机构、球头销转动机构、喷淋系统和电气控制系统，其中球头销摆动机构设置在台面上，球头销转动机构设置在台面的下部和侧面，电气控制系统设置在台面旁边的电控柜中，喷淋系统设置在试验台中。本实用新型在球头销摆动和旋转的同时，对球头销进行喷淋，模拟球头销受到自然雨水侵蚀的情形，在试验台上对球头销进行强化考核，验证球头销防尘罩的密封性能。控制精确、方便，维护简单。
文档编号G01M13/00GK201788059SQ201020520010
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者叶成贵, 滕海杰, 章礼文, 许胜 申请人:奇瑞汽车股份有限公司