专利名称：冲击试验设备台面制动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冲击试验设备，特别涉及跌落冲击试验台中防止台面发生二次冲击的一种制动装置，该装置的作用是当台面因自由跌落与冲击座产生冲击效果后，能够安全可靠地锁住台面，避免发生二次冲击。
背景技术：
跌落冲击试验台属于一种机械环境试验设备，主要用来模拟产品在使用、装卸和运输过程中遭受冲击的环境，以确定该产品对各种冲击力的适应性。这种设备主要应用于航空、航天、武器装备、产品包装以及元器件制造等领域。通过这样的冲击试验可以评定一个产品结构的完好性，为考核该产品的质量提供合理的依据。
早期的冲击试验台在进行冲击试验时，将台面连同试验样品一同提升到预定高度，然后让台面连同试验样品自由跌落，并碰撞在下方的冲击座上，接着反弹后会再次下落发生第二次、第三次冲击。为了更准确地反映产品抗冲击性能，现行的冲击试验标准不允许发生这种多余的冲击，即只允许冲击一次。因此，为了消除多余的冲击，必需在冲击试验台中增加专门的制动装置。当台面因自由跌落与冲击座产生碰撞效果后，能够锁住台面，避免发生二次冲击。
目前，市场上比较典型的台面制动装置由拉杆、拉杆定位滚珠、两根顶杆、三根复位弹簧、Y型平面式偏心凸轮、凸轮复位滚轮等零部件组合构成，参见图2所示。该装置装配在台面上，其中的Y型平面式偏心凸轮与导柱表面相互作用，在提升台面时，拉杆带动Y型平面式偏心凸轮沿解锁方向转动，使偏心凸轮与导柱表面分离；在台面自由跌落时，被拉出的拉杆由定位滚珠锁定，防止拉杆过早复位；在台面与冲击座碰撞后，拉杆在惯性和拉杆复位弹簧的作用下，脱离定位滚珠锁定下冲复位，此后，在台面反弹上升过程中Y型平面式偏心凸轮一直与导柱表面贴紧，当台面到达反弹上升的顶点后，瞬间转为下降，与导柱贴紧Y型平面式偏心凸轮立即顺时针转动，锁住台面。以往这种机械性台面制动装置在工作过程中存在以下缺陷1、在台面自由跌落时，Y型平面式偏心凸轮操作柄由一对弹簧支撑的凸轮复位滚轮上下夹持，显然Y型平面式偏心凸轮存在自由摆动角度，如果此时导向不好产生微小的振动，容易引起Y型平面式偏心凸轮与导柱接触，一旦这种情况发生必然因制动而导致试验失败；2、Y型平面式偏心凸轮尾部的操作柄受力状况不佳，在制动时，因瞬间受到很大复位压力，容易造成操作柄弯曲或折断，使得Y型平面式偏心凸轮寿命极为短暂；3、Y型平面式偏心凸轮在制动时，其操作柄瞬间受到很大压力，当这部分力传递给下面的顶杆时，在顶杆上产生弯曲分力也很大，容易造成顶杆弯曲，发生卡死或动作不正常的现象，使得下顶杆寿命极为短暂。
发明内容
鉴于上述情况，本实用新型的目的是提供一种冲击试验设备的台面制动装置，该装置不仅可以防止过早制动，提高零部件使用寿命，更重要的是提高制动装置的可靠性。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种冲击试验设备台面制动装置，由偏心凸轮机构与导向柱表面配合构成，偏心凸轮机构设在台面上，并靠近导向柱布置，偏心凸轮机构包括偏心凸轮、齿条块以及拉杆；偏心凸轮相对台面转动连接，其外缘上设有一段与导向柱表面配合的制动曲面，该制动曲面为一段旋转半径连续增加或减少的自锁面；偏心凸轮背面或偏心凸轮轴上设有轮齿，该轮齿与齿条块啮合；齿条块滑动安装在拉杆的滑槽中，滑槽两端分别设有弹簧，弹簧分别作用在齿条块上下两端；拉杆平行于导向柱布置并与相对台面构成滑动连接。
上述技术方案的有关内容和变化解释如下1、上述方案中，所述台面是指冲击试验台中可沿导向柱上、下滑动的台体结构，冲击试验时台体的顶面上放置有试验样品。所述导向柱是冲击试验台中起上、下滑动导向的立柱，或称导柱。通常跌落式冲击试验台采用以下结构设有一底座，底座两侧分别竖立一根导向柱，两根导向柱之间设置一可沿导向柱上、下滑动的台面，台面底部的正下方设有冲击座，冲击座固定在底座上。上述技术方案给出的是一种用于跌落冲击试验台的偏心凸轮式机械制动机构，这种机构与导向柱配合工作，当冲击试验台采用左右两根导向柱时，左右导向柱上各设一套，两套对称布置；当冲击试验台采用多个导向柱时，对应每一个导向柱设置一套制动机构，这样才能较好地保证制动效果。
2、上述方案中，所述制动曲面旋转半径连续增加或减少是指偏心凸轮与导向柱表面相配合时，位于导向柱左侧的偏心凸轮的制动曲面顺时针方向旋转半径应为连续增加；位于导向柱右侧的偏心凸轮的制动曲面顺时针方向旋转半径应为连续减少。所述旋转半径是制动曲面上某点到转动中心的距离。这样的制动曲面外形可以为偏心圆，也可以为阿基米德螺旋线型等其它曲线型，但不论如何其核心是旋转半径随转角连续变化，不能有拐点。
3、上述方案中，所述“偏心凸轮背面或偏心凸轮轴上设有轮齿”其含义包括两种情况第一种是将轮齿直接设在偏心凸轮的背面，此时偏心凸轮的正面为制动曲面，齿条块直接与偏心凸轮背面的外轮齿啮合，来带动偏心凸轮转动；第二种是将轮齿设在偏心凸轮旁的轴上，与偏心凸轮并列，这也是可以的。这两种具体变化虽然在结构有一定区别，但从传动角度属于等效变化。
4、上述方案中，所述拉杆与台面之间轴向设有弹性定位结构和纵向设有提升台阶。其中，为了增大拉杆定位的接触面积，更容易调整锁紧力与拉杆复位时力的平衡，进一步提高定位的可靠性，可以采用以下弹性定位结构该结构由滚动轴、弹簧和定位槽配合构成，拉杆上设置定位槽，台面上设置滚动轴和弹簧。当然，该拉杆定位结构采用以往现有的弹簧、钢珠定位结构也是可以的，只是效果稍差。
5、上述方案中，为了便于提升台面，在拉杆纵向上设置专门的提升台阶。
本实用新型改进之处是拉杆与偏心凸轮连接结构，以往现有技术中，拉杆上设有长槽，Y型平面式偏心凸轮尾部设有操作柄，该操作柄穿插在长槽中，长槽的两端设有弹簧顶压结构对操作柄进行夹持，拉杆通过操作柄带动偏心凸轮转动。而本方案是拉杆上设置滑槽，滑槽中安装一齿条块，滑槽两端设有弹簧顶压结构对齿条块进行夹持；偏心凸轮背面或偏心凸轮旁的轴上设有轮齿；齿条块与轮齿啮合来带偏心凸轮转动。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、本实用新型采用齿条与轮齿的啮合传动取代了以往拨动机构(拉杆拨动操作柄带动偏心凸轮)，改变受力状况，不会因顶杆弯曲引起卡死或动作不正常，大大提高了制动机构的稳定性和可靠性。
2、由于制动装置在工作中受到的冲击力较大，采用齿条与轮齿的啮合传动提高了承载能力，不会发生Y型平面式偏心凸轮操作柄断裂，导致整个机构失灵的现象。
总之，本实用新型的有益效果是触决了过早制动问题，提高了制动装置以及关键零部件的使用寿命，从而提高了跌落式冲击试验设备的整体稳定性和可靠性。
附图1为跌落式冲击试验台整体结构示意图；附图2为现有台面制动机构原理图；附图3为本实用新型台面制动机构原理图；附图4为本实用新型实施例的剖面构造图，其当前为制动状态；附图5为图4的左视图；附图6为图4的俯视图。
以上附图中1、拉杆；2、上平衡弹簧；3、顶杆；4、齿条块；5、偏心凸轮；6、下平衡复位弹簧；7、缓冲圈；8、拉杆复位弹簧；9、缓冲圈；10、导向座；11、销；12、台面；13、导向柱；14、提升台阶；15顶杆；16、滚动轴；17、弹簧；18、定位槽；19、调节螺钉；20、冲击座。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一种冲击试验设备台面制动装置，参见附图3和图4所示，该装置总体由偏心凸轮机构与导向柱13表面配合构成，偏心凸轮机构固定在台面12上，并靠近导向柱13外侧布置(当然也可以设在导向柱内侧，但设在外侧能减少台面横向宽度)。偏心凸轮机构主要由偏心凸轮5、齿条块4、拉杆1、上弹簧顶压结构、下弹簧顶压结构和弹性定位结构组成。偏心凸轮5与台面12转动连接，其外缘上设有一段与导向柱13表面配合的制动曲面，该制动曲面为一段旋转半径连续增加或减少的自锁面，具体为一段偏心圆弧。偏心凸轮5背面设有轮齿，该轮齿与齿条块4啮合。齿条块4滑动安装在拉杆1的滑槽中，滑槽上端设有上弹簧顶压结构，下端设有下弹簧顶压结构，其中，上弹簧顶压结构由上平衡弹簧2和顶杆3构成，下弹簧顶压结构由下平衡复位弹簧6和顶杆15构成。两个顶杆机构设在拉杆滑槽内，并从上下两端分别作用在齿条块4上形成夹持。拉杆1作为制动装置的控制构件，平行于导向柱13布置并与台面12构成滑动连接。为了使拉杆1相对台面12定位锁定，在拉杆1与台面12之间轴向设有弹性定位结构，该弹性定位结构由滚动轴16、弹簧17、定位槽18和调节螺钉19配合构成，其中，将拉杆1正反两面的定位及滑动区域加工成平面部分，每个平面上设置一个定位槽18，台面12对应设置两套滚动轴16、弹簧17和调节螺钉19结构，这样可以增大接触面积，也更容易调整锁紧力与拉杆复位时力的平衡，使得定位非常可靠。为了便于提升台面，在拉杆纵向设置专门的提升台阶14。另外，为了减振，在拉杆1下端装上导向座10，并装上拉杆1的复位弹簧8，在导向座10顶部和沉孔下端面上分别安装缓冲圈7和缓冲圈9，把拉杆复位弹簧8用销11固定在导向座10的末端，仔细调整后，把偏心凸轮5装上，要注意偏心凸轮5在静止状态所处的位置。
本实施例工作原理是利用偏心凸轮与导向柱表面摩擦配合的方向性，以及滑动拉杆的惯性来实现机械式制动。具体过程是当采用外力提起拉杆1时，由于拉杆1向上滑动，偏心凸轮5与导向柱13表面松开，当拉杆1上滑到极限位置时，拉杆1被弹性定位结构锁定，此时，拉杆1利用提升台阶14来提升台面12；当台面12连同试验样品一起提升到预定高度后，释放提升装置，台面自由下落撞在冲击座20上受阻(见图1)，而拉杆1由于惯性作用在脱离弹性定位结构后相对台面快速向下滑动，并通过齿条块4带动偏心凸轮5转动，使偏心凸轮5的制动曲面紧贴导向柱13表面；当台面12反弹上升时，由于偏心凸轮5制动曲面上受到的摩擦力方向朝下，即松开推动方向，不会产生制动；当台面12到达反弹最高点后，再次下落时，因摩擦力方向朝上，使偏心凸轮5朝制动方向转动，最终使偏心凸轮5与导向柱13表面卡住自锁不再下落。当外力再次提起拉杆1时制动装置自动解锁，使台面12恢复上、下滑动状态。
权利要求1.一种冲击试验设备台面制动装置，由偏心凸轮机构与导向柱表面配合构成，偏心凸轮机构设在台面上，并靠近导向柱布置，其特征在于偏心凸轮机构包括偏心凸轮、齿条块以及拉杆；偏心凸轮相对台面转动连接，其外缘上设有一段与导向柱表面配合的制动曲面，该制动曲面为一段旋转半径连续增加或减少的自锁面；偏心凸轮背面或偏心凸轮轴上设有轮齿，该轮齿与齿条块啮合；齿条块滑动安装在拉杆的滑槽中，滑槽两端分别设有弹簧，弹簧分别作用在齿条块上下两端；拉杆平行于导向柱布置并与相对台面构成滑动连接。
2.根据权利要求1所述的台面制动装置，其特征在于所述拉杆与台面之间轴向设有弹性定位结构和纵向设有提升台阶。
3.根据权利要求2所述的台面制动装置，其特征在于所述弹性定位结构由滚动轴、弹簧和定位槽配合构成，拉杆上设置定位槽，台面上设置滚动轴和弹簧。
专利摘要一种冲击试验设备台面制动装置，由偏心凸轮机构与导向柱表面配合构成，其特征在于偏心凸轮机构包括偏心凸轮、齿条块以及拉杆；偏心凸轮与台面转动连接，其外缘上设有一段与导向柱表面配合的制动曲面，该制动曲面为一段旋转半径连续增加或减少的自锁面；偏心凸轮背面或偏心凸轮轴上设有轮齿，该轮齿与齿条块啮合；齿条块滑动安装在拉杆的滑槽中，滑槽两端分别设有弹簧，弹簧分别作用在齿条块上下两端；拉杆平行于导向柱布置并与台面构成滑动连接。本实用新型的有益效果是解决了过早制动问题，提高了制动装置以及关键零部件的使用寿命，从而提高了跌落式冲击试验设备的整体稳定性和可靠性。
文档编号G01M7/08GK2709966SQ20042006236
公开日2005年7月13日 申请日期2004年7月1日 优先权日2004年7月1日
发明者吕兴东 申请人:苏州东菱振动试验仪器有限公司