专利名称：一种膜片弹簧测试机的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车离合器膜片弹簧的测试机构，具体地说是一种可进行受力和变形
的有效测量、检测其负荷特性的膜片弹簧测试机。
背景技术：
膜片弹簧以其轴向尺寸小、结构简单、弹性特性独特、操作省力等特点在轿车、轻 型和中型货车中得到广泛使用。汽车离合器膜片弹簧的性能是反应离合器质量的关键技术
之一，为了确保离合器的工作性能，在膜片弹簧的生产过程中，对其负荷特性进行检测是非 常重要的。 现有检测膜片弹簧的装置主要采用液压系统驱动，实现压力、位置测试的工作过
程。但由于在驱动下模上升的过程中，液压系统位置控制精度低，接收到工作指令后液压阀
工作有时间延迟，造成检测装置误差较大；再有，由于检测装置精度低，无法对大直径的膜
片弹簧进行检测，目前可检测的膜片弹簧最大直径只能达到200mm左右。 此外，现有的检测装置，其上模在工作过程中，容易产生侧向力，进而导致压力测
量准确度降低。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种测试准确度高的膜片弹簧 领lj试机。 本发明的另一 目的在于提供一种测试效率高、测试范围大的膜片弹簧测试机。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 本发明包括机身底板、丝母、工作台、下模、上模、机身上板、中间床身板及滚珠丝 杠，机身底板、中间床身板及机身上板通过立柱相连接，滚珠丝杠安装在机身底板上、并由 机身底板穿出与驱动装置连接，与滚珠丝杠螺纹连接的丝母上设有套筒，滚珠丝杠的转动 副通过滚珠丝杠与丝母的螺纹连接形成套筒的上下移动副，套筒的另一端由中间床身板穿 过、与工作台相连，工作台上安装有下模；上模安装在机身上板上、位于下模的上方，机身上 板上设有与上模接触的压力传感器。 其中所述套筒为倒"T"形，底部为与丝母连接的盖板，盖板上设有多个导柱，中 间床身板上设有与套筒相对应的第二导套及多个与导柱相对应的第一导套，导柱由第一导 套穿过与工作台相连接，套筒由第二导套穿过与工作台相连接；在上模和下模压紧蝶形膜 片弹簧的外缘均设有钢球；在中间床身板下部、第二导套的外围设有尼龙挡块，尼龙挡块在 盖板的运动轨迹上；所述中间床身板上设有接近开关座，接近开关座的上下两端分别设有 接近开关，盖板靠近接近开关座的一侧设有与接近开关相对应的挡块；中间床身板上设有 主尺，丝母上设有与主尺相对应的测量头；上模上设有上模把合座，机身上板上设有多个滚 珠花键，滚珠花键的另一端与上模把合座相连；压力传感器穿过上模把合座与上模相接触； 述压力传感器和滚珠花键各为三个，上模把合座上均布有三个供压力传感器穿过的第一孔及三个供滚珠花键穿过的第二孔，第一孔与第二孔相间设置；所述驱动装置由电机、第一皮 带轮、皮带及第二皮带轮组成，电机安装在机身底板上，电机的输出轴由机身底板穿出、设 有第二皮带轮；滚珠丝杠由机身底板穿出、设有第一皮带轮，第一皮带轮通过皮带与第二皮 带轮传动；第二皮带轮内设有固接在电机输出轴端部的压紧板。
本发明的优点与积极效果为 1.本发明采用滚珠丝杠与丝母螺纹连接驱动，具有高效率、高精度、高刚性、可逆 性等特点，更可实现慢速进给加压及快速返回初始位置。 2.通过电机驱动滚珠丝杠转动，在上升过程中可快速进给，提高测试效率。
3.由于本发明测试精度高，因此可测试膜片弹簧的最大直径能够达到400mm。
4.设置了尼龙挡块及接近开关，限位作用强，可防止下模行程过大、导致设备损 坏。 5.本发明的上模通过滚珠花键连接，测试机结构紧凑，可承受较大负载，防止侧向 力的产生，进而提高测试机的精度。 6.本发明在上、下模压紧蝶形膜片弹簧的外缘均设有钢球，由于钢球与膜片弹簧 之间为滚动磨擦，提高了测试机的灵敏性、精度及耐用度。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的左视图； 图3为图1中上模把合座的结构示意图；
图4为图1中A处的局部放大图；
图5为图1中B处的局部放大图；
图6为本发明控制系统流程图； 其中1为机身底板，2为立柱，3为丝母，4为电机，5为导柱，6为第一导套，7为尼 龙挡块，8为工作台，9为下模，10为钢球，11为上模，12为上模把合座，13为压力传感器，14 为连接板，15为滚珠花键，16为机身上板，17为第二导套，18为中间床身板，19为套筒，20 为滚珠丝杠，21为主尺，22为盖板，23为测量头，24为第一皮带轮，25为皮带，26为压紧板， 27为第二皮带轮，28为接近开关，29为挡块，30为接近开关座，31为第一孔，32为第二孔。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。 如图1、图2所示，本发明包括机身底板1、丝母3、工作台8、下模9、上模11、机身 上板16、中间床身板18及滚珠丝杠20，机身底板1 、中间床身板18及机身上板16通过立柱 2相连接，滚珠丝杠20安装在机身底板1上、并由机身底板1穿出，滚珠丝杠20的穿出端键 连接有第一皮带轮24 ;机身底板1上还设有电机4，电机4的输出轴由机身底板1穿出，输 出轴的穿出端键连接有第二皮带轮27，第一、二皮带轮24、27通过皮带25连接传动；第二 皮带轮27内设有固接在电机输出轴端部的压紧板26，既可进一步支撑电机4，又可防止电 机4上下移动。滚珠丝杠20上螺纹连接有丝母3，丝母3上设有套筒19，滚珠丝杠20的转 动副通过滚珠丝杠20与丝母3的螺纹连接可变成套筒19的上下移动副；套筒19为倒"T"形，底部为与丝母3固接的盖板22，盖板22上固接有四个导柱5，中间床身板18的中部设 有一个与套筒19相对应的第二导套17及第二导套17的周围设有四个与导柱5相对应的 第一导套6，导柱5由第一导套6穿过与工作台8相连接，套筒19由第二导套17穿过与工 作台8相连接，可保证工作台8及下模9在上下移动的过程中保持平稳，工作台8上安装有 下模9。上模11安装在机身上板16上、位于下模9的上方；上模11上设有上模把合座12， 如图3所示，机身上板16上设有三个滚珠花键15，滚珠花键15的另一端与上模把合座12 相连；机身上板16上还设有三个压力传感器13，压力传感器13穿过上模把合座13与上模 11相接触。上模把合座13上均布有三个供压力传感器13穿过的第一孔31及三个供滚珠 花键15穿过的第二孔32，第一孔31与第二孔32相间设置，滚珠花键15与压力传感器13 也相间设置，使得测试机结构紧凑，可承受较大负载，防止侧向力的产生，进而提高测试机 的精度。如图4、图5所示，在上模11和下模9压紧蝶形膜片弹簧的外缘均设有钢球IO，钢 球10为均布结构，由于钢球10与膜片弹簧之间为滚动磨擦，提高了测试机的灵敏性、精度 及耐用度。在中间床身板18下部、第二导套17的外围设有尼龙挡块7，尼龙挡块7在盖板 22的运动轨迹上。中间床身板18上设有接近开关座30，接近开关座30的上下两端分别设 有接近开关18，盖板22靠近接近开关座30的一侧设有与接近开关18相对应的挡块29。中 间床身板18上还设有主尺21，丝母3上设有与主尺21相对应的测量头23，测量头23随丝 母3上下移动。 本发明的工作原理为 如图5所示，首先，通过控制系统(本发明的控制系统为现有技术)对测试机参数 进行设置。初始位置时，盖板22上的挡块29与接近开关座30下端的接近开关28相对。将 待测试的膜片弹簧放入下模9内，电机4工作，驱动第二皮带轮27转动，第二皮带轮27通 过皮带25带动第一皮带轮24转动、进而带动丝杠20旋转。丝杠20上的丝母3通过与丝 杠20螺纹连接，将丝杠20的转动副变为移动副，使得丝母3向上移动。与丝母3固接的套 筒19随着丝母3向上移动，进而使工作台8及下模9向上移动。工作台8及下模9向上移 动到压力传感器13有压力值时，开始预压工步，即控制系统给电机4发出信号，由电机4按 上述操作驱动套筒19带动工作台8及下模9上下往复移动，至膜片弹簧由初始的碟形状态 经压平状态最后形成压反状态；循环压制多次后，下模9向下移动预先设定的距离，使膜片 弹簧恢复初始状态，预压工步结束，开始加载，下模9再次向上移动，至膜片弹簧压反状态； 加载后，下模9向下移动，开始卸载，至膜片弹簧恢复初始状态。在加载和卸载的过程中，通 过压力传感器13收集压力数据；在套筒19带动工作台8及下模9移动的过程中，安装在丝 母3上的测量头23 —起向上/下移动，通过测量头23收集位移数据；压力传感器13收集 的压力数据与测量头23收集的位移数据传给控制系统，由控制系统进行数据处理，通过显 示屏显示出来。 在下模9向上移动的过程中，如果预先设定的系统参数有误或操作不当，尼龙挡 块7可起到硬限位的作用，防止下模9行程过大、导致设备损坏。在下模9向上移动的过程 中，当盖板22上的挡块29上移到接近开关座30上端的接近开关28处，挡块29给上端的接 近开关28信号，由接近开关28将信号传给控制系统，通过控制系统控制电机4停止工作； 通过改变接近开关座30上端接近开关28的位置，可以控制下模9的移动行程。
本发明还可通过二次仪表对压力传感器13进行压力标定，提高测试机的准确度。
本发明采用滚珠丝杠与丝母螺纹连接驱动，具有高效率、高精度、高刚性、可逆性 等特点，更可实现慢速进给加压及快速返回初始位置。由于测试机精度高，因此可测试膜片 弹簧的最大直径能够达到400mm，最大工作压力可为7. 5T。
权利要求
一种膜片弹簧测试机，其特征在于包括机身底板(1)、丝母(3)、工作台(8)、下模(9)、上模(11)、机身上板(16)、中间床身板(18)及滚珠丝杠(20)，机身底板(1)、中间床身板(18)及机身上板(16)通过立柱(2)相连接，滚珠丝杠(20)安装在机身底板(1)上、并由机身底板(1)穿出与驱动装置连接，与滚珠丝杠(20)螺纹连接的丝母(3)上设有套筒(19)，滚珠丝杠(20)的转动副通过滚珠丝杠(20)与丝母(3)的螺纹连接形成套筒(19)的上下移动副，套筒(19)的另一端由中间床身板(18)穿过、与工作台(8)相连，工作台(8)上安装有下模(9)；上模(11)安装在机身上板(16)上、位于下模(9)的上方，机身上板(16)上设有与上模(11)接触的压力传感器(13)。
2. 按权利要求l所述的膜片弹簧测试机，其特征在于所述套筒(19)为倒"T"形，底 部为与丝母(3)连接的盖板(22)，盖板(22)上设有多个导柱(5)，中间床身板(18)上设有 与套筒(19)相对应的第二导套(17)及多个与导柱(5)相对应的第一导套(6)，导柱(5)由 第一导套(6)穿过与工作台(8)相连接，套筒(19)由第二导套(17)穿过与工作台(8)相 连接。
3. 按权利要求1所述的膜片弹簧测试机，其特征在于在上模(11)和下模(9)压紧蝶 形膜片弹簧的外缘均设有钢球(10)。
4. 按权利要求1或2所述的膜片弹簧测试机，其特征在于在中间床身板(18)下部、 第二导套(17)的外围设有尼龙挡块(7)，尼龙挡块(7)在盖板(22)的运动轨迹上。
5. 按权利要求1或2所述的膜片弹簧测试机，其特征在于所述中间床身板(18)上设 有接近开关座(30)，接近开关座(30)的上下两端分别设有接近开关(1S)，盖板(22)靠近 接近开关座(30)的一侧设有与接近开关(18)相对应的挡块(29)。
6. 按权利要求1或2所述的膜片弹簧测试机，其特征在于所述中间床身板(18)上设 有主尺(21)，丝母(3)上设有与主尺(21)相对应的测量头(23)。
7. 按权利要求1所述的膜片弹簧测试机，其特征在于所述上模(11)上设有上模把合 座(12)，机身上板(16)上设有多个滚珠花键(15)，滚珠花键(15)的另一端与上模把合座 (12)相连；压力传感器(13)穿过上模把合座(13)与上模(11)相接触。
8. 按权利要求1或7所述的膜片弹簧测试机，其特征在于所述压力传感器(13)和滚 珠花键(15)各为三个，上模把合座(13)上均布有三个供压力传感器(13)穿过的第一孔 (31)及三个供滚珠花键(15)穿过的第二孔(32)，第一孔(31)与第二孔(32)相间设置。
9. 按权利要求l所述的膜片弹簧测试机，其特征在于所述驱动装置由电机(4)、第一 皮带轮(24)、皮带(25)及第二皮带轮(27)组成，电机(4)安装在机身底板(1)上，电机(4) 的输出轴由机身底板(1)穿出、设有第二皮带轮(27);滚珠丝杠(20)由机身底板(1)穿出、 设有第一皮带轮(24)，第一皮带轮(24)通过皮带(25)与第二皮带轮(27)传动。
10. 按权利要求9所述的膜片弹簧测试机，其特征在于所述第二皮带轮(27)内设有 固接在电机输出轴端部的压紧板(26)。
全文摘要
本发明涉及汽车离合器膜片弹簧的测试机构，具体地说是一种可进行受力和变形的有效测量、检测其负荷特性的膜片弹簧测试机，包括机身底板、丝母、工作台、下模、上模、机身上板、中间床身板及滚珠丝杠，机身底板、中间床身板及机身上板通过立柱相连接，滚珠丝杠安装在机身底板上、并由机身底板穿出与驱动装置连接，与滚珠丝杠螺纹连接的丝母上设有套筒，滚珠丝杠的转动副通过滚珠丝杠与丝母的螺纹连接形成套筒的上下移动副，套筒的另一端由中间床身板穿过、与工作台相连，工作台上安装有下模；上模安装在机身上板上、位于下模的上方，机身上板上设有与上模接触的压力传感器。本发明具有高效率、高精度、高刚性、可逆性等优点。
文档编号G01M13/00GK101750208SQ20081022951
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者孙天保, 徐凤春, 白洪飞, 董雪松, 陈平, 魏宏宇 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所