专利名称：球头销总成高低温泥水喷淋耐久试验台的制作方法
技术领域：
本专利涉及一种球头销总成高低温泥水喷淋耐久试验台，特别适合模拟进行汽车球头销总成在实车环境下的高低温、泥水喷淋耐久性能试验。
背景技术：
球头销总成主要由球头销、非金属球碗、后盖、球壳、防尘罩组成。它是汽车转向机构、悬架机构、平衡机构中的重要部件，其性能直接影响到转向的可控性、准确性，以及底盘悬架的稳定性，对整个汽车的安全至关重要，所以必须对其进行与实车环境、路况近似的、严格的耐久性试验。耐久试验要求模拟实车环境下的高低温、泥水喷淋，同时球头销作往复旋转、摆动。当前各企业使用的试验台主要的问题是:1、不能在一个试验台上同时模拟高低温、泥沙喷淋和球头销的往复旋转、摆动；2、球头销往复旋转和摆动机构采用步进电动机、变频电动机、液压油缸驱动等，控制的准确度、精度较差，动作频率低；3、只能进行一个球头销总成的耐久试验；4、夹具复杂，不同型号的球头销总成试验时需要更换的夹紧部件较多，工作繁琐。
发明内容本专利解决的技术问题是提供了一种球头销总成高低温泥水喷淋耐久试验台，它可以在高低温箱中模拟实车环境下的高低温、泥水喷淋；并通过交流伺服电动机的驱动，准确、高效的实现球头销的往复旋转和摆动；能同时进行三个球头销总成的耐久试验；夹具设计简单，更换方便、快捷，能适应不同型号球头销总成的耐久试验。本专利的球头销总成高低温泥水喷淋耐久试验台主要由台架、高低温机构、泥水嗔淋机构、球头销旋转机构、球头销摆动机构、PLC控制系统组成。高低温机构主要由高低温箱、高低温发生箱、空气调节通道组成，高低温箱和高低温发生箱均固定在台架上。根据PLC控制系统的温度信号，通过加热器和制冷压缩机改变高低温发生箱内空气的温度，通过空气调节通道送入高低温箱中并循环流动，保证高低温箱内的球头销总成在设定的温度下进行耐久试验，温度调节范围可从_40°C 150°C。在高低温箱上侧和后侧各开有三个孔，球头销旋转机构和球头销摆动机构的摇杆轴末端通过孔伸入箱体中，通过夹具固定球头销总成在高低温箱中进行耐久试验。在高低温箱的下侧开有一个孔，喷淋管路通过孔伸入箱体中，通过喷嘴把泥水喷淋在三个球头销总成上。泥水喷淋机构主要由喷淋水箱、水泵、喷淋管路、喷嘴组成。喷淋水箱固定在台架上，水泵置于喷淋水箱中，喷淋管路和喷嘴通过高低温箱下侧的孔伸入箱体中。需要喷淋时，PLC系统控制水泵运行，通过喷嘴把泥水喷淋在三个球头销总成上。喷嘴采用柔性蛇形管，方便把泥水喷淋到需要的位置。球头销旋转机构固定在支撑板上，球头销摆动机构固定在支撑座上，支撑板固定在支撑座上，支撑座固定在台架上。球头销旋转机构主要由交流伺服电动机、减速机、联轴器、摇杆主动轴、主动摇杆、关节轴承、连杆、从动摇杆、摇杆从动轴、驱动支撑架、轴承座、轴承、轴承盖、旋转端夹具母体、锁紧螺母、旋转端夹具端盖组成，通过驱动支撑架固定在支撑板上；交流伺服电动机转轴经减速机、联轴器连接摇杆主动轴，主动摇杆与摇杆主动轴刚性连接，连杆两端通过关节轴承连接主动摇杆、从动摇杆，摇杆从动轴与从动摇杆刚性连接，摇杆主动轴和摇杆从动轴分别套入轴承中，轴承座固定在驱动支撑架上；摇杆主动轴和摇杆从动轴的末端通过高低温箱上侧的孔伸入箱体中，连接固定旋转端夹具母体，通过锁紧螺母、旋转端夹具端盖分别夹紧三个球头销的杆部，球头销的杆部跟随摇杆主动轴和摇杆从动轴作往复旋转。摇杆主动轴和摇杆从动轴的往复旋转角度和速度是一致的，往复旋转由PLC控制交流伺服电动机实现。球头销摆动机构与旋转机构类似，主要由交流伺服电动机、减速机、联轴器、摇杆主动轴、主动摇杆、关节轴承、连杆、从动摇杆、摇杆从动轴、驱动支撑板、轴承座、轴承、轴承盖、摆动杆、摆动端夹具组成，通过驱动支撑架固定在支撑座上；交流伺服电动机转轴经减速机、联轴器连接摇杆主动轴，主动摇杆与摇杆主动轴刚性连接，连杆两端通过关节轴承连接主动摇杆、从动摇杆，摇杆从动轴与从动摇杆刚性连接，摇杆主动轴和摇杆从动轴分别套入轴承中，轴承座固定在驱动支撑架上；摇杆主动轴和摇杆从动轴的末端通过高低温箱后侧的孔伸入箱体中，连接固定摆动杆，摆动端夹具固定在摆动杆上，三个球壳的杆部分别套入摆动端夹具的圆孔中，球壳的杆部跟随摇杆主动轴和摇杆从动轴往复摆动,从而实现球头销的往复摆动。摇杆主动轴和摇杆从动轴的往复摆动角度和速度是一致的，往复摆动由PLC控制交流伺服电动机实现。对于不同型号的球头销总成，只需简单更换锁紧螺母、旋转端夹具端盖、摆动端夹具即可进行试验。由于交流伺服电动机良好的可控性、稳定性，试验台可以实现球头销往复旋转和摆动运动的最大角度可达±60° ,最高频率可达8Hz。PLC控制系统主要由低压电器、按钮、PLC、人机界面组成。人机界面、按钮固定在试验台表面不锈钢板上，低压电器、PLC装在试验台内部的电控柜内。人机界面用于设定和调整试验参数，如:往复旋转和摆动角度、频率、耐久试验时长、试验温度、泥水喷淋时长及间隔等，同时可以实时显示往复旋转和摆动的次数、耐久运行的时长、当前温度值等试验数据。本专利克服了现有的试验台的不足，具有结构简单、功能齐全、调整方便、工作稳定、人机互动性好等特点。能模拟实车环境时不同温度、泥水喷淋条件下，不同型号球头销总成的耐久性能试验，为企业试验和提高球头销总成的性能提供了有力的支持，具有很好的应用价值。
图1是本专利试验台的整体三维效果图图2是本专利试验台的主体机构三维效果图图3是本专利试验台的球头销旋转、摆动机构三维效果前视图图4是本专利试验台的球头销旋转、摆动机构三维效果后视图图5是本专利试验台的球头销旋转、摆动机构三维剖视效果图图6是本专利试验台的球头销摆动机构夹具局部三维效果图具体实施方式
本专利的试验台主要由台架、高低温机构、泥水喷淋机构、球头销旋转机构、球头销摆动机构、PLC控制系统组成。参见图1，台架采用工业铝型材框架1，为了试验台的美观和防尘，试验台表面安装不锈钢板3。参见图1、2，高低温机构主要由高低温箱2、高低温发生箱6、空气调节通道管道7组成，高低温箱2和高低温发生箱6均固定在台架上。根据PLC控制系统的温度信号，通过加热器和制冷压缩机改变高低温发生箱6内空气的温度，通过空气调节通道7送入高低温箱2中并循环流动，保证高低温箱2内的球头销总成在设定的温度下进行耐久试验，温度调节范围可从-40°C 150°C。在高低温箱2上侧和后侧各开有三个孔，球头销旋转机构和球头销摆动机构的摇杆轴末端通过孔伸入箱体中，通过夹具固定球头销总成在高低温箱2中进行耐久试验。在高低温箱2的下侧开有一个孔，喷淋管路9通过孔伸入箱内，通过喷嘴8把泥水喷淋在三个球头销总成上。高低温箱的门上装有玻璃观察窗，方便观察球头销总成耐久试验的状况。参见图2，喷淋机构主要由喷淋水箱11、水泵10、喷淋管路9、喷嘴8组成。喷淋水箱11固定在台架上，根据试验要求在喷淋水箱11中按比例混合并充分搅拌泥沙、水等。水泵10置于喷淋水箱11中，由于泥水的杂质较多，水泵10应使用泥水专用的潜水泵。喷淋管路9和喷嘴8通过高低温箱2下侧的孔伸入箱体中。需要喷淋时，PLC系统控制水泵10运行，通过喷嘴8把泥水喷淋在三个球头销总成上，喷嘴8采用柔性蛇形管，方便把泥水喷淋到需要的位置。参见图3、4，球头销旋转机构固定在支撑板17上，球头销摆动机构固定在支撑座12上，支撑板17固定在支撑座12上，支撑座12固定在台架上。参见图3、4、5，球头销旋转机构主要由交流伺服电动机14、减速机15、联轴器16、摇杆主动轴22、主动摇杆26、关节轴承28、连杆27、从动摇杆29、摇杆从动轴30、驱动支撑架13、轴承座23、轴承24、轴承盖25、旋转端夹具母体21、锁紧螺母20、旋转端夹具端盖19组成，通过驱动支撑架13固定在支撑板17上；交流伺服电动机14转轴经减速机15、联轴器16连接摇杆主动轴22，主动摇杆26与摇杆主动轴22刚性连接，连杆27两端通过关节轴承28连接主动摇杆26、从动摇杆29，摇杆从动轴30与从动摇杆29刚性连接，摇杆主动轴22和摇杆从动轴30分别套入轴承24中，轴承座23固定在驱动支撑架13上；摇杆主动轴22和摇杆从动轴30的末端通过高低温箱2上侧的孔伸入箱体中，连接固定旋转端夹具母体21，通过锁紧螺母20、旋转端夹具端盖19分别夹紧三个球头销18的杆部，球头销18的杆部跟随摇杆主动轴22和摇杆从动轴30作往复旋转。摇杆主动轴22和摇杆从动轴30的往复旋转角度和速度是一致的，往复旋转由PLC控制交流伺服电动机14实现。参见图3、4、5、6，球头销摆动机构与球头销旋转机构类似，由于大部分部件与球头销旋转机构相同，所以序号相同的部件是一样的。主要由交流伺服电动机14、减速机15、联轴器16、摇杆主动轴22、主动摇杆26、关节轴承28、连杆27、从动摇杆29、摇杆从动轴30、驱动支撑板13、轴承座23、轴承24、轴承盖25、摆动杆33、摆动端夹具32组成，通过驱动支撑架13固定在支撑座12上；交流伺服电动机14转轴经减速机15、联轴器16连接摇杆主动轴22，主动摇杆26与摇杆主动轴22刚性连接，连杆27两端通过关节轴承28连接主动摇杆26、从动摇杆29，摇杆从动轴30与从动摇杆29刚性连接，摇杆主动轴22和摇杆从动轴30分别套入轴承24中，轴承座23固定在驱动支撑架13上；摇杆主动轴22和摇杆从动轴30的末端通过高低温箱2后侧的孔伸入箱体中，连接固定摆动杆33，摆动端夹具32固定在摆动杆33上，三个球壳31的杆部分别套入摆动端夹具32的圆孔中，随着摇杆主动轴22和摇杆从动轴30往复摆动，从而实现球头销18的往复摆动。摇杆主动轴22和摇杆从动轴30的往复摆动角度和速度是一致的，往复摆动由PLC控制交流伺服电动机14实现。PLC控制系统主要由低压电器、PLC、人机界面4、按钮5组成。人机界面4、按钮5固定在试验台表面不锈钢板3上，低压电器、PLC装在试验台内部的电控柜内。人机界面4用于设定和调整试验参数，如:旋转和摆动角度、频率、耐久试验时长、试验温度、喷淋时长及间隔等，同时可以实时显示旋转和摆动的次数、耐久运行的时长、当前温度值等试验数据。试验时，在高低温箱2中装入球头销总成，并用夹具夹紧，调整好喷嘴8的位置，盖好箱门，设定好试验参数，就可以开始进行耐久试验，整个试验过程自动完成。对于不同型号的球头销总成，只需简单更换锁紧螺母20、旋转端夹具端盖19、摆动端夹具32即可。
权利要求1.球头销总成高低温泥水喷淋耐久试验台，主要由台架、高低温机构、泥水喷淋机构、球头销旋转机构、球头销摆动机构、PLC控制系统组成，其特征是球头销旋转机构固定在支撑板上，球头销摆动机构固定在支撑座上，支撑板固定在支撑座上，支撑座固定在台架上。
2.根据权利要求1所述的球头销总成高低温泥水喷淋耐久试验台，其特征是所述的高低温机构主要由高低温箱、高低温发生箱、空气调节通道组成，在高低温箱上侧和后侧各开有三个孔，在高低温箱的下侧开有一个孔。
3.根据权利要求1所述的球头销总成高低温泥水喷淋耐久试验台，其特征是所述的喷淋机构主要由喷淋水箱、水泵、喷淋管路、喷嘴组成，水泵置于喷淋水箱中，喷淋管路和喷嘴通过高低温箱下侧的孔伸入箱内，喷嘴采用柔性蛇形管。
4.根据权利要求1所述的球头销总成高低温泥水喷淋耐久试验台，其特征是所述的球头销旋转机构主要由交流伺服电动机、减速机、联轴器、摇杆主动轴、主动摇杆、关节轴承、连杆、从动摇杆、摇杆从动轴、驱动支撑架、轴承座、轴承、轴承盖、旋转端夹具母体、锁紧螺母、旋转端夹具端盖组成，通过驱动支撑架固定在支撑板上；交流伺服电动机转轴经减速机、联轴器连接摇杆主动轴，主动摇杆与摇杆主动轴刚性连接，连杆两端通过关节轴承连接主动摇杆、从动摇杆，摇杆从动轴与从动摇杆刚性连接，摇杆主动轴和摇杆从动轴分别套入轴承中，轴承座固定在驱动支撑架上，摇杆主动轴和摇杆从动轴的末端通过高低温箱上侧的孔伸入箱体中，连接固定旋转端夹具母体，通过锁紧螺母、旋转端夹具端盖分别夹紧三个球头销的杆部。
5.根据权利要求1所述的球头销总成高低温泥水喷淋耐久试验台，其特征是所述的球头销摆动机构主要由交流伺服电动机、减速机、联轴器、摇杆主动轴、主动摇杆、关节轴承、连杆、从动摇杆、摇杆从动轴、驱动支撑架、轴承座、轴承、轴承盖、摆动杆、摆动端夹具组成，通过驱动支撑架固定在支撑板上；交流伺服电动机转轴经减速机、联轴器连接摇杆主动轴，主动摇杆与摇杆主动轴刚性连接，连杆两端通过关节轴承连接主动摇杆、从动摇杆,摇杆从动轴与从动摇杆刚性连接，摇杆王动轴和摇杆从动轴分别套入轴承中，轴承座固定在驱动支撑架上，摇杆主动轴和摇杆从动轴的末端通过高低温箱后侧的孔伸入箱体中，连接固定摆动杆，摆动端夹具固定在摆动杆上，三个球壳的杆部分别套入摆动端夹具的圆孔中。
专利摘要本专利涉及一种球头销总成高低温泥水喷淋耐久试验台，特别适合模拟进行汽车球头销总成在实车环境下的高低温、泥水喷淋耐久性能试验。本专利的试验台主要由台架、高低温机构、泥水喷淋机构、球头销旋转机构、球头销摆动机构、PLC控制系统组成。它可以在高低温箱中模拟实车环境下的高低温、泥水喷淋；并通过交流伺服电动机的驱动，准确、高效的实现球头销的往复旋转和摆动；能同时进行三个球头销总成的耐久试验；夹具设计简单，更换方便、快捷，能适应不同型号球头销总成的耐久试验。
文档编号G01M13/00GK202974643SQ20122068088
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月24日 优先权日2012年11月24日
发明者杨孟涛, 金红伟, 唐家兵 申请人:重庆科技学院, 杨孟涛