夹紧机构及应用该夹紧机构的示功的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种夹紧机构及应用该夹紧机构的示功机，其中，示功机包括承载组件、夹持组件、丝杆组件及预紧组件，夹紧机构包括第一夹头；与所述第一夹头相配合的第二夹头，所述第一、第二夹头围设形成一用于安置工件的夹持空间；用于驱动所述第一、第二夹头作相互并拢或分离的夹头驱动件；及感应触发组件，所述感应触发组件用以感测所述工件的位置，并在位置到位后发出用于启动所述夹头驱动件作动的信号。本实用新型的夹紧机构精确度高，可靠性强，从而提升示功机的测试结果的准确性。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及减振器制造领域，具体涉及一种夹紧机构及应用该夹紧机构的示 功机。 夹紧机构及应用该夹紧机构的功机
【背景技术】
[0002] 减振器主要用来抑制弹簧吸振后反弹时的振荡及来自路面的冲击。其广泛应用于 铁路、汽车等交通运输车辆上。减振器主要包括圆柱状的外筒、内筒总成，所述内筒总成包 括内筒、底阀、活塞连杆、导向器及密封件，其活塞连杆与油腔之间通过密封件进行密封。在 减振器的制造工艺中，在将内筒总成安装于外筒内部后，需要通过将减振器外筒的上边缘 进行卷边以压合于所述密封件之上，从而实现工件良好的密封性。为确保减振器产品的良 率，减振器卷边工艺之前，还包括一道利用示功机来测试工件的阻尼特性是否达标的工艺。
[0003] 目前，示功机大体上包括一用于固定工件的固定机构、向工件上导向器施加预紧 力的预紧机构以及用于夹持工件的活塞连杆并拉动该活塞连杆作伸缩运动的主轴机构。对 于主轴机构来说，其夹持机构的夹持可靠性，直接影响减振器工件的测试准确度，现有技术 中，所采用的夹持机构无法准确获悉活塞连杆所到达的位置，以至于难以在最合适的时机 触发夹持机构进行合拢，从而影响减振器示功机的阻尼特性测试的精确度。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种夹持机构，以改善现有技术中夹持机构的夹持可 靠性，从而提升测试结果的精确度。
[0005] 本实用新型的另一目的在于提供一种应用该夹持机构的示功机，以改善现有技术 中夹持机构的夹持可靠性，从而提升测试结果的精确度。
[0006] 为实现上述目的之一，本实用新型提供的夹紧机构，其包括：第一夹头；与所述第 一夹头相配合的第二夹头，所述第一、第二夹头围设形成一用于安置工件的夹持空间；用于 驱动所述第一、第二夹头作相互并拢或分离的夹头驱动件；及感应触发组件，所述感应触发 组件用以感测所述工件的位置，并在位置到位后，发出用于启动所述夹头驱动件作动的信 号。
[0007] 进一步地，所述第一、第二夹头上分别具有相背设置的夹头外壁面及夹头内壁面， 所述夹头内壁面上形成有与工件相配合的螺纹，所述夹头外壁面呈斜面状。
[0008] 进一步地，所述夹头驱动件为一作用于所述夹头外壁面上的夹头活塞，所述夹头 活塞沿着所述夹持空间的延伸方向进行运动，在所述夹持空间由内之外的方向上，所述第 一、第二夹头的横截面面积逐渐增大。
[0009] 进一步地，所述第一、第二夹头的材料为黄铜。
[0010] 进一步地,所述感应触发组件包括一活塞连杆感应棒，所述活塞连杆感应棒在其 纵长方向上包括第一端及第二端，所述活塞连杆感应棒位于所述夹持空间的上方。
[0011] 进一步地，所述感应触发组件包括一触发件，所述触发件用于感应所述第二端的 位置，并在所述第二端与所述触发件相接触时，发出用于启动夹头驱动件的信号。
[0012] 进一步地，所述触发件安置于所述活塞连杆感应棒的一侧，在工件未被夹持的状 态下，所述触发件的位置高于所述第二端的位置。
[0013] 进一步地，所述夹紧机构容许所述工件被第一、第二夹头夹紧后，作至少半个螺距 的上下移动。
[0014] 为实现上述另一目的，本实用新型提供的示功机，所述示功机用于测试减振器的 阻尼特性，其包括承载组件、夹持组件、丝杆组件以及预紧组件，所述承载组件用于承载待 测试的减振器工件；所述夹持组件用于夹持所述减振器工件的外筒；所述减振器工件安置 于所述承载组件与所述丝杆组件之间，所述丝杆组件包括丝杆、设置于所述丝杆端部的用 以夹持减振器工件上活塞连杆的夹紧机构、及用于驱动丝杆沿其纵长方向作伸缩运动的丝 杆驱动组件；所述夹紧机构包括相互配合的第一夹头和第二夹头、夹头驱动件以及感应触 发组件，所述第一、第二夹头围设形成一用于安置工件的夹持空间；所述夹头驱动件用于驱 动所述第一、第二夹头作相互并拢或分离；所述感应触发组件用以感测所述工件的位置，并 在位置到位后，发出用于启动所述夹头驱动件作动的信号；所述预紧组件设置于所述丝杆 组件与所述夹持组件之间，所述预紧组件用以将一定的预紧力施加于减振器工件的导向器 上。
[0015] 进一步地，所述第一、第二夹头上分别具有相背设置的夹头外壁面及夹头内壁面， 所述夹头内壁面上形成有与工件相配合的螺纹，所述感应触发组件包括一活塞连杆感应棒 及一触发件，所述夹头驱动件为一作用于所述夹头外壁面上的夹头活塞。
[0016] 与现有技术相比，本实用新型所提供的示功机，其夹紧机构包括相互配合的第一 夹头和第二夹头、夹头驱动件以及感应触发组件，感应触发组件在感测到位于两个夹头之 间的工件的位置达到所要求的位置后，通过一触发件发出用于启动夹头驱动件作动的信 号，随后夹头驱动件驱动第一、第二夹头作相互并拢，从而实现工件的夹紧，本实用新型的 夹紧机构准确获取工件的位置，并在最合适的时机开启夹紧信号，精确度高，可靠性强，从 而提升示功机的测试结果的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型【具体实施方式】中示功机的整体结构示意图；
[0018] 图2是本实用新型【具体实施方式】中示功机上伺服丝杆驱动机构的结构示意图；
[0019] 图3是本实用新型一实施方式中不具有充气功能的推力衬套机构的结构示意图；
[0020] 图4是本实用新型另一实施方式中具有充气功能的推力衬套机构的结构示意图；
[0021] 图5示出了本实用新型一实施方式中示功机上夹紧机构的结构示意图。
[0022] 其中，主要元件符号说明：
[0023] 100、示功机；
[0024] 1、 框架底板；
[0025] 2、 导向立柱；
[0026] 20、液压缸；
[0027] 3、 第一中间板；
[0028] 30、升降装置；
[0029] 32、支撑滑动块；
[0030] 34、第一测力传感器；
[0031] 36、定位工件座；
[0032] 37、滑动块；
[0033] 38、外管夹具；
[0034] 4、 液压桥；
[0035] 40、推力衬套机构；
[0036] 401、反向衬套；
[0037] 402、导向套；
[0038] 403、环形活塞；
[0039] 404、环形腔室；
[0040] 405、吸附件；
[0041] 407、环形空间；
[0042] 409、工件油封；
[0043] 41、 支撑立柱；
[0044] 42、 光电传感器；
[0045] 44、 第二中间板；
[0046] 46、 弹性加载螺栓；
[0047] 47、 第一定位销；
[0048] 48、 第二定位销；
[0049] 5、 丝杆；
[0050] 51、 第二测力传感器；
[0051] 52、 夹紧机构；
[0052] 521a、第一夹头；
[0053] 521b、第二夹头；
[0054] 5210、夹头外壁面；
[0055] 5212、夹头内壁面；
[0056] 522、夹持空间；
[0057] 54、 夹头驱动件；
[0058] 56、 活塞连杆感应棒；
[0059] 561、第一端；
[0060] 562、第二端；
[0061] 58、触发件；
[0062] 60、 伺服电机；
[0063] 601、输出轴；
[0064] 602、第一齿轮；
[0065] 61、齿轮箱；
[0066] 610、丝杆驱动件；
[0067] 611、第二齿轮；
[0068] 63、主轴罩；
[0069] 7、 框架顶板；
[0070] 80、活塞连杆；
[0071] 90、移动位移测量系统；
[0072] S1、衬套的测试位置；
[0073] S2、衬套的气体填充位置。
【具体实施方式】
[0074] 以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本发明进行详细描述。
[0075] 图1是本实用新型【具体实施方式】中示功机的整体结构示意图。参图1所示，本实 施方式中，示功机1〇〇在大体上包括承载组件、夹持组件、丝杆组件及预紧组件四大组件， 下文将分别详述。其中，该示功机100的框架包括框架底板1及框架顶板7及安置于两板 之间的若干根导向立柱2，导向立柱上方设置有一个或多个液压缸20，导向立柱2上自上而 下，依次设置有液压桥4、第二中间板44、第二中间板3,此液压桥4可通过液压缸20进行驱 动，并沿导向立柱2作上下移动，同样地，第二中间板3及第二中间板44也可沿导向立柱2 移动。
[0076] 继续参图1所示，本实施方式中，承载组件用于承载待测试的减振器工件，其包括 用以安置工件的定位工件座36及设置于定位工件座36底部的升降装置30,升降装置30用 以调整所述定位工件座36的高度，该升降装置30可以是任意形式，其配置有相应的伺服电 机。其中，定位工件座36底部还设置有一支撑滑动块32,该支撑滑动块32设置于相应的支 柱上，在测试不同长度的工件时，通过开启升降装置30来带动支撑滑动块32沿其支柱作上 下移动，从而实现定位工件座36的高度调整功能。为了实时获悉减振器工件所受到的预紧 力大小，定位工件座36底部设置有用于感测预紧力的第一测力传感器34。
[0077] 夹持组件用于夹持减振器工件的外筒。本实施方式中，夹持组件包括多个支撑立 柱41及安置于支撑立柱41上的滑动块37及用以夹持工件外筒的外管夹具38,其中，滑动 块37可在支撑立柱41上上下滑动，从而调整外管夹具38的位置。外管夹具38由弹簧加 载钳夹与气动夹紧气缸组成。
[0078] 预紧组件用以将一定的预紧力施加于减振器工件的导向器上。本实施方式中，预 紧组件包括设于导向立柱2上的液压桥4、安置于液压桥4上的推力衬套机构40,其施压过 程为：液压缸20驱动液压桥4在导向立柱2上作上下运动，从而带动该推力衬套机构40向 下压在被夹持的减振器工件上的导向器（未图示）的端面上，从而提供一定的预紧力，并通 过实时监测该预紧力的大小，准确控制所要求的预紧力。其中，液压桥4底部还安装有一光 电传感器42,该光电传感器42用于检测工件外筒高出工件导向器平面的高度。关于推力衬 套机构的具体结构将在下文进行详细叙述。
[0079] 本实施方式中，在框架顶板7上还安装有一移动位移测量系统90,其用于感测并 计算液压桥4的位移信息。
[0080] 继续参照图1所示，丝杆组件用以夹紧待测试的工件的活塞连杆并拉动其作伸缩 动作，从而获取工件的阻尼特性信息。本实施方式中，丝杆组件包括丝杆5、设置于丝杆5端 部的用以夹持减振器工件上活塞连杆（未图示）的夹紧机构52、及用于驱动丝杆5沿其纵 长方向作伸缩运动的丝杆驱动组件。其中，丝杆上设置有一第二测力传感器51，其用于测试 减振器工件在不同位移条件下所承受的力的大小，从而分析得出阻尼特性。
[0081] 结合图1、图2所示,本实施方式中，丝杆驱动组件包括电机60及变速箱61,电机 60包括输出轴601，变速箱内设置有相互啮合的第一齿轮602及第二齿轮611，变速箱61内 设有一与丝杆5相配合的丝杆驱动件610,丝杆5贯穿于丝杆驱动件610内部，两者间通过 螺纹相配合。丝杆驱动件610上形成有第二齿轮611，第一齿轮602与第二齿轮611相啮合 以驱动丝杆驱动件610作旋转，第一齿轮602与第二齿轮611的旋转方向相互垂直，从而带 动丝杆5在其纵长方向上作上下运动。本实施方式中，电机的输出轴601通过相应的法兰 将旋转动力传动到第一齿轮602上。本实用新型通过此变速箱结构将伺服电机的旋转驱动 力转化成丝杆上下运动的驱动力，此过程中几乎没有线速度的损耗，从而大大提升减振器 阻尼特性的测量精度。对于本领域技术人员而言，电机所设置的位置，以及变速箱内部齿轮 的构造均不限于本文所介绍的实施例。
[0082] 值得一提的是，在丝杆组件的顶部还设有一主轴罩63,其内设有限制丝杆冲程的 硬件限位开关；同样地，在液压桥4上另外还有一个限位开关。
[0083] 请参照图3所示，其为本实用新型【具体实施方式】中不具备充气功能的推力衬套机 构的结构示意图。其中，该推力衬套机构通过两个弹性加载螺栓46、第一定位销47及第二 定位销48来固定于液压桥4上，推力衬套机构大致包括导向套402及与之连接的反向衬套 401，工件的活塞连杆贯穿于该推力衬套机构。
[0084] 请参照图4所示，其为本实用新型【具体实施方式】中具备充气功能的推力衬套机构 的结构示意图。为满足特定的测试需求，带充气功能的衬套机构，可以用于在测量减振器的 阻尼力前，在减振器里添加气压以更好的接近减振器实际装车状态。为了便于描述，图4分 别示出了推力衬套机构的测试位置S1及气态填充位置S2的状态示意图。本实施方式中， 其固定结构与不带充气功能的普通衬套一致。其区别在于，该推力衬套机构包括环形活塞 403、环形腔室404、吸附件405及环形空间407,待测试工件的活塞连杆80被穿置于所述推 力衬套机构中。其充气原理是：在需要进行充气时，液压桥4下降以使得推力衬套机构接触 到减振器密封垫409,其中图示仅示出密封垫的一部分,密封垫409会被吸附件405吸附，该 吸附件405可为永磁铁、电磁铁等。随后，液压桥4向上运动以带动衬套机构到达气体填充 位置S2,此过程中，减振器工件的密封垫409被拉起至留出允许气体进入减振器的空间，至 此，开启充气动作，让加压空气通过环形空间407进入减振器。充气完成后，液压桥4再下 降到测试位置S1，此时密封垫409封住减振器内的气体，此后进行正常的测试程序。
[0085] 测试过程完成后，液压桥4将继续向上运动，带动衬套机构移动到气体填充位置 S2,来释放减振器内部的气压。随后，丝杆组件带动活塞连杆80向上到预定排放位置，由于 气压被释放，活塞连杆80的位置由摩擦力保持，从而进入连杆静摩擦力检测功能。随后，力口 压气体将进入环形腔室404,通过气体压力将环形活塞403进行下推，该环形活塞403把减 振器密封垫片往下推，当密封垫409与吸附件405的位置相互错开后，密封垫409便与吸附 件分离开，至此，整个充气测试过程结束。
[0086] 请参照图5所示，其为本实用新型【具体实施方式】中夹紧机构52的结构示意图。本 实施方式中，夹紧机构52包括用于夹持活塞连杆端部的第一夹头52la及第二夹头521b，夹 头驱动件54及感应触发组件。其中，夹头驱动件54用于驱动第一、第二夹头521a、521b作 相互并拢或分离的运动；而感应触发组件则用以感测工件的位置，并在位置到位后，发出用 于启动夹头驱动件54作动的信号。
[0087] 本实施方式中，两个夹头之间形成有一夹持空间522。其中，第一、第二夹头521a、 521b分别具有相背设置的夹头外壁面5210及夹头内壁面5212,夹头外壁面5210自上而下 呈斜面状，横截面面积逐渐变大；夹头内壁面5212上分别形成有螺纹（未示出），该螺纹与 活塞连杆上的螺纹相互吻合。第一、第二夹头采用黄铜材料制成，确保夹持强度。值得一提 的是，本领域技术人员能够想到的是，在其他实施方式中，夹头的数目、材料及形状均不受 限于此。
[0088] 本实施方式中，夹头驱动件54采用一活塞来实现，该活塞可上下运动，夹头驱动 件54作用于夹头外壁面5210上，随着夹头驱动件54的向下运动，两个夹头随之并拢，而夹 头活塞54的向上运动后两个夹头也随之张开，本实施方式中，两夹头可通过相应的复位机 构来实现张开。同样地，其他实施方式中，夹头驱动件的具体形式不限于此。
[0089] 本实施方式中，感应触发组件包括活塞连杆感应棒56及触发件58。活塞连杆感 应棒56设置于所述夹持空间522上方，其包括第一端561及第二端562,触发件58设置于 所述第二端562的一侧。该夹紧机构的工作过程大致为：初始状态下，两夹头保持张开状 态，通过丝杆驱动，整个夹紧机构随着丝杆向下运动至相应位置，此后活塞连杆的上端部插 置于夹持空间522内部，随着活塞连杆的上移，一旦触及活塞连杆感应棒56的第一端561， 则会推动整个活塞连杆感应棒56向上运动，此后，触发件58感测活塞连杆感应棒56的第 二端562的位置，并在感测到第二端562与之相接触后，发出触发信号以控制夹头驱动件54 向下运动，从而夹紧减振器工件的活塞连杆，进入随后的测试程序。值得一提的是，由于夹 紧时刻，活塞连杆的螺纹与夹头内的螺纹无法确保相互啮合，为了补偿，容许活塞连杆上下 移动半个螺距。
[0090] 综上所述，本实用新型的减振器示功机具有如下特点：采取伺服丝杆驱动方式、兼 具减振器充气测试功能的推力衬套结构以及特殊的活塞连杆夹紧机构。其中，伺服丝杆驱 动方式通过电机及相应的变速箱，通过变速箱内齿轮将电机驱动力转化成丝杆上下运动的 驱动力，此过程避免了现有技术中角速度到线速度转化过程中，运动线速度的转化损失，从 而大大提升了减振器工件阻尼特性测试的准确度。此外，此方式相比于现有技术，改善设备 运作过程中的自振，避免其对测试结果造成影响。带有充气功能的衬套结构满足于特定的 充气测试需求，将充气、测试整合在一起，在测量减振器的阻尼力前，在减振器里添加气压 可以更好的接近减振器实际装车状态；该示功机还包括连杆静摩擦力检测功能；此外，该 工序可以将充气测试合格的工件的密封件直接定位，本实施方式中，通过将外筒壁向内打 两个凸起来实现密封件的定位，从而无需释放内部气压即可直接进入卷边工序。本实用新 型的夹紧机构通过自动感测活塞连杆的位置，并在其到位后触发夹紧信号，并且容许活塞 连杆上下移动半个螺距，以补偿螺纹之间的错位，其夹持位置精度、夹持稳定性、测试准确 度均得到明显提升。本实用新型的示功机支持在单个测试循环内行程可变的功能，从而提 升测试结果的可靠性。
[0091] 应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一 个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说 明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可 以理解的其他实施方式。
[0092] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说 明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式 或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种示功机的夹紧机构，其特征在于，所述夹紧机构包括： 相互配合的第一夹头及第二夹头，所述第一、第二夹头围设形成一用于安置工件的夹 持空间； 夹头驱动件，用于驱动所述第一、第二夹头作相互并拢或分离； 感应触发组件，所述感应触发组件用以感测所述工件的位置，并在位置到位后，发出用 于启动所述夹头驱动件作动的信号。
2. 根据权利要求1所述的示功机的夹紧机构，其特征在于，所述第一、第二夹头上分 别具有相背设置的夹头外壁面及夹头内壁面，所述夹头内壁面上形成有与工件相配合的螺 纹，所述夹头外壁面呈斜面状。
3. 根据权利要求2所述的示功机的夹紧机构，其特征在于，所述夹头驱动件为一作用 于所述夹头外壁面上的夹头活塞，所述夹头活塞沿着所述夹持空间的延伸方向进行运动， 在所述夹持空间由内之外的方向上，所述第一、第二夹头的横截面面积逐渐增大。
4. 根据权利要求1所述的示功机的夹紧机构，其特征在于，所述第一、第二夹头的材料 为黄铜。
5. 根据权利要求1所述的示功机的夹紧机构，其特征在于，所述感应触发组件包括一 活塞连杆感应棒，所述活塞连杆感应棒在其纵长方向上包括第一端及第二端，所述活塞连 杆感应棒位于所述夹持空间的上方。
6. 根据权利要求5所述的示功机的夹紧机构，其特征在于，所述感应触发组件包括一 触发件，所述触发件用于感应所述第二端的位置，并在所述第二端与所述触发件相接触时， 发出用于启动夹头驱动件的信号。
7. 根据权利要求6所述的示功机的夹紧机构，其特征在于，所述触发件安置于所述活 塞连杆感应棒的一侧，在工件未被夹持的状态下，所述触发件的位置高于所述第二端的位 置。
8. 根据权利要求2所述的示功机的夹紧机构，其特征在于，所述夹紧机构容许所述工 件被第一、第二夹头夹紧后，作至少半个螺距的上下移动。
9. 一种示功机，所述示功机用于测试减振器的阻尼特性，其特征在于，所述示功机包 括： 承载组件，用于承载待测试的减振器工件； 夹持组件，用于夹持所述减振器工件的外筒； 丝杆组件，所述减振器工件安置于所述承载组件与所述丝杆组件之间，所述丝杆组件 包括丝杆、设置于所述丝杆端部的用以夹持减振器工件上活塞连杆的夹紧机构、及用于驱 动丝杆沿其纵长方向作伸缩运动的丝杆驱动组件；所述夹紧机构包括相互配合的第一夹头 和第二夹头、夹头驱动件以及感应触发组件，所述第一、第二夹头围设形成一用于安置工件 的夹持空间；所述夹头驱动件用于驱动所述第一、第二夹头作相互并拢或分离；所述感应 触发组件用以感测所述工件的位置，并在位置到位后，发出用于启动所述夹头驱动件作动 的信号； 预紧组件，所述预紧组件设置于所述丝杆组件与所述夹持组件之间，所述预紧组件用 以将一定的预紧力施加于减振器工件的导向器上。
10. 根据权利要求9所述的示功机，其特征在于，所述第一、第二夹头上分别具有相背 设置的夹头外壁面及夹头内壁面，所述夹头内壁面上形成有与工件相配合的螺纹，所述感 应触发组件包括一活塞连杆感应棒及一触发件，所述夹头驱动件为一作用于所述夹头外壁 面上的夹头活塞。
【文档编号】G01L5/00GK203908773SQ201420343511
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】梁家华, 黄震 申请人:上海帆特机电设备制造有限公司