一种塑料波纹管疲劳测试机的制作方法

本实用新型涉及一种测试机，尤其涉及一种塑料波纹管疲劳测试机。

背景技术：

车用挠性节(汽车排气管波纹管)是汽车领域中重要的连接构件，具有减振降噪、方便安装和延长排气消声系统寿命的作用，是现代工业配套管中最理想的补偿元件。波纹管的广泛应用性决定了对其性能的特殊要求，通过前期的疲劳试验，可以有效的预防波纹管因质量问题带来的安全隐患。

目前对产品进行疲劳测试的机构主要为疲劳测试机，根据工作原理的不同大约可分为三种类型：电液伺服式、电磁谐振式以及电机驱动式。电磁谐振式高频疲劳试验机适用于测定金属、合金材料及其构件的拉伸、压缩或拉压交变负荷的疲劳特性、疲劳寿命、预制裂纹及裂纹扩展试验，因而不做讨论。其中，电机驱动疲劳测试机相比于传统的液压伺服疲劳测试机，具有干净稳定、噪音低、安装维护简单安全，使用寿命长等诸多优点，因而被广泛使用。电机驱动疲劳测试机提供原动力的装置为电动机，输出的是均匀的旋转运动。而波纹管疲劳测试中通常所需的是数万次的往复的直线运动，这就需要将连续的旋转运动变换为往复的直线运动。曲柄–滑块机构则是实现该转变的常用机构。但是，传统的曲柄–滑块机构中必须设置导轨来保证滑块的直线运动,而滑块在导轨的支撑下作往返运动时，滑块与导轨不可避免地产生摩擦，久而久之将产生严重的磨损，大大降低机构的使用寿命。另外，若要更改疲劳测试的行程，曲柄滑块机构则需对机械结构进行较大改动，不易更换，使其应用受到限制。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种在不使用导轨的情况下能够实现波纹管疲劳测试所需的往复直线运动的塑料波纹管疲劳测试机。

本实用新型所述为一种塑料波纹管疲劳测试机，包括基座及设置在基座上的夹持组件与连杆组件，所述夹持组件包括夹具和与夹具相对设置的顶杆，所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的上端部通过第一轴线可转动的连接在基座上，所述第二连杆的上端部通过第二轴线可转动的连接在基座上，所述第一连杆与所述第二连杆的下端部分别通过第三轴线和第四轴线可转动的连接于第三连杆的两端，所述第一连杆、与所述第二连杆、与所述第三连杆、与所述第一轴线与第一连杆的连接位置E、以及与所述第二轴线和第二连杆的连接位置F形成第一平行四连杆机构，所述塑料波纹管疲劳测试机还包括一摆杆、平行输出杆、第四连杆，所述摆杆的上端部通过第五轴线与平行输出杆的一端相转动连接，所述平行输出杆的另一端通过第六轴线转动连接于第四连杆的上端部，所述第四连杆的下端部通过所述的第四轴线连接于所述第三连杆的一端，所述第三连杆的另一端通过第三轴线可转动的连接在摆杆上，所述的摆杆的下端通过第七轴线摆动并能够在竖直方向上下移动的设置，所述第三轴线在摆杆上的位置与所述第五轴线在摆杆上的位置之间的距离等于所述第三轴线在摆杆上的位置与所述第七轴线在摆杆上的位置之间的距离，所述平行输出杆、与所述第四连杆、与所述第三连杆及与所述摆杆组成第二平行四连杆机构，所述第一连杆的长度与所述第四连杆的长度相等，所述摆杆与所述第七轴线的连接位置C与位置E的连线处于竖直方向，所述顶杆设置在平行输出杆上并随所述平行输出杆移动，所述的塑料波纹管疲劳测试机还包括设于基座上的用于驱动所述摆杆绕第七轴线摆动的驱动组件。

进一步的，所述驱动组件包括电机、被所述的电机驱动绕第八轴线转动的曲柄底座、滑动地设置在所述的曲柄底座上的滑块、一端部通过第九轴线转动的连接在所述的滑块上的曲柄输出杆，所述曲柄输出杆的另一端可转动的连接至所述的摆杆上，所述的驱动组件还包括一用于调节所述滑块在所述的曲柄底座上的位置的调节装置。

进一步的，所述调节装置为安装在曲柄底座上的一螺杆，所述螺杆的一端抵持在所述滑块上并使滑块沿所述螺杆轴线方向移动。

进一步的，所述基座的下侧还设有一连接件，所述连接件的下端部通过第十轴线可转动的连接在水平摆杆的一端，所述水平摆杆的另一端通过第七轴线与所述摆杆转动连接。

进一步的，所述水平摆杆与所述摆杆连接的端部在所述摆杆的带动下大致沿竖直方向上移动。

进一步的，所述连杆组件还包括分别与所述第一连杆与所述第二连杆对称设置于基座上的第五连杆和第六连杆，第二平行四连杆机构位于所述第一连杆与所述第五连杆及所述第二连杆与第六连杆之间。

进一步的，所述基座上设有分别安装所述第一连杆、所述第二连杆、所述第五连杆和所述第六连杆的第一支撑座、第二支撑座，第三支撑座和第四支撑座。

进一步的，所述基座上设有供所述第一连杆、所述第五连杆、所述第二连杆、第六连杆及第二平行四连杆机构穿过的通孔。

进一步的，所述基座上还设有支撑所述夹具的第五支撑座。

进一步的，所述第一轴线、所述第二轴线、所述第三轴线、所述第四轴线、所述第五轴线、所述第六轴线、所述第七轴线、所述第八轴线、所述第九轴线及所述第十轴线相互平行设置。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

1)本申请的塑料波纹管疲劳测试机，在曲柄底座上设置滑块，并由滑块带动曲柄输出杆从而带动摆杆运动，输出端连接平行四连杆机构，即实现曲柄连杆机构与平行四连杆机构的联合，在不使用导轨的情况下将回转运动转换为直线运动，既保证了波纹管运动的直线度又避免了机械摩擦，提高了测试机构的使用寿命；

2)通过设置调节装置来调节电机输出轴与摆杆和曲柄输出杆之间转轴的中心距离，实现对直线运动行程的调节，从而实现对不同波纹管不同压缩量的长时间的反复压缩测试，提高了机构对测试零件的适应性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型塑料波纹管疲劳测试机的结构示意图；

图2是本实用新型的塑料波纹管疲劳测试机的机构简图。

其中：

1是基座、2是夹具、3是顶杆、4是第一连杆、5是第一轴线、6是第二轴线、7是第三轴线、8是第四轴线、9是第三连杆、10是摆杆、11是平行输出杆、12是第四连杆、13是第五轴线、14是第六轴线、15是第七轴线、16是电机、17是第八轴线、18是曲柄底座、19是滑块、20是曲柄输出杆、21是螺杆、22是连接件、23是第十轴线、24是第五连杆、25是第六连杆、26是第一支撑座、27是第二支撑座、28是第三支撑座、29是第四支撑座、30是第五支撑座、31是第二连杆、32是第九轴线、33是水平摆杆、34是通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1和图2，本实用新型一较佳实施例所述的一种塑料波纹管疲劳测试机，包括基座1及设置在基座1上的夹持组件与连杆组件，夹持组件包括夹持待测波纹管一端的夹具2和用于压缩待测波纹管另一端并且与夹具相对设置的顶杆3，连杆组件包括第一连杆4和第二连杆31，第一连杆4的上端部通过第一轴线5可转动的连接在基座1上，所述第二连杆31的上端部通过第二轴线6可转动的连接在基座1上，所述第一连杆4与所述第二连杆31的下端部分别通过第三轴线7和第四轴线8可转动的连接于第三连杆9的两端，最终，第一连杆4、第二连杆31、第三连杆9、第一轴线5与第一连杆4的连接位置E以及第二轴线6与第二连杆31的连接位置F形成第一平行四连杆机构。该塑料波纹管疲劳测试机还包括一摆杆10、平行输出杆11、第四连杆12，摆杆10的上端部通过第五轴线13与平行输出杆11的一端相转动连接，平行输出杆11的另一端通过第六轴线14转动连接于第四连杆12的上端部，第四连杆12的下端部通过所述的第四轴线8连接于所述第三连杆9的一端，所述第三连杆9的另一端通过第三轴线7可转动的连接在摆杆10上，摆杆10的下端通过第七轴线15摆动并能够在竖直方向上下移动的设置，本部分为近似的上下移动，接下来的几何证明能够说明解释这一问题，所述第三轴线7在摆杆10上的位置与所述第五轴线13在摆杆上的位置之间的距离等于所述第三轴线7在摆杆10上的位置与所述第七轴线15在摆杆上的位置之间的距离，最终，平行输出杆11、第四连杆12、第三连杆9及摆杆10组成第二平行四连杆机构，第一连杆4的长度与所述第四连杆12的长度相等，摆杆与第七轴线15的连接位置C与位置E的连线处于竖直方向，顶杆3设置在平行输出杆上并随所述平行输出杆移动，该塑料波纹管疲劳测试机还包括设于基座上的用于驱动所述摆杆绕第七轴线摆动的驱动组件。

具体的，驱动组件包括电机16、与电机连接的减速器、被所述的电机驱动绕第八轴线17转动的曲柄底座18、滑动地设置在所述的曲柄底座18上的滑块19、一端部通过第九轴线32转动的连接在所述的滑块19上的曲柄输出杆20，所述曲柄输出杆20的另一端可转动的连接至所述的摆杆10上，为使顶杆3的移动距离可调，该驱动组件还包括一用于调节所述滑块在所述曲柄底座上的位置的调节装置即调节第九轴线32与第八轴线17之间的距离。

作为优选，该调节装置为安装在曲柄底座上的螺杆21，螺杆21的一端抵持在滑块19上并能够通过旋转螺杆21使滑块19在螺杆21移动的方向上移动。

所述基座1的下侧还固定设置一连接件22，所述连接件22的下端部通过第十轴线23可转动的连接在水平摆杆33的一端，所述水平摆杆33的另一端通过第七轴线15与所述摆杆10转动连接。

由于水平摆杆10的长度远大于水平摆杆33沿第十轴线23在竖直方向上摆动的距离，所以可以将水平摆杆33与摆杆10连接的端部在摆杆的带动下是大致沿竖直方向上移动的。

为使第一平行四连杆机构对第二平行四连杆机构的支撑更加牢固，本实施例优选所述连杆组件还包括分别与所述第一连杆与所述第二连杆对称设置于基座上的第五连杆24和第六连杆25，第二平行四连杆机构位于所述第一连杆与所述第五连杆及所述第二连杆与第六连杆之间。

进一步的，第一连杆4、第二连杆31、第五连杆24和第六连杆25分别设置于固定在基座1上的第一支撑座26、第二支撑座27，第三支撑座28和第四支撑座29。

具体的，所述基座1上还设有支撑所述夹具的第五支撑座30及供所述第一连杆、所述第五连杆、所述第二连杆、第六连杆及第二平行四连杆机构穿过的通孔34。

具体的，第一轴线5、第二轴线6、第三轴线7、第四轴线8、第五轴线13、第六轴线14、第七轴线15、第八轴线17、第九轴线32及第十轴线23均为相互平行的轴线。

本实用新型的设计原理如下：

本实施例通过将曲柄连杆机构与平行四连杆机构组合使用，能够将电机轴的回转运动转化为摆杆的摆动，并最终将摆杆的摆动转化为平行输出杆的直线运动，参见附图2，将连接件与水平摆杆的铰接点定义为H点也就是第十轴线所在的位置，水平摆杆与白干的额铰接点定义为G点也就是第七轴线所在的位置，第一连杆与第三连杆在摆杆上的铰接点定义为C点也就是第三轴线所在的位置，第三连杆与第四连杆的铰接点定义为D点，摆杆与平行输出杆的铰接点定义为E点，平行输出杆与第四连杆的铰接点定义为F点，位置E定义为E点，位置F定义为F点，由本机构的各部分杆件之间的关系知：

AB//CD//EF，三者均为水平杆，又有

AC＝EC＝CG，可得

AE与EG垂直，若

EG为竖直杆，则AE与水平方向平行，又有

AB、EF与水平方向平行，则A,B,E,F共线，即

AB与EF在同一水平线上，由于

EF为固定不动，则AB杆仅在EF所在水平线上移动，不上下运动。

而当杆AG运动时，点G绕H进行运动，当HG的长度远大于G的运动距离时，可将G的运动近似为直线运动，即EG始终保持竖直，使得上述条件得以满足，AB始终在固定的水平线上运动，从而使顶杆的输出为完全的直线运动，有效保证波纹管压缩运动的直线度。

本实用新型的工作原理为：

将待测波纹管夹持在夹具上，启动电机，电机旋转带动曲柄底座沿第八轴线转动，曲柄底座的转动带动曲柄输出杆沿第九轴线转动从而带动摆杆转动，摆杆分别带动设置在其下端的水平摆杆沿近似的竖直方向移动，带动第一平行四连杆机构与第二平行四连杆机构运动，由于第一连杆与第二连杆的上端固定，并且第一连杆的长度等于第四连杆的长度等于摆杆与水平摆杆的铰接点到第三连杆与第一连杆在摆杆上的铰接点的长度，所以最终将电机的回转经过曲柄连杆机构与平行四连杆机构的联合转化为平行输出杆始终与一条固定的水平直线相重合并作往复移动，从而保证了波纹管压缩的直线度，完成波纹管的疲劳测试。本申请通过在曲柄底座上设置滑块并设置调节装置来调节电机输出轴与摆杆和曲柄输出杆之间转轴的中心距离，在不使用导轨滑块的情况下将回转运动转换为直线运动，避免了机械摩擦而且实现对直线运动行程的调节。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。