一种直线电机驱动的减震器疲劳试验装置的制作方法

本发明涉及汽车检测设备技术领域，尤其涉及一种直线电机驱动的减震器疲劳试验装置。

背景技术：

随着新能源汽车的兴起，汽车主机厂对零部件配套企业，在实验室背景噪音和测试规范提出了新的高标准要求，迫使未来试验实验设备在技术指标和系统方案上做提升，相关零部件的测试试验要求也在不断提高，现有的减震器疲劳试验机无法满足行业的要求。目前广泛使用的减震器疲劳试验机，采用第一代机械驱动技术和第二代液压伺服驱动技术，这两代试验机运行时噪音大，环境恶劣。

液压式汽车减震器疲劳试验机在进行检测过程，液压油由于长时间使用，内部混有机械杂质和腐蚀物质，导致液压油其油膜强度不足以承受工作负载的压力，致使金属表面互相接触，从而导致摩擦力急剧增加，加速零件的窘损，同时液压汕的润滑性能下降使液压泵和液压马达的内部咄合面磨损；同时液压汕在使用时，如温度偏高，会使液压汕的粘度降低，润滑性下降，会使汕泵及液压元件在工作时磨损加快，容易造成泄漏。如温度偏低，会使液压汕的粘度升高，将会造成液压元件的运动灵活性下降，严重时可能会使运动元件不能运动，影响正常工作。机械式汽车减震器疲劳试验机更是存在机械结构不灵活，可调节性差，功能不全，技术指标落后，产生的巨大噪音对环境影响严重等缺陷。

现有的汽车减震器疲劳试验机多采用地脚螺栓浇筑于混凝土地面的方式固定，并通过在汽车减震器疲劳试验机周边地面挖设防震沟的方式解决噪音大、震动传递外界的问题。防震沟的挖设不利于建筑物的稳定，具有一定的安全隐患，因此，开发一种新型的汽车减震器疲劳试验机具有重要的研究意义。

技术实现要素：

本发明为了克服现有减震器疲劳试验机噪音大、依赖于防震沟的问题，提供了一种防震降噪、通用性好，无油污的直线电机驱动的减震器疲劳试验装置，无需破坏建筑机构，安装方便。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种直线电机驱动的减震器疲劳试验装置，包括外框架，驱动机构和功能附件，所述外框架包括底座，中部隔板和顶板，所述底座安装有若干个地脚螺栓，所述底座底部套设有缓冲套，所述缓冲套为中空结构，所述缓冲套内填充有缓冲液；所述驱动机构安装于底座上，所述驱动机构包括两组由直线电机构成的竖直方向上的运动模块；所述功能附件包括设于顶板的第一夹具和安装在中部隔板上的第二夹具。

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，本发明通过驱动原理及防震原理的创新，采用全电驱动方案，没有摩擦运动部件，通过缓冲层设置，利用缓冲层内的缓冲液对减震器疲劳试验装置工作状态下产生的剧烈震动产生缓冲作用，避免过多的震动传动至地面，且无需破坏试验装置周边的建筑结构，无需开设防震沟结构，有利于稳定性和安全性。本发明的减震器疲劳试验装置寿命长，无碰撞，无油污，低噪音，工作效率高，能量的损耗较少，降低电能损耗。根据客户需求选择合适的直线电机满足产品的试验要求客户要求，直线电机通过串联的方式连接，达到同步控制的效果，安装时需要调节电机相位，使电机相位相同。所述外框架设计简单，方便安装，满足疲劳试验要求，具有10倍的安全系数。该发明工作时，中部隔板与上顶板之间为有效工作区域，可以抬升至指定高度，运动指定频率和振幅，并且可以进行对传统试验机来说较为困难的路波试验。本发明可依据减震器的不同，输入不同的工作条件，任意波形，如路况波形等，进行仿真的路波试验，具备一定的通用性。

作为优选，所述缓冲液由15～50wt％的机油和50～85wt％的二硫化钼润滑脂组成。

机油由基础油和添加剂两部分组成；二硫化钼润滑脂是由无机稠化剂稠化酯类合成油，并加有二硫化钼固体润滑剂和抗氧化、防锈蚀等多种添加剂精制而成的二硫化钼极压润滑脂。本发明所选缓冲液由机油和二硫化钼润滑脂按照上述配比复配而成，该复配比例所得到的缓冲液比纯机油黏度大，比纯二硫化钼润滑脂黏度小，所得的缓冲液在静置状态下具有明显的层状结构，具有优异的吸音降噪和减震缓冲作用。

作为优选，所述底座四周均匀设有若干个支撑柱，所述支撑柱穿过中部隔板与顶板固定连接；所述底座设有预留孔，所述地脚螺栓穿过预留孔，通过螺母与底座固定连接；所述预留孔上端设有限位凹槽，所述地脚螺栓与螺母之间设有蝶形弹簧组件。

碟形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能，当螺栓出现松弛时，碟形弹簧释放部分势能以保持法兰连接间的压力达到密封要求。碟形弹簧应力分布由里到外均匀递减，能够实现低行程高补偿力的效果，本发明利用蝶形弹簧有利于减缓底座与地脚螺栓之间的震动作用，防止地脚螺栓长期使用过程中产生松动，提高设备的安全性，有利于延长使用寿命。

作为优选，所述运动模块包括直线电机固定座，所述直线电机固定座内部沉有一台直线电机线圈组件，所述直线电机固定座两侧设有导轨，两个直线电机固定座之间设有磁板，所述磁板由若干磁钢排列而成；所述磁板的上端与第二夹具固定连接，所述磁板的两侧设有滑块，并通过滑块与导轨滑动连接。

作为优选，所述磁板与两台直线电机线圈组件的距离控制在0.7～1.0mm。

作为优选，所述直线电机固定座受到电磁吸力发生的形变量小于0.02mm。

作为优选，所述直线电机固定座通过上限位块和下限位块实现限位。

作为优选，所述顶板的上端面焊接有工字形肋板，有利于增强顶板的机械冲击强度。

作为优选，所述顶板的下端面设有力传感器，所述力传感器与第一夹具固定连接。安装力传感器用于试验压力的检测，采用力传感器来采集电机加载力大小，并通过界面实时显示绘制成曲线。

作为优选，所述底座安装有若干个地脚螺栓，稳定设备，减少其振动，降低噪音。

作为优选，所述中部隔板和顶板之间设有安全光栅，正方向上安装有光幕，对工作人员加以保护，具有安全防护作用。

作为优选，还包括温控机构，实时检测工作系统的温度，防止直线电机过热，保证检测的正常进行，本发明所述温控机构包括温度传感器或冷却机等任何可以实现温度调节的常规器件。

因此，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明采用直线电机驱动的全电驱动方案，没有摩擦运动部件，寿命长，无碰撞，无油污，低噪音，工作效率高，能量的损耗较少，降低电能损耗；

(2)通过在底座套设内置机油/二硫化钼润滑脂缓冲液的缓冲层，具有吸音降噪和减震缓冲作用，无需开设防震沟，可广泛适用于汽车、摩托车等车辆的减震器示功特性和速度特性测试，设备采用了先进的机械结构和电气控制系统，有效保证了试验机的使用寿命和稳定性，主要技术性能和外观达到国外同类产品先进水平。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是缓冲套与底座及地脚螺栓的装配结构剖视图。

图4是图3中a的局部放大图。

图中：底座1，中部隔板2，顶板3，地脚螺栓4，缓冲套5，缓冲液6，运动模块7，第一夹具8，第二夹具9，支撑柱10，预留孔11，限位凹槽12，蝶形弹簧组件13，直线电机固定座14，导轨15，滑块16，上限位块17，下限位块18，工字形肋板19，力传感器20，安全光栅21，法兰22，螺母23，无导轨支座24，磁栅及读数头25。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1至图4所示，一种直线电机驱动的减震器疲劳试验装置，包括外框架，驱动机构、温控机构和功能附件，外框架包括安装有四个地脚螺栓4的底座1，中部隔板2和上端面焊接有工字形肋板19、下端面设有力传感器20的顶板3，底座底部套设有具有中空结构的缓冲套5，缓冲套内填充有由15～50wt％的机油和50～85wt％的二硫化钼润滑脂组成的缓冲液6；所述驱动机构安装于底座上，所述驱动机构包括两组由直线电机构成的竖直方向上的运动模块7；功能附件包括设于顶板的第一夹具8和安装在中部隔板上的第二夹具9，力传感器与第一夹具固定连接；底座四周采用法兰22设有四个支撑柱10，所述支撑柱穿过中部隔板与顶板固定连接；所述底座设有预留孔11，地脚螺栓穿过预留孔，通过螺母23与底座固定连接；预留孔上端设有限位凹槽12，所述地脚螺栓与螺母之间设有蝶形弹簧组件13；运动模块包括内部沉有一台直线电机线圈组件直线电机固定座14，直线电机固定座两侧设有导轨15，两个直线电机固定座之间设有由若干磁钢排列而成磁板，磁板的上端与第二夹具固定连接，磁板的两侧设有滑块16，通过两侧耳朵上的滑块固定在导轨上，并通过滑块与导轨滑动连接，磁板与两台直线电机线圈组件的距离控制在0.7～1.0mm；所述直线电机固定座受到电磁吸力发生的形变量小于0.02mm；直线电机固定座通过上限位块17和下限位块18实现限位；中部隔板和顶板之间设有安全光栅21；直线电机固定座两侧设有无导轨支座24，中部设有磁栅及读数头25，中部隔板与上顶板之间为有效工作区域。

本发明的具体实施方法：

先安装地脚螺栓，然后在底座底部套设缓冲套，之后按照本领域的常规操作固定直线电机驱动的减震器疲劳试验装置。

实验设备包含两个测试工位，通过同一软硬件来进行运动控制数据采集等，并且这两个工位相互独立互不干扰。设备通电后需要进行初始化操作，初始化过程要求电机找零位，零位位置为正限位方向上距离负限位18mm处；

疲劳试验：可按照指定运行方程来进行疲劳试验，在显示界面可显示被测件实际运动波形并且波形能自动保存且波形文件能够读取，界面显示内容丰富。

路波试验：可导入规定文件格式的波形进行疲劳试验，在显示界面可显示被测件实际运动波形并且波形能自动保存且波形文件能够读取。

设备冷却动作：当被测件温度超过设定范围时设备进入冷却动作，此时设备将慢速运动当温度降低到指定温度时继续进行疲劳试验或者路波试验。

本发明采用直线电机驱动的全电驱动方案，没有摩擦运动部件，寿命长，无碰撞，无油污，低噪音，工作效率高，能量的损耗较少，降低电能损耗；通过在底座套设内置机油/二硫化钼润滑脂缓冲液的缓冲层，具有吸音降噪和减震缓冲作用，无需开设防震沟，可广泛适用于汽车、摩托车等车辆的减震器示功特性和速度特性测试，设备采用了先进的机械结构和电气控制系统，有效保证了试验机的使用寿命和稳定性，主要技术性能和外观达到国外同类产品先进水平。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。