一种转向机压块衬片磨损工装的制作方法

1.本实用新型涉及磨损测量技术领域，具体地说是一种转向机压块衬片磨损工装。


背景技术：

2.汽车的转向系统包括转向管柱、中间轴、转向机，其中转向机是连接中间轴和车轮的装置，该装置可以将中间轴的扭矩通过齿轮齿条机构转变为齿条的轴向运动，从而驱动汽车车轮转向。如图1所示，转向机通过调整螺母1将压块2及压块衬片3一起压紧到齿条4上，使压块衬片3和齿条4的表面相贴合；在齿条4和小齿轮总成5啮合运动过程中：压块2和压块衬片3一方面采用调整螺母1保证自身轴向位置，另一方面采用螺旋或膜片弹簧6进行轴向位置微调，进而可以调节转向机的移动力和扭矩，最终控制驾驶员方向盘手感及转向系统噪音。
3.在汽车运行过程中，频繁发生转向，压块衬片和齿条表面均会产生磨损，进而影响转向机性能。因此，需要设计一种转向机压块衬片磨损工装，以便于对压块衬片的磨损特性及疲劳后的磨损量进行测量。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种转向机压块衬片磨损工装，以便于对压块衬片的磨损特性及疲劳后的磨损量进行测量。
5.为了达到上述目的，本实用新型是一种转向机压块衬片磨损工装，包括千分表、压块固定装置、压块、压块衬片、圆棒、力传感器、液压缸、加载装置，液压缸的轴与圆棒的轴向端部连接，液压缸与圆棒之间设有力传感器，加载装置套设在圆棒上，圆棒与压块衬片贴合，压块衬片安装在压块表面，压块安装在压块固定装置的一侧，千分表安装在压块固定装置的另一侧，千分表的测量端与圆棒的表面接触。
6.所述的加载装置包括砝码盘组件、钢丝绳、滚轮、钢丝绳固定装置，钢丝绳的一端套设在圆棒上，钢丝绳固定装置上安装有滚轮，钢丝绳的中部采用滚轮支撑，钢丝绳的另一端与砝码盘组件连接。
7.所述的钢丝绳为三根，三根钢丝绳的长度相同，相邻两个钢丝绳之间的间距相同。
8.所述的砝码盘组件放置在液压小车上。
9.所述的液压缸内设有位移传感器。
10.所述的液压缸、力传感器、圆棒同轴。
11.本实用新型同现有技术相比，设计了转向机压块衬片磨损工装，采用圆棒取代齿条，通过加载装置、液压缸分别提供径向力和轴向载荷，使模拟工况与实际工况基本一致，并通过力传感器测量圆棒的轴向移动力，液压缸自带位移传感器测量圆棒的行程，千分表测量压块衬片的磨损量。
附图说明
12.图1为转向机压块衬片及齿条的工作示意图。
13.图2为本实用新型的示意图。
14.图3为本实用新型圆棒的示意图。
具体实施方式
15.现结合附图对本实用新型做进一步描述。
16.参见图2，本实用新型是一种转向机压块衬片磨损工装，包括千分表、压块固定装置、压块、压块衬片、圆棒、力传感器、液压缸、加载装置，液压缸11的轴与圆棒9的轴向端部连接，液压缸11与圆棒9之间设有力传感器10，加载装置套设在圆棒9上，圆棒9与压块衬片3贴合，压块衬片3安装在压块2表面，压块2安装在压块固定装置8的一侧，千分表7安装在压块固定装置8的另一侧，千分表7的测量端与圆棒9的表面接触。
17.本实用新型中，加载装置包括砝码盘组件12、钢丝绳13、滚轮14、钢丝绳固定装置15，钢丝绳13的一端套设在圆棒9上，钢丝绳固定装置15上安装有滚轮14，钢丝绳13的中部采用滚轮14支撑，钢丝绳13的另一端与砝码盘组件12连接。
18.钢丝绳13为三根，三根钢丝绳13的长度相同，相邻两个钢丝绳13之间的间距相同。钢丝绳13的长度和间距可以根据转向机齿条的行程和对应的磨损区域位置调整。
19.本实用新型采用加载装置给圆棒9径向施力，使圆棒9与压块衬片3贴合，同时，液压缸11给圆棒9施加轴向载荷推动圆棒9左右往复运动，与转向机压块衬片的实际磨损工况基本一致。
20.试验过程中，采用力传感器10测量圆棒9轴向移动力，液压缸11内设的位移传感器记录圆棒9行程，千分表7测量压块衬片3的磨损量。
21.砝码盘组件12放置在液压小车16上。液压小车16用于台架搭建时卸载并辅助调整钢丝绳13的长度、间距及砝码盘组件12的砝码盘数量，同时与台架报警装置相连，在台架发生异常时切断电源并支撑砝码盘组件12。
22.根据整车运行过程中的最大齿条力计算所需加载的力，调整砝码盘数量，以便于调整加载在压块衬片表面的正压力，以适应不同项目的不同载荷条件。
23.试验过程中，钢丝绳13相对于圆棒9的摆角随圆棒9的运动而变化，用于适应不同位置压块衬片表面的正压力的变化，以模拟转向机运行过程中由于横拉杆角度不同而引起的载荷变化。
24.参见图3，本实用新型采用同直径的圆棒9代替齿条，圆棒9的整个表面热处理及尺寸公差与转向机齿条的齿背磨损区域完全一致，圆棒9长度为依据台架的安装空间和转向机齿条的实际行程设计的标准长度。此外，本实用新型可采用2根圆棒9和2个压块小总成完成试验，使用对称的结构可以使试验过程载荷更加平稳，并且同时测得两组完整、准确的试验数据。
25.本实用新型采用圆棒9代替齿条的好处是：1、圆棒9的刚度更高，避免发生弯曲变形导致压块衬片磨损工况与实际工况不符，圆棒9可使磨损过程稳定、更接近实际的工作条件；2、使用圆棒9可以保证磨损试验过程中，液压缸11、力传感器10、圆棒9同轴，避免弯曲引起的台架抖动及异响，进而提高力传感器10和液压缸11的使用寿命；3、使用圆棒9可以有效
的防止弯曲变形，测得压块衬片的磨损量更加精确；4、采用圆棒9可以通过旋转一定的角度多次重复使用，可以降低试验成本，减少拆装次数提高试验效率；5、圆棒9尺寸可以根据齿条的不同直径，如24/25/26/28mm进行标准化设计，所有圆棒9都是标准长度的，可避免因齿条长度和结构不同而调整钢丝绳的长度和间距，有助于各个项目试验的标准化，从而提高试验效率，节省试验资源。
26.本实用新型同设计了转向机压块衬片磨损工装，采用圆棒9取代齿条，通过加载装置、液压缸11分别提供径向力和轴向载荷，使模拟工况与实际工况基本一致，并通过力传感器10测量圆棒的轴向移动力，液压缸11自带位移传感器测量圆棒的行程，千分表7测量压块衬片的磨损量。本实用新型可以模拟转向机实际运动过程中的齿条与压块衬片之间的贴合情况及磨损情况。可通过本实用新型研究转向机压块衬片的磨损及试验前后的移动力，并有效调节压块衬片与齿条的间隙，进而调整齿条移动力和扭矩；还可以研究不同材料、不同结构的压块衬片与齿条组合的摩擦系数、摩擦力，及齿条与压块衬片的贴合状态与相关的粘滑现象，进而优化压块衬片的材料及结构，优化齿条的齿面加工工艺及齿条结构，提升转向机磨损性能，从而改善驾驶员方向盘手感，优化转向系统的噪音表现。


技术特征：
1.一种转向机压块衬片磨损工装，包括千分表、压块固定装置、压块、压块衬片、圆棒、力传感器、液压缸、加载装置，其特征在于：液压缸（11）的轴与圆棒（9）的轴向端部连接，液压缸（11）与圆棒（9）之间设有力传感器（10），加载装置套设在圆棒（9）上，圆棒（9）与压块衬片（3）贴合，压块衬片（3）安装在压块（2）表面，压块（2）安装在压块固定装置（8）的一侧，千分表（7）安装在压块固定装置（8）的另一侧，千分表（7）的测量端与圆棒（9）的表面接触。2.根据权利要求1所述的一种转向机压块衬片磨损工装，其特征在于：所述的加载装置包括砝码盘组件（12）、钢丝绳（13）、滚轮（14）、钢丝绳固定装置（15），钢丝绳（13）的一端套设在圆棒（9）上，钢丝绳固定装置（15）上安装有滚轮（14），钢丝绳（13）的中部采用滚轮（14）支撑，钢丝绳（13）的另一端与砝码盘组件（12）连接。3.根据权利要求2所述的一种转向机压块衬片磨损工装，其特征在于：所述的钢丝绳（13）为三根，三根钢丝绳（13）的长度相同，相邻两个钢丝绳（13）之间的间距相同。4.根据权利要求2所述的一种转向机压块衬片磨损工装，其特征在于：所述的砝码盘组件（12）放置在液压小车（16）上。5.根据权利要求1所述的一种转向机压块衬片磨损工装，其特征在于：所述的液压缸（11）内设有位移传感器。6.根据权利要求1所述的一种转向机压块衬片磨损工装，其特征在于：所述的液压缸（11）、力传感器（10）、圆棒（9）同轴。

技术总结
本实用新型涉及磨损测量技术领域，具体地说是一种转向机压块衬片磨损工装，包括千分表、压块固定装置、压块、压块衬片、圆棒、力传感器、液压缸、加载装置，液压缸的轴与圆棒的轴向端部连接，液压缸与圆棒之间设有力传感器，加载装置套设在圆棒上，圆棒与压块衬片贴合，压块衬片安装在压块表面，压块安装在压块固定装置的一侧，千分表安装在压块固定装置的另一侧，千分表的测量端与圆棒的表面接触。本实用新型同现有技术相比，采用圆棒取代齿条，通过加载装置、液压缸分别提供径向力和轴向载荷，使模拟工况与实际工况基本一致，并通过力传感器测量圆棒的轴向移动力，液压缸自带位移传感器测量圆棒的行程，千分表测量压块衬片的磨损量。量。量。


技术研发人员：梁九生 董朝阳 周平
受保护的技术使用者：博世华域转向系统有限公司
技术研发日：2020.12.29
技术公布日：2021/9/21