一种电机用橡胶圈的弹性特性测验装置的制作方法

本发明属于材料抗拉测试，具体是指一种电机用橡胶圈的弹性特性测验装置。

背景技术：

1、在由电机驱动的传动系统中，橡胶等复合材料做成的没有接缝的圆圈状零件经常被作为传动部件，利用这种复合材料皮带自身的弹性特性，这种传动系统与齿轮齿条传动系统相比，具有振动小、噪音小、冲击小等优点；基于使用工况的要求，这种环形橡胶零件最主要的性能指标就是抗拉能力。

2、展开来说，一方面是皮带在短时间、不同的拉力下的形变量；另一方面为长时间施加恒定拉力（此拉力可能不大，主要是为了测试耐久性）时，被拉长一定值所需的时间。

3、由于皮带的传动形式比较单一，基本都是一个主动轮通过皮带带着从动轮旋转，为了更好地模拟使用工况，本发明也复刻了这样一种传动模式，作为对皮带进行测试的安装装置。

4、在实际使用过程中，由于皮带的从动端一定连接负载，因此转速越快时，往往阻力越大，相应地皮带所承受的拉力也就越大，这往往需要设置模拟负载或者设计一套能够根据转速自动调整拉力的装置来模拟这个效果。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种自动化程度高、功能全面、测试效果直观的电机用橡胶圈的弹性特性测验装置；为了适应不同长度规格的皮带，本发明创造性地提出了自动变距式皮带张紧机构和测试承载机构，通过可以自由滑动的滑动式端块来自适应地匹配不同的皮带，并且无论滑动式端块的位置如何，都不会对拉力反馈组件产生的拉力产生影响；至于不同类型的皮带（比如v形和齿带），可以通过更换主动带轮和从动带轮的方式来适配。

2、既然皮带的长度规格不同会引起滑动式端块的张紧位置不相同，且拉长量又是通过滑动式端块的偏移位置确定的，在此情况下，最难解决的问题实际是如何标定滑动式端块的初始位置，以及如何量化拉力反馈组件产生的推力，为了解决这一问题，本发明创造性地提出了定值预载式拉力反馈机构和不定位自适应拉力施加机构，通过两级伸缩的方式，一方面能够在拉力反馈组件的推力达到一定值时触发预载式滑动导向组件的滑动，并且标定测试的基础位置，另一方面还能通过预载弹簧的压缩量将拉力生成组件产生的推力量化并反馈。

3、不仅如此，在本测试装置中，即使没有设置负载，依然能够实现“皮带所承受的拉力随着转速的增大而增大”的技术效果。

4、本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种电机用橡胶圈的弹性特性测验装置，包括定值预载式拉力反馈机构、自动变距式皮带张紧机构、不定位自适应拉力施加机构、测试承载机构和侧面机架组件，所述定值预载式拉力反馈机构设于自动变距式皮带张紧机构上，定值预载式拉力反馈机构不仅能够在不用考虑皮带长度规格的情况下，通过预载值来标定张紧状态的初始位置；还能够通过位置补偿的方式，将当前的拉力值量化并反馈出来，所述不定位自适应拉力施加机构设于自动变距式皮带张紧机构上，不定位自适应拉力施加机构能够在驱动测试承载机构运转的同时，产生使自身伸长的趋势，进而改变传动皮带承受的拉力；通过自动变距式皮带张紧机构和测试承载机构，能够改变传动皮带的张紧程度，并且在拉力作用小改变传动皮带的总长度，所述测试承载机构设于自动变距式皮带张紧机构上，所述自动变距式皮带张紧机构设于侧面机架组件上。

5、进一步地，所述定值预载式拉力反馈机构包括预载式滑动导向组件和拉力反馈组件，所述预载式滑动导向组件设于自动变距式皮带张紧机构上，所述拉力反馈组件设于预载式滑动导向组件的侧面。

6、作为优选地，所述预载式滑动导向组件包括预载滑动导向座、预载滑台和预载弹簧，所述预载滑动导向座固接于自动变距式皮带张紧机构上，所述预载滑动导向座上对称设有预载滑孔，所述预载滑台上对称设有滑台导向杆，所述滑台导向杆卡合滑动设于预载滑孔中，所述预载弹簧位于预载滑动导向座和预载滑台之间，所述预载弹簧和滑台导向杆呈同轴布置，预载弹簧存在一定的预压缩量，并且对应一定的预载值，当拉力超过这个预载值时，预载滑台和滑动式端块之间才会发生相对滑移。

7、作为本发明的进一步优选，所述拉力反馈组件包括短栅尺、短编码器和短读数头支架，所述短栅尺设于自动变距式皮带张紧机构上，所述短读数头支架固接于预载滑台的侧面，所述短编码器设于短读数头支架上，所述短栅尺和短编码器之间存在间隙，通过短编码器和短栅尺之间的相对位置，能够量化预载滑台的偏移量，并且将这个偏移量及其对应的拉力值反馈并存储在控制装置中。

8、进一步地，所述自动变距式皮带张紧机构包括主滑动导向组件和长度反馈组件，所述长度反馈组件设于主滑动导向组件上，所述主滑动导向组件包括主体导杆、固定式端块、滑动式端块和支撑轴承，所述固定式端块固接于主体导杆的一端，所述滑动式端块卡合滑动设于主体导杆上，所述支撑轴承卡合设于固定式端块和滑动式端块中，固定式端块和滑动式端块之间的相对位置可以发生改变，一方面能够适应不同长队规格的传动皮带，另一方面能够通过长度变化补偿传动皮带受拉时的自身形变，在产生拉长之后，依然能够保持拉力的大小不随之发生变化。

9、作为优选地，所述长度反馈组件包括u形栅尺支架、长栅尺、长编码器和长读数头支架，所述u形栅尺支架固接于主体导杆上，所述长栅尺设于u形栅尺支架上，所述长读数头支架固接于滑动式端块上，所述长编码器设于长读数头支架上，所述长编码器和长栅尺之间存在间隙，通过长度反馈组件能够读取滑动式端块的滑移量，通过实时位置与初始位置的对比，能够得知传动皮带的拉长量，进而反馈出传动皮带长时间和短时间的抗拉能力。

10、进一步地，所述不定位自适应拉力施加机构包括驱动组件和拉力生成组件，所述驱动组件设于固定式端块上，所述拉力生成组件设于预载滑台上；所述驱动组件包括电机支架、双轴驱动电机和主动锥齿轮，所述电机支架固接于固定式端块上，所述双轴驱动电机卡合设于电机支架中，所述主动锥齿轮卡合设于双轴驱动电机的输出轴上，双轴驱动电机能够同时驱动拉力生成组件和测试承载机构，一方面能够做到皮带转速和拉力大小的相互匹配，另一方面还能简化结构、降低成本和能量损失。

11、作为优选地，所述拉力生成组件不包括主动长轴、螺旋绞龙和圆柱形储液筒，所述主动长轴与双轴驱动电机的输出轴连接，所述螺旋绞龙设于主动长轴的末端，所述圆柱形储液筒上设有储液筒安装座，所述圆柱形储液筒通过储液筒安装座固接于预载滑台上，所述主动长轴卡合滑动设于圆柱形储液筒中，所述螺旋绞龙位于圆柱形储液筒中，当双轴驱动电机工作时，螺旋绞龙在液体中的旋转回推动液体，从而施加给圆柱形储液筒一个能够使主动长轴和圆柱形储液筒分离的推力，这个推力与双轴驱动电机的转速正相关，并且能够通过预载滑台传递到滑动式端块上，使得作用在传动皮带上的拉力不会随着滑动式端块的滑动位置而发生变化。

12、进一步地，所述测试承载机构包括主动带轮组件和从动带轮组件，所述主动带轮组件转动设于自动变距式皮带张紧机构上，所述从动带轮组件转动设于自动变距式皮带张紧机构上；所述主动带轮组件包括主动轴、从动锥齿轮和主动带轮，所述主动轴卡合设于固定式端块上的支撑轴承中，所述从动锥齿轮卡合设于主动轴上，所述从动锥齿轮和主动带轮啮合连接，所述主动带轮卡合设于主动轴上。

13、作为优选地，所述从动带轮组件包括从动轴、从动带轮和传动皮带，所述从动轴卡合设于滑动式端块上的支撑轴承中，所述从动带轮卡合设于从动轴上，所述传动皮带滚动设于主动带轮和从动带轮上，主动带轮和从动带轮之间距离的变化，能够改变传动皮带的张紧程度，从而适应不同长度规格的传动皮带。

14、进一步地，所述侧面机架组件包括固定式双悬臂支架、主体机架和控制装置，所述固定式双悬臂支架卡合设于主体导杆上，所述固定式双悬臂支架和主体导杆固接，所述固定式双悬臂支架设于主体机架上，所述控制装置设于固定式双悬臂支架上，通过控制装置能够对短编码器和长编码器的数据进行分析统计，进而得出拉力和长度的变化关系。

15、采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

16、（1）定值预载式拉力反馈机构不仅能够在不用考虑皮带长度规格的情况下，通过预载值来标定张紧状态的初始位置；还能够通过位置补偿的方式，将当前的拉力值量化并反馈出来；

17、（2）不定位自适应拉力施加机构能够在驱动测试承载机构运转的同时，产生使自身伸长的趋势，进而改变传动皮带承受的拉力；

18、（3）通过自动变距式皮带张紧机构和测试承载机构，能够改变传动皮带的张紧程度，并且在拉力作用小改变传动皮带的总长度；

19、（4）预载弹簧存在一定的预压缩量，并且对应一定的预载值，当拉力超过这个预载值时，预载滑台和滑动式端块之间才会发生相对滑移；

20、（5）通过短编码器和短栅尺之间的相对位置，能够量化预载滑台的偏移量，并且将这个偏移量及其对应的拉力值反馈并存储在控制装置中；

21、（6）固定式端块和滑动式端块之间的相对位置可以发生改变，一方面能够适应不同长队规格的传动皮带，另一方面能够通过长度变化补偿传动皮带受拉时的自身形变，在产生拉长之后，依然能够保持拉力的大小不随之发生变化；

22、（7）通过长度反馈组件能够读取滑动式端块的滑移量，通过实时位置与初始位置的对比，能够得知传动皮带的拉长量，进而反馈出传动皮带长时间和短时间的抗拉能力；

23、（8）双轴驱动电机能够同时驱动拉力生成组件和测试承载机构，一方面能够做到皮带转速和拉力大小的相互匹配，另一方面还能简化结构、降低成本和能量损失；

24、（9）当双轴驱动电机工作时，螺旋绞龙在液体中的旋转回推动液体，从而施加给圆柱形储液筒一个能够使主动长轴和圆柱形储液筒分离的推力，这个推力与双轴驱动电机的转速正相关，并且能够通过预载滑台传递到滑动式端块上，使得作用在传动皮带上的拉力不会随着滑动式端块的滑动位置而发生变化；

25、（10）主动带轮和从动带轮之间距离的变化，能够改变传动皮带的张紧程度，从而适应不同长度规格的传动皮带；

26、（11）通过控制装置能够对短编码器和长编码器的数据进行分析统计，进而得出拉力和长度的变化关系。