专利名称:一种凸轮机械激发机构的制作方法
一、 本实用新型属于试验机技术领域：
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二、 国内外现有技术情况及资料索引现今，变形阻力试验机(凸轮形变机)的机械激发机构大致归纳有曲柄连杆式(以参考资料(1)中美国J·E·Hockett为代表)，缺口滚子式(以参考资料(2)中日本CP系列为代表)，北京钢铁学院研制的螺旋凸轮式及本实用新型几种。
曲柄连杆式由于其马氏间隙机构轴与曲柄轴采用齿轮连接。所以滑块的平动惯性力与曲柄和马氏轴的旋转惯性力在曲柄轴处相互叠加，在高转速下形成很大的惯性力。这个惯性力作用于激发机构的整个传动构件。它既影响马氏机构的第二次准确定位，又有使机构部件产生破坏的危害。因此，凸轮轴转速和应变率都限制在较低的范围。
缺口滚子式由于激发后是靠施加于滚子轴上的摩擦阻力来迫使滚子缺口回到向下的原始位置。虽然最高也能使用到600转／分，但在凸轮轴各种转速下，特别是在高转速下，依据施加的摩擦力不可能准确地控制滚子轴的惯性旋转。所以试样受到“连击”是不可避免的。这就破坏了试样一次变形后的真实形态。
螺旋凸轮式由于采用螺旋转动，且激发时刻是手动控制。所以也只能在凸轮轴300转／分以下可靠地工作。
三、本实用新型的目的本实用新型在于把变形阻力试验机能量贮存系统(动力源)的扭矩传递给柱塞以压缩试样。同时可靠地保证凸轮轴在600转／分以下时试样只受到一次压缩(行业术语称为“一次打击”否则称“连击”)。本实用新型还可以解决在持续旋转的机械结构中，随意获得一次性直线加载的运动。
四、本实用新型的内容及工作原理激发机构的原理图如附图1，图示的机构处于原始未激发状态。机构的结构和运动过程为
转盘(12)通过齿轮④与⑦与凸轮轴②连接 与转盘同轴装有定位盘(15)与滑盘(13)。机座上安装着与转盘轴平行且相对于机座平面等高的马氏间歇机构轴⑩。具有两个互成90°滑槽的马氏叉(11)和制动器(16)及盘形凸轮(20)均固定在轴⑩上。机座上装有定位销(14)，能使马氏叉准确地处于待激发的原始位置。
穿在支架(22)——与(30)上的滑块(24)其左端导杆与摆杆(21)铰接。右端导杆装有压缩弹簧(31)和弹簧压盖(32)。弹簧力使摆杆上的(18)紧压在盘形凸轮(20)的外轮廓上。摆杆另一端以铰链安装在机座上。在摆杆中部装有滚子(18)和防弹钩(17)。
能量贮存系统输出轴与刚性联轴器(27)连接把转动和扭矩传递给凸轮轴②。轴②达到试验转台后，闭合电控箱上的自动激发钮子开关，由电气——机械同步操纵系统发出的光电脉冲信号使继电控制线路闭合。装在机座上的电磁铁③吸合。通过杠杆拨叉和滑盘(13)将拨销⑧从转盘(11)中推出。拨销转到工作位置进入马氏叉(10)的第一个滑槽，并带动其旋转。由于马氏间歇机构特有的运动规律，轴⑩精确地旋转90°后停止。盘形凸轮(20)的椭形短径转至水平位置。由弹簧(31)的作用，滑块(24)向右被送进到工作位置。同一时刻防弹钩(17)在小弹簧(19)的拉力下紧紧地钩住盘形凸轮(20)台肩上的豁口，使滑块(24)与支架(30)碰撞后不致回弹。这时装在滑块中两端为方形结构的心轴(25)上的滚子垫块(26)即进入到凸轮轴②与柱塞(28)下端的滚轮之间。并填满其空间，三者的轴线处于同一平面内。凸轮块①到达后，强大的能量迫使滚子垫块(26)与柱塞(28)在凸轮形线的驱使下向上运动。处于柱塞上端压端间的试样以吻合于凸轮形线的速度被压缩。凸轮轴转一周后拨销第二次进入马氏叉的第二个滑槽。盘形凸轮长径转至水平位置。弹簧(31)被压缩，滑块以极快的速度返回原始位置。为了缓冲滑块高速送进和返回时与支架(30)、(22)的撞击，在支架端面装有硬质橡胶垫圈(29)与(23)。为了防止拨销被推出时有可能直接打在马氏叉上。在机座上安装有安全档板⑨，激发前可手动将其转至上方遮住马氏滑槽。
轴⑩在使滑块送进和返回的两次90°旋转中，要求所转角度和停止位置相当准确，以免发生构件间相互干涉引起破坏性撞击。这两次定位分别由马氏叉(11)的凸园部份与拨盘(12)的大半月形台肩及制动器(16)与定位盘(15)来实现。
在机构中把拨销⑧与加荷凸轮①设置在附图1所示的反向同步位置上。这样，当拨销进入马氏滑槽带动轴⑩旋转，使滑块(24)处在送进或返回动作的过程中，加荷凸轮①已由第一象限进入第四象限。当凸轮转至第三象限时，滑块已完成其运动，处于原始位置。这就保证了滑块(24)的运动过程与加荷凸轮①的瞬间位置在空间上错开，而不会发生“干涉”。
值得提出的是，必须选择适当而准确的激发时刻。使电磁铁③吸合后，拨销⑧在第四和第一象限内被完全推出，以便顺利进入马氏滑槽。附图1中示出，激发时刻是由固定在凸轮轴②上的光电信号码盘来控制的。当码盘⑥的透光长孔通过光源⑤与相对装在码盘另一侧的光电管之间时，光线透过长孔直射到光电管上，光电管被激励。继电线路闭合，电磁铁③吸合，拨销被推出。电磁铁在稳定的工作条件下其吸合过程所需时间为一相对不变的数值。通过调试，将码盘上的透光长孔开在相应的几组固定位置上，可以给出凸轮轴②由2转／分～600转／分的各种转速下准确的激发时刻。
盘形激发控制凸轮(20)的椭形线参数方程可表示为
设滚子(18)的位移为S，其与盘形凸轮(20)的接触点为Q。则S＝x2+y2]]>－OQ＝a2cos2ω t+b2sin2]]>ωt－a因为摆杆(21)处的结构尺寸为ABAC＝21，所以A点的位移即滑块的位移为SA＝2＝a2cos2ω t+b2sin2]]>ωt－a五、本实用新型与现有技术相比，具有以下明显的优点(1) 由于利用了摆杆上的滚子与盘形凸轮靠弹簧力接触的方式，使滑块的平动惯性力与马氏轴的转动惯性力不致相互叠加。大大改善了激发机构传动部份的受力状态。使凸轮轴转速提高到600转／分以下的转速范围内(包括600转／分)，仍能确保马氏机构的准确定位和整个激发机构安全可靠地完成使试样只受到“一次打击”不被“连击”。
(2) 马氏叉上有一定位园弧，与马氏叉同轴安装的制动器有一定位园弧，这样有利于马氏叉的限位和回复原始位置。
(3) 在摆杆上安装了防弹钩，防止了滑块送进时与前支架碰撞后发生回弹。确保了滚子垫块即时停止在工作位置。
(4) 送进弹簧可通过压盖来调整弹簧力，以适应各种转速下的送进速度。
六、参考资料(1) J·E·Hockett“Compression Testing at Constant True Strain Rates”PROCEEDI－NGS AMERIGAN SOCIETY for TESTING MATERIALS VOL 59 1959。
(2) 日本东京试验机制作所“CP－35凸轮塑性计说明书”(本资料现存武汉钢铁公司钢铁研究所)。
(3) “金属塑性变形阻力的试验研究”北京钢铁学院科学研究论文集1979年第二集(总4集)。
(4) “相对变形50％恒应变率达到2.8×102秒－1的变形阻力试验机激发机构的研究报告”机械工业部长春试验机研究所CJS－65变形阻力试验机研究报告之三。(本资料现存长春试验机研究所)。
权利要求
1.一种包括马氏叉机构的凸轮式机械激发机构，其特征在于该机构中含有活动摆杆(21)，其一端固定在机座上，另一端与穿在支架上的滑块导杆左端铰接，在摆杆的中部装有滚子(18)，在滑块导杆右端装有一压缩弹簧(31)和弹簧压盖(32)，与马氏叉同轴装有一盘形凸轮，靠弹簧力的作用，滚子压在盘形凸轮(20)上。
2.一种如权利1所述的激发机构，其特征在于与马氏叉同轴安装的盘形凸轮有一带豁口的台肩，与滚子同轴装有一防转弹钩，在摆杆中部装有一小弹簧(19)，其一端挂在防弹钩上。
3.一种如权利2所述的激发机构，其特征在于滑块两支架里侧装有用以缓冲的硬质橡胶垫圈(29)(23)。
4.一种如权利3所述的激发机构，其特征在于在马氏叉(11)轴上装有制动器(16)，并与转盘同轴装有定位盘(15)。
5.一种如权利4所述的激发机构，其特征在于在马氏叉下部机座上装有一安全档板⑨。
专利摘要
凸轮机械激发机构，是利用凸轮和摆杆的结构型式，把马氏机构的间歇旋转转变为滑块的直线运动。凸轮和摆杆由弹簧的拉力来接触，并设有缓冲、制动和安全装置。其主要特点是旋转惯性力与平动惯性力不相互叠加。从而能实现高速下的准确定位、间歇运动和制动。本实用新型作为变形阻力试验机的激发机构，在凸轮轴600转/分的条件下，能安全可靠地确保“一次打击”的实现，并可解决在旋转机构中，随意获得一次性直线加载的运动。
文档编号G01N3/34GK85202307SQ85202307
公开日1986年5月28日 申请日期1985年6月13日
发明者倪镇欧, 刘振森, 金贤哲, 张兴文, 李岵山 申请人:机械工业部长春试验机研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan