一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置的制作方法

1.本发明涉及汽车零部件制造技术领域，具体为一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置。


背景技术：

2.汽车离合器总成内部包含膜片弹簧，膜片弹簧作为离合器总成的重要组成部件，其疲劳衰减及耐久性能对离合器总成整体质量有着重要影响，因此对离合器总成各部件进行耐久性能参数的快速准确测试成为汽车检测技术研究的热点。
3.当下市场上的许多离合器生产厂家只对其离合器总成进行耐久性能检测，不能全程测试膜片弹簧疲劳衰减及有效判断膜片弹簧碟区断裂，因此，我们提出了一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，具备可以全程测试膜片弹簧疲劳衰减，还能有效判断膜片弹簧碟区的断裂等优点，解决了不能全程测试膜片弹簧疲劳衰减及有效判断膜片弹簧碟区断裂的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述不仅可以全程测试膜片弹簧疲劳衰减，还能有效判断膜片弹簧碟区的断裂的目的，本发明提供如下技术方案：一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，包括框架，所述框架的外表面设置有电控箱，所述框架的内腔设置有上下运动件，所述上下运行件的外表面设置有自动调节机构，所述上下运动件的外表面设置有位移件，所述位移件的顶端设置有台板，所述台板的底端与框架的底端之间固定连接；
8.所述台板的顶端设置有上夹持工装，所述台板的顶端设置有下夹持工装，所述下夹持工装的顶端设置有膜片弹簧，所述膜片弹簧与上夹持工装之间活动连接。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述上下运动件包括主轴电机，所述主轴电机的底端与框架内腔底壁之间固定连接，所述主轴电机的外表面设置有减速机，所述减速机的底端与框架的内腔底壁之间固定连接，所述减速机的输出轴上设置有偏心轴，所述偏心轴上设置有连杆，所述连杆的外表面设置有摆臂支点，所述摆臂支点通过连接轴承固定安装有调节导轨，所述调节导轨的外表面与位移件之间固定连接；
10.所述主轴电机电信号连接有控制器，所述控制器电连接有计算机，所述计算机与位移件之间电信号连接，所述控制器与自动调节机构之间电信号连接。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述位移件包括连接支架，所述连接支架与自动调节机构之间固定连接，所述连接支架的外表面与调节导轨的外表面之间固定连接，所述连接支架的内部设置有负荷传感器，所述连接支架的内部设置有位移传感器，所述负荷传感器、位移传感器均通过a/d卡电信号与计算机连接；
12.所述连接支架的内部设置有拉杆连接柱，所述连接支架的顶端与台板的底端之间固定连接。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述自动调节机构包括调节心轴座，所述调节心轴座的内部设置有心轴，所述调节心轴座的内部设置有直线导轨，所述直线导轨的内部设置有伺服电机，所述伺服电机与控制器之间电信号连接，所述伺服电机的输出轴上设置有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的外表面设置有轴承组，所述滚珠丝杆的外表面设置有丝母组，所述直线导轨、滚珠丝杆以及丝母组设置于连接支杆上。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述控制器通过变频器与主轴电机之间连接，所述控制器的输入端设置有输入模块，所述控制器的输出端设置有输出模块。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述控制器电性连接有直流电源，所述直流电源电性连接有直流滤波模块，所述直流滤波模块电性连接有三相电源；
16.所述三相电源电性连接有功率滤波模块，所述功率滤波模块电性连接有伺服变压器，所述伺服变压器电连接有伺服驱动模块，所述伺服驱动模块与控制器之间电信号连接，所述伺服驱动模块与伺服电机之间信号连接，所述伺服电机内部设置有编码器，所述编码器与伺服驱动模块之间电信号连接。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述下夹持工装包括分离轴承拉杆，所述分离轴承拉杆设置于台板上，所述分离轴承拉杆的顶端设置有下工装，所述下工装的顶端与上夹持工装、膜片弹簧之间均活动连接。
18.作为本发明的一种优选技术方案，所述上夹持工装包括c型立柱，所述c型立柱的内部设置有连接螺栓，所述c型立柱通过连接螺栓固定在台板上；
19.所述c型立柱的顶端内部设置有增压缸，所述增压缸的底端设置有连接座，所述连接座的底端设置有上工装，所述上工装远离连接座的一端与膜片弹簧之间活动连接，所述上工装的内部设置有分离轴承，所述分离轴承与膜片弹簧之间活动连接。
20.作为本发明的一种优选技术方案，所述c型立柱的内部设置有导柱，所述导柱的外表面设置有直线轴承，所述直线轴承的外表面设置于c型立柱上，所述导柱远离直线轴承的一端设置于连接座上。
21.(三)有益效果
22.与现有技术相比，本发明提供了一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，具备以下有益效果：
23.1、该具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，通过负荷传感器自动采集膜片弹簧负荷值，位移传感器采集膜片弹簧指端分离行程，根据设定值修正支点位置提高分离行程精度，负荷传感器、位移传感器配合使用绘出膜片弹簧分离负荷特性曲线，从而方便全程测试膜片弹簧疲劳衰减和有效判断膜片弹簧碟区的断裂。
24.2、该具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，通过把膜片弹簧放置在设置在分离轴承拉杆顶端的下工装上，然后启动固定在c型立柱上的增压缸，此时增压缸的活塞杆带动连接座和上工装下压到膜片弹簧上，并且导柱在直线轴承内滑动，从而确保增压缸的活塞杆直线运动和保证上工装与下工装始终平行，进而方便自动完成膜片弹簧校零点动作。
25.3、该具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，通过启动主轴电机，此时主轴电机通过减速机带动偏心轴转动，偏心轴带动连杆转动，经连杆的传动摆动，调节导轨绕着摆臂支点
上下摆动，然后通过调节导轨和连接支架带动负荷传感器上下运动，经拉杆连接柱和分离轴承拉杆传动到分离轴承上，分离轴承上下运动拉动膜片弹簧的分离，与此同时，启动伺服电机，此时伺服电机的输出轴带动滚珠丝杆进行转动，并且滚珠丝杆和调节心轴座在直线导轨上平移，而通过改变调节导轨与摆臂支点之间的距离，从而实现自动调整拉杆连接柱上下运动，进而方便全程测试膜片弹簧疲劳衰减。
附图说明
26.图1为本发明主视示意图；
27.图2为本发明侧视示意图；
28.图3为本发明自动调节机构示意图；
29.图4为本发明电路流程图；
30.图5为本发明直流滤波模块示意图；
31.图6为本发明功率滤波模块示意图；
32.图7为本发明直流电源示意图。
33.图中：1、框架；2、电控箱；3、主轴电机；4、减速机；5、偏心轴；6、连杆；7、摆臂支点；8、调节导轨；9、连接支架；10、负荷传感器；11、位移传感器；12、拉杆连接柱；13、台板；14、分离轴承拉杆；15、下工装；16、膜片弹簧；17、上工装；18、分离轴承；19、连接座；20、连接螺栓；21、c型立柱；22、增压缸；23、自动调节机构；231、调节心轴座；232、心轴；233、直线导轨；234、伺服电机；235、滚珠丝杆；236、轴承组；237、丝母组；24、导柱；25、直线轴承；26、控制器；27、计算机。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.请参阅图1-7，一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，包括框架1，框架1的外表面设置有电控箱2，框架1的内腔设置有上下运动件，上下运行件的外表面设置有自动调节机构23，上下运动件的外表面设置有位移件，位移件的顶端设置有台板13，台板13的底端与框架1的底端之间固定连接；
37.台板13的顶端设置有上夹持工装，台板13的顶端设置有下夹持工装，下夹持工装的顶端设置有膜片弹簧16，膜片弹簧16与上夹持工装之间活动连接。
38.具体的，上下运动件包括主轴电机3，主轴电机3的底端与框架1内腔底壁之间固定连接，主轴电机3的外表面设置有减速机4，减速机4的底端与框架1的内腔底壁之间固定连接，减速机4的输出轴上设置有偏心轴5，偏心轴5上设置有连杆6，连杆6的外表面设置有摆
臂支点7，摆臂支点7通过连接轴承固定安装有调节导轨8，调节导轨8的外表面与位移件之间固定连接；
39.主轴电机3电信号连接有控制器26，控制器26电连接有计算机27，计算机27与位移件之间电信号连接，控制器26与自动调节机构23之间电信号连接；
40.位移件包括连接支架9，连接支架9与自动调节机构23之间固定连接，连接支架9的外表面与调节导轨8的外表面之间固定连接，连接支架9的内部设置有负荷传感器10，连接支架9的内部设置有位移传感器11，负荷传感器10、位移传感器11均通过a/d卡电信号与计算机27连接；
41.连接支架9的内部设置有拉杆连接柱12，连接支架9的顶端与台板13的底端之间固定连接。
42.本实施方案中，启动主轴电机3，此时主轴电机3通过减速机4带动偏心轴5转动，偏心轴5带动连杆6转动，经连杆6的传动摆动，调节导轨8绕着摆臂支点7上下摆动，然后通过调节导轨8和连接支架9带动负荷传感器10上下运动，从而方便带动负荷传感器10上下运动。
43.具体的，自动调节机构23包括调节心轴座231，调节心轴座231的内部设置有心轴232，调节心轴座231的内部设置有直线导轨233，直线导轨233的内部设置有伺服电机234，伺服电机234与控制器26之间电信号连接，伺服电机234的输出轴上设置有滚珠丝杆235，滚珠丝杆235的外表面设置有轴承组236，滚珠丝杆235的外表面设置有丝母组237，直线导轨233、滚珠丝杆235以及丝母组237设置于连接支杆9上。
44.本实施方案中，通过启动伺服电机234，此时伺服电机234的输出轴带动滚珠丝杆235进行转动，并且滚珠丝杆235在设置于连接支杆9上的丝母组237内部进行转动，而调节心轴座231、心轴232辅助直线导轨233进行平移从而方便实现距离的调整。
45.具体的，控制器26通过变频器与主轴电机3之间连接，控制器26的输入端设置有输入模块，控制器26的输出端设置有输出模块；
46.控制器26电性连接有直流电源，直流电源电性连接有直流滤波模块，直流滤波模块电性连接有三相电源；
47.三相电源电性连接有功率滤波模块，功率滤波模块电性连接有伺服变压器，伺服变压器电连接有伺服驱动模块，伺服驱动模块与控制器26之间电信号连接，伺服驱动模块与伺服电机234之间信号连接，伺服电机234内部设置有编码器，编码器与伺服驱动模块之间电信号连接。
48.本实施方案中，直流电源：直流电源t1变压器输入端u、n端，t1变压器输出端与二极管d1、d2、d3、d4组成的桥电路相连接后输送直流电压；直流电正极与fu1保险及c1电容正极相连接，直流电负极与c1负极相连接；二极管d5、d6、集成块lm317、电容c3、电阻r1、电位计rp1，共同组成直流电源调整回路，通过调节电位计rp1使电路输出端达到稳定的直流24v；滤波电容c2正极连接24v+，负极连接24v
–
，使直流24v更加稳定；
49.直流滤波模块：直流滤波模块为双级串联式低通滤波模块，l1、l2首端为交流220v输入端，l3、l4尾端为滤波完成后交流220v输出端；电容c1连接电感l1、l2的首端，电阻r1、电容c2、电容c3 c串联后并联于l1、l2的尾端，串联电容c3、c4中心点接地，电感l1尾端与电感l3首端相连，电感l2的尾端与电感l4的首端相连，由此构成双极串联式低通滤波器；该滤
波模块可以对电源线中特定50hz频率频点以外的频率有效消除，得到一个固定频率的电源信号，且能够抑制线对地之间的电磁干扰输出平滑直流24v为控制器26、位移传感器11、负荷传感器10提供良好电源供给；
50.功率滤波模块：三项电源输入接口为l1、l2、l3输入端；三相电源经直流滤波模块消除线对线电磁干扰，由l4、l5、l6输出端连接到伺服变压器交流u、v、w三相交流380v输入端；u1、v1、w1为三相220v输出端与伺服驱动模块r、s、t端连接为伺服驱动模块提供交流220v电力电源。
51.具体的，下夹持工装包括分离轴承拉杆14，分离轴承拉杆14设置于台板13上，分离轴承拉杆14的顶端设置有下工装15，下工装15的顶端与上夹持工装、膜片弹簧16之间均活动连接。
52.本实施方案中，通过把膜片弹簧16放置在设置在分离轴承拉杆14顶端的下工装15上，然后利用上夹持工装对膜片弹簧16进行夹持，从而方便对膜片弹簧16进行实验。
53.具体的，上夹持工装包括c型立柱21，c型立柱21的内部设置有连接螺栓20，c型立柱21通过连接螺栓20固定在台板13上；
54.c型立柱21的顶端内部设置有增压缸22，增压缸22的底端设置有连接座19，连接座19的底端设置有上工装17，上工装17远离连接座19的一端与膜片弹簧16之间活动连接，上工装17的内部设置有分离轴承18，分离轴承18与膜片弹簧16之间活动连接；
55.c型立柱21的内部设置有导柱24，导柱24的外表面设置有直线轴承25，直线轴承25的外表面设置于c型立柱21上，导柱24远离直线轴承25的一端设置于连接座19上。
56.本实施方案中，通过启动固定在c型立柱21上的增压缸22，此时增压缸22的活塞杆带动连接座19和上工装17下压到膜片弹簧16上，并且导柱24在直线轴承25内滑动，确保增压缸22的活塞杆直线运动和保证上工装17与下工装15始终平行，从而方便自动完成膜片弹簧16校零点动作，进而方便测试膜片弹簧16疲劳衰减和有效判断膜片弹簧16碟区的断裂。
57.工作原理：在使用时，通过把膜片弹簧16放置在设置在分离轴承拉杆14顶端的下工装15上，然后启动固定在c型立柱21上的增压缸22，此时增压缸22的活塞杆带动连接座19和上工装17下压到膜片弹簧16上，并且导柱24在直线轴承25内滑动，从而确保增压缸22的活塞杆直线运动和保证上工装17与下工装15始终平行，进而方便自动完成膜片弹簧16校零点动作；
58.再通过启动主轴电机3，此时主轴电机3通过减速机4带动偏心轴5转动，偏心轴5带动连杆6转动，经连杆6的传动摆动，调节导轨8绕着摆臂支点7上下摆动，然后通过调节导轨8和连接支架9带动负荷传感器10上下运动，经拉杆连接柱12和分离轴承拉杆14传动到分离轴承18上，分离轴承18上下运动拉动膜片弹簧16的分离，与此同时，启动伺服电机234，此时伺服电机234的输出轴带动滚珠丝杆235进行转动，并且滚珠丝杆235和调节心轴座231在直线导轨233上平移，而通过改变调节导轨8与摆臂支点7之间的距离来实现自动调整拉杆连接柱12上下运动，在此期间，负荷传感器10自动采集膜片弹簧16负荷值，位移传感器11采集膜片弹簧16指端分离行程，根据设定值修正支点位置提高分离行程精度，负荷传感器10、位移传感器11配合使用绘出膜片弹簧16分离负荷特性曲线，从而方便全程测试膜片弹簧16疲劳衰减和有效判断膜片弹簧16碟区的断裂，该装置不仅可以全程测试膜片弹簧16疲劳衰减，还能有效判断膜片弹簧16碟区的断裂。
59.需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
60.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，包括框架(1)，其特征在于：所述框架(1)的外表面设置有电控箱(2)，所述框架(1)的内腔设置有上下运动件，所述上下运行件的外表面设置有自动调节机构(23)，所述上下运动件的外表面设置有位移件，所述位移件的顶端设置有台板(13)，所述台板(13)的底端与框架(1)的底端之间固定连接；所述台板(13)的顶端设置有上夹持工装，所述台板(13)的顶端设置有下夹持工装，所述下夹持工装的顶端设置有膜片弹簧(16)，所述膜片弹簧(16)与上夹持工装之间活动连接。2.根据权利要求1所述的一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，其特征在于：所述上下运动件包括主轴电机(3)，所述主轴电机(3)的底端与框架(1)内腔底壁之间固定连接，所述主轴电机(3)的外表面设置有减速机(4)，所述减速机(4)的底端与框架(1)的内腔底壁之间固定连接，所述减速机(4)的输出轴上设置有偏心轴(5)，所述偏心轴(5)上设置有连杆(6)，所述连杆(6)的外表面设置有摆臂支点(7)，所述摆臂支点(7)通过连接轴承固定安装有调节导轨(8)，所述调节导轨(8)的外表面与位移件之间固定连接；所述主轴电机(3)电信号连接有控制器(26)，所述控制器(26)电连接有计算机(27)，所述计算机(27)与位移件之间电信号连接，所述控制器(26)与自动调节机构(23)之间电信号连接。3.根据权利要求2所述的一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，其特征在于：所述位移件包括连接支架(9)，所述连接支架(9)与自动调节机构(23)之间固定连接，所述连接支架(9)的外表面与调节导轨(8)的外表面之间固定连接，所述连接支架(9)的内部设置有负荷传感器(10)，所述连接支架(9)的内部设置有位移传感器(11)，所述负荷传感器(10)、位移传感器(11)均通过a/d卡电信号与计算机(27)连接；所述连接支架(9)的内部设置有拉杆连接柱(12)，所述连接支架(9)的顶端与台板(13)的底端之间固定连接。4.根据权利要求3所述的一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，其特征在于：所述自动调节机构(23)包括调节心轴座(231)，所述调节心轴座(231)的内部设置有心轴(232)，所述调节心轴座(231)的内部设置有直线导轨(233)，所述直线导轨(233)的内部设置有伺服电机(234)，所述伺服电机(234)与控制器(26)之间电信号连接，所述伺服电机(234)的输出轴上设置有滚珠丝杆(235)，所述滚珠丝杆(235)的外表面设置有轴承组(236)，所述滚珠丝杆(235)的外表面设置有丝母组(237)，所述直线导轨(233)、滚珠丝杆(235)以及丝母组(237)设置于连接支杆(9)上。5.根据权利要求2所述的一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，其特征在于：所述控制器(26)通过变频器与主轴电机(3)之间连接，所述控制器(26)的输入端设置有输入模块，所述控制器(26)的输出端设置有输出模块。6.根据权利要求4所述的一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，其特征在于：所述控制器(26)电性连接有直流电源，所述直流电源电性连接有直流滤波模块，所述直流滤波模块电性连接有三相电源；所述三相电源电性连接有功率滤波模块，所述功率滤波模块电性连接有伺服变压器，所述伺服变压器电连接有伺服驱动模块，所述伺服驱动模块与控制器(26)之间电信号连接，所述伺服驱动模块与伺服电机(234)之间信号连接，所述伺服电机(234)内部设置有编
码器，所述编码器与伺服驱动模块之间电信号连接。7.根据权利要求1所述的一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，其特征在于：所述下夹持工装包括分离轴承拉杆(14)，所述分离轴承拉杆(14)设置于台板(13)上，所述分离轴承拉杆(14)的顶端设置有下工装(15)，所述下工装(15)的顶端与上夹持工装、膜片弹簧(16)之间均活动连接。8.根据权利要求7所述的一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，其特征在于：所述上夹持工装包括c型立柱(21)，所述c型立柱(21)的内部设置有连接螺栓(20)，所述c型立柱(21)通过连接螺栓(20)固定在台板(13)上；所述c型立柱(21)的顶端内部设置有增压缸(22)，所述增压缸(22)的底端设置有连接座(19)，所述连接座(19)的底端设置有上工装(17)，所述上工装(17)远离连接座(19)的一端与膜片弹簧(16)之间活动连接，所述上工装(17)的内部设置有分离轴承(18)，所述分离轴承(18)与膜片弹簧(16)之间活动连接。9.根据权利要求8所述的一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，其特征在于：所述c型立柱(21)的内部设置有导柱(24)，所述导柱(24)的外表面设置有直线轴承(25)，所述直线轴承(25)的外表面设置于c型立柱(21)上，所述导柱(24)远离直线轴承(25)的一端设置于连接座(19)上。

技术总结
本发明涉及汽车零部件制造技术领域，且公开了一种具有膜片卡接的弹簧疲劳试验装置，包括框架，所述框架的外表面设置有电控箱，所述框架的内腔设置有上下运动件，所述上下运行件的外表面设置有自动调节机构，所述上下运动件的外表面设置有位移件，所述位移件的顶端设置有台板，所述台板的底端与框架的底端之间固定连接，所述台板的顶端设置有上夹持工装，所述台板的顶端设置有下夹持工装，所述下夹持工装的顶端设置有膜片弹簧，所述膜片弹簧与上夹持工装之间活动连接，所述上下运动件包括主轴电机，所述主轴电机的底端与框架内腔底壁之间固定连接。本发明不仅可以全程测试膜片弹簧疲劳衰减，还能有效判断膜片弹簧碟区的断裂。还能有效判断膜片弹簧碟区的断裂。还能有效判断膜片弹簧碟区的断裂。


技术研发人员：江汉飞 尹斯亮 江睿航 孙艺菲 张哲彪 张菊萍 王晓羽 李大利 徐睿 姜雨岐 刘彦军
受保护的技术使用者：长春一东离合器股份有限公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/9/23