擺錘組件及具有其的擺錘衝擊試驗裝置的製作方法

2023-05-10 17:20:46 2

專利名稱：擺錘組件及具有其的擺錘衝擊試驗裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及擺錘衝擊試驗裝置領域，具體而言，涉及一種擺錘組件及具有其的擺錘衝擊試驗裝置。
背景技術：
土方工程機械在施工過程中經常可能出現被巖石、碎片或其他物體衝擊的問題，而構件的韌性在承受高速衝擊載荷作用時可能明顯低於靜載作用的情況，因此有必要對其進行動態試驗驗證，動態試驗是模擬實際衝擊能量對材料或構件進行撞擊，驗證其韌性是否合格。目前現有的實驗裝置大致有兩種，分別為針對材料抗衝擊性能的擺錘衝擊試驗機和商用車衝擊試驗平臺，前者其安裝空間、衝擊能量參數均只能針對特定的材料試件完成衝擊試驗；而後者的衝擊能量又過大，兩者均無法滿足工程機械駕駛室等結構件的抗衝擊性能實驗。圖1所示的是商用汽車抗擺錘衝擊試驗裝置，它主要包括起升機構1、門架裝置2、提升臂3、升降橫梁4、擺錘臂5、脫鉤裝置6、擺錘7。在測試開始時，提升臂3與擺錘臂5、擺錘7通過脫鉤裝置6連接成一體，起升機構I啟動，提升臂3與擺錘臂5、將擺錘7 —並提升至一定的高度，然後脫鉤裝置6中氣缸動作壓頭帶動定杆，連杆，承力鉤向下運動，使之度過死點位置，從而實現脫鉤，脫鉤以後擺錘7和擺錘臂5落下，完成擺錘7打擊試驗件(如駕駛室)動作。但脫鉤裝置6與提升臂3 仍被起升機構I拉起掛在高處。試驗完成才由起升機構I將提升臂3及脫鉤裝置6放下。由於現有商用汽車抗衝擊試驗擺錘為面接觸衝擊且衝擊能量過大，無法真實模擬實際工況中工程機械駕駛室落物衝擊狀況，故不適用於工程機械駕駛室的抗衝擊性能試驗，而且該擺錘衝擊實驗裝置結構複雜，每步動作均由一套專用機構完成，造成成本較高。另外，起升機構I作用在提升臂3的端部，為了兼顧擺錘臂的迴轉半徑故門架在縱向方向佔用空間較大。再者此提升臂由起升鋼絲繩提升完成角度偏擺，由於鋼絲繩彈性的存在和卷揚電機制動的延遲，導致提升臂的擺角控制難以做到精準。

發明內容
本發明旨在提供一種結構緊湊、佔用空間小、控制方便而又精準的擺錘組件及具有其的擺錘衝擊試驗裝置，以解決現有擺錘衝擊試驗裝置需要兼顧擺錘臂的迴轉半徑而造成門架在縱向方向上佔用空間較大的問題。本發明提供了一種擺錘組件，包括固定支座和擺錘柄，擺錘柄與固定支座轉動連接，擺錘柄上設置有擺錘，擺錘組件還包括驅動擺錘柄擺動的液壓油缸組件和設置在液壓油缸組件和擺錘柄之間的離合器，離合器具有使液壓油缸組件推動擺錘柄並提升擺錘的接合位置和使擺錘柄自由擺動而使擺錘衝擊試驗件的分離位置。進一步地，固定支座上設置有轉動主軸，轉動主軸與固定支座轉動連接，擺錘柄固定地設置在轉動主軸上。進一步地，液壓油缸組件包括液壓油缸和可轉動地設置在轉動主軸上的連接件，連接件與液壓油缸的活塞杆樞轉連接；離合器接合以使連接件相對轉動主軸周向固定，離合器分離以使連接件與轉動主軸可相對轉動。進一步地，離合器為電磁離合器，包括周向固定在轉動主軸上的磁軛端和可轉動地設置在轉動主軸上的銜鐵端，銜鐵端與連接件固定連接。進一步地，銜鐵端和連接件通過軸承可轉動設置在轉動主軸上。進一步地，轉動主軸與固定支座之間還設置有測量轉動主軸轉動角度的角度傳感器。進一步地，擺錘柄上設置有多個不 同高度的擺錘安裝部，擺錘可選擇地固定設置在任一擺錘安裝部上。進一步地，擺錘安裝部包括沿擺錘柄軸向延伸的鍵槽以及設置在鍵槽上方和下方的止動槽，止動槽中固定設置止動件。進一步地，擺錘與實驗件接觸的衝擊面呈球面或者平面。進一步地，擺錘的側面設置有固定安全繩的吊環。本發明還提供了一種擺錘衝擊試驗裝置，包括門架，和前述的擺錘組件，擺錘組件的固定支座與門架的橫梁固定連接。根據本發明的擺錘組件及具有其的擺錘衝擊試驗裝置，通過採用液壓油缸組件和離合器配合來推動擺錘柄，從而使擺錘組件結構更緊湊，所需偏擺角度控制更為精準，有效解決現有技術中因兼顧擺錘臂的迴轉半徑而門架在縱向方向佔用空間較大的問題。另外，採用離合器控制液壓油缸組件與擺錘柄的結合與分離，簡單可靠，控制方便，有效地降低了整個結構的複雜程度。


構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:圖1是現有技術中的擺錘衝擊試驗裝置的結構示意圖；圖2是根據本發明的擺錘組件的立體結構示意圖；圖3是根據本發明的擺錘組件的主視結構示意圖；圖4是根據本發明的擺錘衝擊試驗裝置的主視結構示意圖；以及圖5是根據本發明的擺錘衝擊試驗裝置的側視結構示意圖。附圖標記說明10固定支座 11轉動主軸12軸承20擺錘柄21擺錘22擺錘安裝部23止動件21a吊環22a鍵槽22b止動槽30壓油缸組件31液壓油缸32連接件 40離合器
41磁軛端 42銜鐵端50角度傳感器60門架
具體實施例方式下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。如圖2和圖3所示，根據本發明的擺錘組件，包括固定支座10和擺錘柄20，擺錘柄20與固定支座10轉動連接，即擺錘柄20可轉動地設置在固定支座10，也即擺錘柄20相對固定支座10能夠轉動。擺錘柄20上設置有擺錘21，擺錘組件還包括驅動擺錘柄20擺動的液壓油缸組件30和設置在液壓油缸組件30和擺錘柄20之間的離合器40，離合器40具有使液壓油缸組件30推動擺錘柄20並提升擺錘21的接合位置和使擺錘柄20自由擺動而使擺錘21衝擊試驗件的分離位置。本發明通過採用液壓油缸組件30和離合器40配合來推動擺錘柄20，從而使擺錘組件結構更緊湊，有效解決現有技術中因兼顧擺錘臂的迴轉半徑而門架在縱向方向佔用空間較大的問題。另外，採用離合器40控制液壓油缸組件30與擺錘柄20的結合與分離，簡單可靠，控制方便，有效地降低了整個結構的複雜程度。具體地，如圖2和圖3所示，固定支座10上可轉動地設置有轉動主軸11，轉動主軸11水平延伸，一般地，為了使轉動可靠穩定，可以在轉動主軸11與固定支座10之間設置軸承。轉動主軸11上設置有鍵槽，擺錘柄20通過鍵周向固定在轉動主軸11上，從而使擺錘柄20可轉動地設置在固定支座10上，即擺錘柄20可擺動地設置，當擺錘柄20擺起時，帶動擺錘上升，當擺錘柄20擺下時，擺錘21擺下衝擊試驗件(如車輛駕駛室等)。如圖4和圖5所示，液壓油 缸組件30包括液壓油缸31和與液壓油缸31的活塞杆通過樞轉軸連接的連接件32，連接件32可轉動地設置在轉動主軸11上，即連接件32相對轉動主軸11可以相對轉動。當離合器40接合時，連接件32相對轉動主軸11周向固定。即當離合器40結合時，連接件32、轉動主軸11以及擺錘柄20周向固定形成整體，當液壓油缸31推動連接件32轉動時，連接件32帶動轉動主軸11和擺錘柄20轉動，從而使擺錘21擺起。當擺錘柄20擺動到設定的角度或者擺錘21擺動到設定的高度時，離合器40分離，從而使連接件32與轉動主軸11脫離約束，液壓油缸31和連接件32對轉動主軸11不再具有作用力。擺錘21和擺錘柄20在自身重力的作用下擺下，完成對試驗件的衝擊，轉動主軸11相對連接件32轉動。優選地，離合器40為電磁離合器，包括周向固定在轉動主軸11上的磁軛端41和可轉動地設置在轉動主軸11上的銜鐵端42，銜鐵端42與連接件32固定連接。較為方便地，磁軛端41通過鍵與轉動主軸11周向固定，銜鐵端42和連接件32通過軸承12可轉動設置在轉動主軸11上，當電磁離合器的磁軛端41與銜鐵端42吸合時，連接件32、磁軛端41、銜鐵端42以及轉動主軸11周向固定，即連接件32與轉動主軸11連接成整體，在此時，液壓油缸31推動連接件32從而使擺錘21擺起。當磁軛端41與銜鐵端42分離時，連接件32與轉動主軸11脫離磁軛端41和銜鐵端42的約束，連接件32與轉動主軸11能夠相對轉動。優選地，如圖2至4所示，轉動主軸11與固定支座10之間還設置有角度傳感器50，角度傳感器50測量轉動主軸11相對固定支座10的轉動角度，也即擺錘柄20擺動的角度，從而計算衝擊能量。如圖3所示，擺錘柄20上設置有多個不同高度的擺錘安裝部22，擺錘21可選擇地固定設置在任一擺錘安裝部22上，從而改變擺錘21的迴轉半徑，以此適應不同試驗件衝擊高度的要求。擺錘安裝部22包括沿擺錘柄20軸向延伸的鍵槽22a以及設置在鍵槽22a上方和下方的止動槽22b，止動槽22b中固定設置止動件23，防止擺錘21在擺錘柄20上攢動。鍵槽22a中設置有鍵，防止擺錘21相對擺錘柄20轉動，保證擺錘21的衝擊面對準試驗件。一般地，當試驗件為工程車輛時，為了模擬巖石滾落撞擊，擺錘21的衝擊面一般呈球面狀。當試驗件為普通車輛時，為了模擬正面撞擊，擺錘21 —般呈平面狀。為了保證安全，擺錘21的側面設置有固定安全繩的吊環21a，通過設置一定長度的安全鋼絲繩與門架60連接，防止擺錘21發生意外脫離時飛出，提高實驗的安全性。如圖4和圖5所示，本發明還提供了一種擺錘衝擊試驗裝置，包括門架60和前述的擺錘組件，擺錘組件的固定支座10與門架60的橫梁固定連接。如圖5所示，液壓油缸31缸體端也固定在門架上或者其他固定結構上。當衝擊試驗開始時，電磁離合器的銜鐵端42帶動連接件32與磁軛端41吸合，使得連接件32與離合器40、擺錘柄20連成整體，此時啟動液壓油缸31，液壓油缸31活塞杆伸長帶連接件32，連接件32在離合器40的連接下帶動轉動主軸11轉動，從而實現擺錘21的起升控制，角度傳感器50顯示達到預定高度後，再讓離合器40失電，使得電磁離合器的銜鐵端42與磁軛端41分離，擺錘21在自身重力作用下帶動轉動主軸11旋轉，完成對試驗件的衝擊，角度傳感器50記錄衝擊前後擺錘21的最大偏轉角以計算試驗件所吸收的能量。衝擊結束後，回縮液壓油缸31並帶動連接件32和離合器銜鐵端42復位。本發明的擺錘衝擊試驗裝置通過採用離合器40和液壓油缸組件30控制擺錘21的擺起和落下，離合器40和液壓油缸組件30均作用在轉動主軸11上，使擺錘組件的結構更緊湊，有效地減小了門架的佔地空間。而且液壓油缸31和離合器40的控制都較為簡單，相比現有技術複雜的分離機構，能夠有效地降低擺錘衝擊試驗裝置的複雜程度，相應地，也提高了整個裝置的可靠性。從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果:根據本發明的擺錘組件及具有其的擺錘衝擊試驗裝置，通過採用液壓油缸組件30和離合器40配合來推動擺錘柄20，從而使擺錘組件結構更緊湊，有效解決現有技術中因兼顧擺錘臂的迴轉半徑而門架在縱向方向佔用空間較大的問題。另外，採用離合器40控制液壓油缸組件30與擺錘柄20的結合與分離，簡單可靠，控制方便，有效地降低了整個結構的複雜程度。以上 所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種擺錘組件,包括固定支座(10)和擺錘柄(20)，所述擺錘柄(20)與所述固定支座(10)轉動連接，所述擺錘柄(20)上設置有擺錘(21 )，其特徵在於， 所述擺錘組件還包括驅動所述擺錘柄(20)擺動的液壓油缸組件(30)和設置在所述液壓油缸組件(30 )和所述擺錘柄(20 )之間的離合器(40 )，所述離合器(40 )具有使所述液壓油缸組件(30)推動所述擺錘柄(20)並提升擺錘(21)的接合位置和使所述擺錘柄(20)自由擺動而使擺錘(21)衝擊試驗件的分離位置。
2.根據權利要求1所述的擺錘組件，其特徵在於， 所述固定支座(10)上設置有轉動主軸(11 )，所述轉動主軸(11)與所述固定支座(10)轉動連接，所述擺錘柄(20 )固定地設置在所述轉動主軸(11)上。
3.根據權利要求2所述的擺錘組件，其特徵在於， 所述液壓油缸組件(30 )包括液壓油缸(31)和可轉動地設置在所述轉動主軸(11)上的連接件(32)，所述連接件(32)與所述液壓油缸(31)的活塞杆樞轉連接； 所述離合 器(40 )接合以使所述連接件(32 )相對所述轉動主軸(11)周向固定，所述離合器(40)分離以使所述連接件(32)與所述轉動主軸(11)可相對轉動。
4.根據權利要求3所述的擺錘組件，其特徵在於， 所述離合器(40)為電磁離合器，包括周向固定在所述轉動主軸(11)上的磁軛端(41)和可轉動地設置在所述轉動主軸(11)上的銜鐵端(42)，所述銜鐵端(42)與所述連接件(32)固定連接。
5.根據權利要求4所述的擺錘組件，其特徵在於， 所述銜鐵端(42)和所述連接件(32)通過軸承(12)可轉動設置在所述轉動主軸(11)上。
6.根據權利要求2所述的擺錘組件，其特徵在於， 所述轉動主軸(11)與所述固定支座(10)之間還設置有測量所述轉動主軸(11)轉動角度的角度傳感器(50)。
7.根據權利要求1所述的擺錘組件，其特徵在於， 所述擺錘柄(20)上設置有多個不同高度的擺錘安裝部(22)，所述擺錘(21)可選擇地固定設置在任一所述擺錘安裝部(22)上。
8.根據權利要求7所述的擺錘組件，其特徵在於， 所述擺錘安裝部(22)包括沿所述擺錘柄(20)軸向延伸的鍵槽(22a)以及設置在所述鍵槽(22a)上方和下方的止動槽(22b)，所述止動槽(22b)中固定設置止動件(23)。
9.根據權利要求1所述的擺錘組件，其特徵在於， 所述擺錘(21)與實驗件接觸的衝擊面呈球面或者平面。
10.根據權利要求9所述的擺錘組件，其特徵在於， 所述擺錘(21)的側面設置有固定安全繩的吊環(21a)。
11.一種擺錘衝擊試驗裝置，包括門架(60)，其特徵在於，還包括權利要求1至10中任一項所述的擺錘組件，所述擺錘組件的固定支座(10)與所述門架(60)的橫梁固定連接。
全文摘要
本發明提供了一種擺錘組件及具有其的擺錘衝擊試驗裝置。根據本發明的擺錘組件，包括固定支座和擺錘柄，擺錘柄與固定支座轉動連接，擺錘柄上設置有擺錘，擺錘組件還包括驅動擺錘柄擺動的液壓油缸組件和設置在液壓油缸組件和擺錘柄之間的離合器，離合器具有使液壓油缸組件推動擺錘柄並提升擺錘的接合位置和使擺錘柄自由擺動而使擺錘衝擊試驗件的分離位置。本發明通過採用液壓油缸組件和離合器配合來推動擺錘柄，從而使擺錘組件結構更緊湊，能夠有效地減小門架縱向佔用空間。另外，採用離合器控制液壓油缸組件與擺錘柄的結合與分離，簡單可靠，控制方便、精準，有效地降低了整個結構的複雜程度。
文檔編號G01N3/30GK103234807SQ201310098969
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月26日 優先權日2013年3月26日
發明者謝唯豔, 孫國香, 付順強, 張保山, 孫澤海 申請人:中聯重科股份有限公司