专利名称：微型汽车转向拉杆总成橡胶零件动态环境试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车零部件试验、检测技术领域，具体涉及一种用于对微型汽车转向拉杆总成橡胶零件进行动态环境试验的装置。
技术背景齿轮侧防尘罩、齿条侧防尘罩等橡胶零部件是微型汽车转向拉杆总成的重要构件，装配在转向拉杆的齿轮一侧和齿条一侧，主要功能是用于防护转向拉杆传动系统抵御道路砂石撞击、泥水喷淋及大气环境腐蚀，保证微型汽车转向功能灵活安全。为确认微型汽车转向杆总成橡胶零部件承受疲劳应力和抵御环境侵蚀能力，就需要对转向拉杆总成橡胶零件进行动态环境试验。
橡胶零件动态环境试验是一项新兴的检测试验技术，其基本原理是在实验室里模拟橡胶零件的工作运动状况和环境条件下进行的加速运动疲劳试验，定性及定量评价橡胶零件的综合质量水平。目前国内涉及汽车转向拉杆总成的试验技术的研究工作，主要针对转向拉杆和球头销等金属零件的可靠性和寿命试验，且是不考虑环境因素的动态试验。例如汽车转向机构高速振动试验装置、转向拉杆及球头销寿命试验台、智能化汽车转向拉杆接头总成试验台和汽车转向拉杆接头总成多功能试验台等动态试验装置的设计和研究。国内关于橡胶零件试验技术的研究报道甚少，而汽车转向拉杆总成的橡胶零件动态环境试验装置的研究尚属空白。基于国内橡胶材料、产品零件的加工工艺以及检测技术较为落后的现状，国内汽车(微型汽车)转向拉杆总成的橡胶零件的质量不稳定，使用寿命很低，特别是齿轮侧防尘罩和齿条侧防尘罩开裂、破脆现象严重，直接影响了汽车的转向性能及安全性能。为了解决这一问题，汽车转向拉杆总成的齿轮侧防尘罩、齿条侧防尘罩、球销防尘罩等橡胶零件必须通过耐候性、常温变形、刚性、温度变形、常温耐久、低温耐久、高温耐久、耐寒性、耐温度变化性、泥水喷淋等项动态环境试验。

发明内容
本实用新型的目的是针对现有试验技术存在的上述不足，提出一种用于对微型汽车转向拉杆总成橡胶零件进行动态环境试验的装置，为橡胶零件动态试验同时提供环境条件(如温度环境、臭氧气氛和泥水喷淋等)和运动形式(包括水平伸缩及空间摆动)，结构设计合理、紧凑，运行平稳可靠，试验操作简便。
为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案如下微型汽车转向拉杆总成橡胶零件动态环境试验装置，由专用环境试验箱、运动试验台架和控制系统三部分构成，运动试验台架安装在试验箱内腔中的台架支撑座上，运动试验台架的传动轴连接电机的动力输出。专用环境试验箱内还安装有电机、臭氧发生器、泥水喷淋装置、加热制冷装置和控制系统，控制系统通过控制线路分别连接电机、臭氧发生器、泥水喷淋装置、加热制冷装置，并通过线路连接控制面板和计算机接口。
根据橡胶零件的实际运动形式，本试验装置的运动试验台架有两套供选择一套是水平收缩运动试验台架，它是通过支撑架安装在试验箱台架支撑座上，支撑架上设置与电机连接的传动轴，轮盘安装在传动轴上，轮盘通过连杆连接滑块，滑块安装于滑块支座上，并设有样品夹持杆A，与滑块的运动方向相对的位置样品夹持杆B，样品夹持杆B固定在支撑架上。
另一套是提供空间摆动运动的试验台架，它是通过支撑架安装在试验箱台架支撑座上，支撑架上设置与电机连接的传动轴，轮盘安装在传动轴上，轮盘又通过连杆连接摇杆，摇杆上设有样品夹持端C，摇杆通过销轴连接样品夹持杆一端，样品夹持杆上有夹持端D，样品夹持杆固定在支撑架上。该台架的连杆为可调结构，由两头的可调连杆和中间的螺杆连接接而成，可调连杆与轮盘通过连接销连接，轮盘在连接处有径向调节槽。
本装置将专用环境试验箱、运动试验台架和控制系统三部分有机地集于一体，同时提供温度环境、臭氧气氛和泥水喷淋等多种环境条件，试验条件设计周全，可用于测试橡胶零件的耐候性、常温变形、刚性、温度变形、常温耐久、低温耐久、高温耐久、耐寒性、耐温度变化性、泥水喷淋等多项指标，提高了检测水平，有利于控制橡胶零件质量；提供水平伸缩和空间摆动两种运动形式，设计了两套可供选择的运动试验台架，结构设计合理、紧凑；并且整个动态环境试验全程由控制系统执行准确控制，运行平稳可靠，试验操作简便。


图1-1是本装置的试验箱体部分的正面结构示意图；图1-2是本装置的试验箱体部分的背面结构示意图；图2是本装置的控制系统的框图图3-1是本装置的水平伸缩运动试验台架的结构示意图；图3-2是本装置的空间摆动运动试验台架的结构示意图；具体实施方式
本装置由专用环境试验箱、运动试验台架和控制系统三部分集成为一体构成。运动试验台架和控制系统都装在专用环境试验箱中。参见图1-1和图1-2，专用环境试验箱的内腔中设有台架支撑座3，用于安装运动试验台架，试验箱的前门上有观察窗2，用于观察试验情况。提供环境条件的臭氧发生器11、泥水喷淋装置10、加热制冷装置13分别安装在试验箱内腔顶部和底部的箱体9上，箱体内还安装电机12，电机12的输出连接运动试验台架的传动轴，为运动试验台架提供动力。箱体内适当位置还设有控制系统8的电路模块。控制系统7通过控制线路分别连接电机12、臭氧发生器11、泥水喷淋装置10和加热制冷装置13，以控制试验温度、臭氧浓度和泥水量，控制系统还通过线路连接箱体9表面的环境控制面板4、运动控制面板5和电源控制面板7，通过对控制面板上的功能键的选择来设置试验条件，控制试验运行。控制系统还设有计算机接口6，也可以通过外接计算机来设置试验条件，控制试验运行。
参见图2，控制系统7的电子控制部分的核心是CPU，CPU工作条件复位rest电路、电源和时钟clock电路。CPU I/O输出端通过7404转换，控制可控硅组件15，驱动电机8工作，因电机为交流电机，故用光藕14隔离。CPU另一路I/O端通过驱动译码LCD显示。CPU另一接口接打印机17打印结果。通过键盘接口接运动控制面板5。通过RS-232通讯接口外接计算机及打印机16，连接另一单板机。通过温度、臭氧、泥水控制器9、10、11，测量探头，以进行环境控制。整机电源包括交流直流，高低压电源19，由独立的电源控制面板7控制。
运动试验台架有两套，一套是供水平伸缩运动试验，参见图3-1，由支撑架20-10、转动轴20-5、轮盘20-1、连杆20-3、滑块20-6、样品夹持杆A、B等部件构成。支撑架20-10是用于与试验箱台架支撑座3安装结合，支撑架20-10上通过支承座20-4安装与电机12连接的传动轴20-5，传动轴的顶端安装轮盘20-1，轮盘通过连杆20-3、连接销20-7连接滑块20-6，滑块安装于滑块支座20-8上，可水平滑动，滑块上设有样品夹持杆A，用于夹持橡胶零件的一端，与滑块的运动方向相对的位置设样品夹持杆B，用于夹持橡胶零件的另一端，样品夹持杆B通过样品支承座20-9固定在支撑架20-10上。
运动试验台架的另一套是供空间摆动运动试验，参见图3-2，由支撑架21-12、转动轴21-5、轮盘21-1、连杆、摇杆21-9、样品夹持杆21-10等构成。支撑架21-12是用于与试验箱的台架支撑座3安装结合，支撑架21-12上通过支撑座21-4设置与电机12连接的传动轴21-5，传动轴的顶端安装轮盘21-1，轮盘又通过连杆连接摇杆21-9。连杆为可调结构，由两头的可调连杆21-6和中间的螺杆21-7连接而成，可调连杆21-6与轮盘21-1通过连接销21-2连接，连接处有径向调节槽21-3。摇杆一端设有样品夹持端C，可用于夹持橡胶零件一端，摇杆通过销轴21-8连接样品夹持杆21-10一端，样品夹持杆下部设有样品夹持端D，样品夹持杆通过样品支承座21-11固定在支撑架21-12上。
用上述装置对微型汽车转向拉杆总成的齿轮侧防护罩进行动态耐久试验运动形式水平收缩和空间摆动试验环境-40℃试验操作步骤一、水平收缩运动试验1、打开试验箱前门，将水平收缩运动试验台架安装在箱体内腔中的台架支撑座上。
2、安装夹持橡胶零件
将橡胶零件的大端装夹在台架的样品夹持杆A上，橡胶零件的小端装夹在样品夹持杆B上，分别用紧固环夹固，使橡胶零件处于自由状态。
3、调控运动速度启动控制系统电源，在试验箱控制面板或外接计算机上设定橡胶零件水平收缩运动速度，按下运动键，对橡胶零件进行试运行5分钟，确认橡胶零件运动状况无异常，按下停止键，使橡胶零件处于自由状态，关闭试验箱前门。
4、调控试验温度在试验箱控制面板上按下制冷键，设定橡胶零件试验温度为-40℃，按下运行键，当控制面板指示达到设定试验温度并处于恒温状态时，按下控制系统的运行键，动态低温耐久试验正式启动，控制系统进入工作，试验箱面板自动显示运动速度和运动次数。
二、空间摆动运动试验1、打开试验箱前门，将空间摆动运动试验台架安装在箱体内腔中的台架支撑座上。
2、安装夹持橡胶零件将橡胶零件的大端装夹在台架的样品夹持杆的D端上，橡胶零件的小端装夹在摇杆上的样品夹持端C，分别用紧固环夹固，使橡胶零件处于自由状态，用计算机模拟调控连接销、可调连杆和螺杆，使摇杆的空间摆动角度符合试验指定角度。
3、调控运动速度同水平收缩运动试验的调控方式；4、调控试验温度同水平收缩运动试验的调控方式。
权利要求1.微型汽车转向拉杆总成橡胶零件动态环境试验装置，其特征在于由专用环境试验箱、运动试验台架和控制系统三部分构成，运动试验台架安装在试验箱内腔中的台架支撑座上，运动试验台架的传动轴连接电机的输出；专用环境试验箱体内安装有电机、臭氧发生器、泥水喷淋装置、加热制冷装置和控制系统，控制系统通过控制线路分别连接电机、臭氧发生器、泥水喷淋装置、加热制冷装置，并通过线路连接控制面板。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于运动试验台架通过支撑架安装在试验箱的台架支撑座上，支撑架上设置与电机连接的传动轴，轮盘安装在传动轴上，轮盘又通过连杆连接滑块，滑块安装于滑块支座上，并设有样品夹持杆A，与滑块的运动方向相对的位置有样品夹持杆B，样品夹持杆B固定在支撑架上。
3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于运动试验台架通过支撑架安装在试验箱的台架支撑座上，支撑架上设置与电机连接的传动轴，轮盘安装在传动轴上，轮盘又通过连杆连接摇杆，摇杆上设有样品夹持端C，摇杆又通过销轴连接样品夹持杆，样品夹持杆上有夹持端D，样品夹持杆固定在支撑架上。
4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于连杆为可调结构，由两头的可调连杆和中间的螺杆连接接而成，可调连杆与轮盘通过连接销连接，轮盘在连接处设有径向调节槽。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的试验装置，其特征在于控制面板分运动控制面板、环境控制面板和电源控制面板。
专利摘要微型汽车转向拉杆总成橡胶零件动态环境试验装置，由专用环境试验箱、运动试验台架和控制系统构成，试验台架安装在箱体内腔中的台架支撑座上，其传动轴连接电机。箱体内还安装电机、臭氧发生器、泥水喷淋装置、加热制冷装置和控制系统，控制系统的控制线路分别连接电机、臭氧发生器、泥水喷淋装置、加热制冷装置、控制面板和计算机接口，试验台架有水平运动和空间摆动两套结构。本装置将专用环境试验箱、运动试验台架和控制系统有机地集于一体，同时提供温度环境、臭氧气氛和泥水喷淋等多种环境条件，可提高检测水平，有利于控制橡胶零件质量；设计两套可供选择的试验台架，结构设计合理、紧凑；整个动态环境试验全程由控制系统执行准确控制，运行平稳可靠，试验操作简便。
文档编号G01N3/00GK2639874SQ03233378
公开日2004年9月8日 申请日期2003年2月28日 优先权日2003年2月28日
发明者梅克力, 熊文华, 陈绍强, 刘兴智, 杨中兰, 陈昌云 申请人:长安汽车(集团)有限责任公司