本发明专利技术公开了一种平面弹簧疲劳试验装置及试验方法，其平面弹簧疲劳试验装置包括固定支座、形变组件和动力组件。其中，固定支座用于固定待试验的平面弹簧，形变组件作用于平面弹簧的中心区域，通过改变该平面弹簧的受力状态，使该平面弹簧简谐变形，该形变组件具体可包括第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮和第二凸轮对称设置在平面弹簧的两侧，并夹紧平面弹簧，通过改变第一凸轮和第二凸轮的转速来调节平面弹簧的震动频率。动力组件和形变组件驱动连接，用于给形变组件提供动力。通过模拟平面弹簧在自由活塞斯特林制冷机运作过程中的受力变形和震动频率对平面弹簧的疲劳寿命进行检测。测。测。
【技术实现步骤摘要】
一种平面弹簧疲劳试验装置及试验方法
[0001]本专利技术涉及平面弹簧疲劳试验
，尤指一种平面弹簧疲劳试验装置及试验方法。
技术介绍
[0002]目前，低温制冷机一般是指制冷温度在120K以下的制冷机，在军事、能源、运输、医疗等领域，尤其是气体液化以及工业气体制备领域有重要作用。常规的低温制冷机是由电动压缩机产生的交变压力波驱动，在制冷机冷头产生冷量。
[0003]常用的低温制冷机包括行波热声低温制冷机、斯特林脉管低温制冷机、斯特林低温制冷机。
[0004]其中，行波热声低温制冷机是利用热声效应进行制冷。热声效应也就是热能与声能之间相互转换的现象，它是由于处于声场中的固体介质和气体工质的相互作用，从而导致的在距固体壁面一定范围内产生沿声波传播方向的温度梯度的现象。热声制冷机具有无运动部件和不需要电能驱动等优点。
[0005]斯特林脉管低温制冷机是利用无阀压缩机产生的压力波对脉管空腔充放气过程而获得的制冷效果。由于斯特林脉管制冷机冷端无运动部件，因此具有结构简单、低振动、可靠性高、运行寿命长等优点。
[0006]自由活塞斯特林制冷机采用了直线电机驱动、板弹簧支撑、气体轴承、纯气动膨胀机等先进技术，通过动力活塞部件及配气活塞部件之间稳定谐振实现制冷，具有可靠性高、震动低、寿命长、免维护等优点，在超低温制冷领域，相较传统制冷设备斯特林制冷机更具优势。
[0007]平面弹簧被广泛应用于自由活塞斯特林发动机或制冷机，是此类机械设备的核心零部件，直接影响到装备的性能和效率。平面弹簧通过简谐变形循环往复释放和存储活塞运动动能，保证设备稳定运行。平面弹簧疲劳寿命直接影响着此类设备的使用寿命。
[0008]但在现有技术中，对平面弹簧的疲劳试验没有针对性，不能完全模拟平面弹簧在自由活塞斯特林制冷机里的受力变形和震动频率，而且结构复杂。
[0009]因此，生产一种能模拟平面弹簧在自由活塞斯特林制冷机运作过程中的受力变形和震动频率，从而对其疲劳寿命进行检测且结构简单的平面弹簧疲劳试验装置十分必要。
技术实现思路
[0010]为解决上述问题，本专利技术提供一种平面弹簧疲劳试验装置，结构简单，能通过模拟平面弹簧在自由活塞斯特林制冷机运作过程中的受力变形和震动频率，从而检测其疲劳寿命，保证自由活塞斯特林制冷机的平稳运作。
[0011]本专利技术提供的技术方案如下：
[0012]一种平面弹簧疲劳试验装置包括：
[0013]固定支座，用于固定待试验的平面弹簧；
[0014]形变组件，所述形变组件作用于所述平面弹簧的中心区域，通过改变所述平面弹簧的受力状态，使所述平面弹簧简谐变形，所述形变组件包括第一凸轮和第二凸轮，所述第一凸轮和所述第二凸轮对称设置在所述平面弹簧的两侧，夹紧所述平面弹簧，通过改变所述第一凸轮和所述第二凸轮的转速可改变所述平面弹簧的震动频率；
[0015]动力组件，所述动力组件和所述形变组件驱动连接，用于给所述形变组件提供动力。
[0016]在一些实施方式中，所述第一凸轮包括第一椭圆弧和第二椭圆弧，所述第一椭圆弧和所述第二椭圆弧角度均为180
°
，且所述第一椭圆弧圆心至所述第一椭圆弧的最短距离即为第一椭圆弧短半径，所述第二椭圆弧圆心至所述第二椭圆弧的最长距离即为第二椭圆弧长半径，所述第一椭圆弧短半径和所述第二椭圆弧长半径大小一致；
[0017]及所述第二凸轮包括第三椭圆弧和第四椭圆弧，所述第三椭圆弧和所述第四椭圆弧角度均为180
°
，且所述第三椭圆弧圆心至所述第三椭圆弧的最短距离即为第三椭圆弧短半径，所述第四椭圆弧圆心至所述第四椭圆弧的最长距离即为第四椭圆弧长半径，所述第三椭圆弧短半径和所述第四椭圆弧长半径大小一致；
[0018]所述第一凸轮和所述第二凸轮摆放方向一致，同步转动，且初始位置时，所述第一椭圆弧短半径和所述第三椭圆弧短半径均垂直所述平面弹簧。
[0019]在一些实施方式中所述动力组件包括控制件、驱动件、传动件，所述控制件电连接至所述驱动件，用于控制所述驱动件的运行，所述驱动件为旋转电机；
[0020]所述传动件连接所述驱动件和所述形变组件，用于输出传递所述驱动件的扭力。
[0021]在一些实施方式中，所述传动件包括主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、主动连轴、第一从动连轴和第二从动连轴；
[0022]所述主动连轴具有两端，一端和所述驱动件驱动连接，另一端和所述主动齿轮连接；
[0023]所述第一从动连轴具有两端，一端和所述第一从动齿轮连接，另一端和所述第一凸轮可拆卸连接，且所述第二从动连轴具有两端，一端和所述第二从动齿轮连接，另一端和所述第二凸轮可拆卸连接；
[0024]所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮对称分布在所述主动齿轮两侧并分别和所述主动齿轮啮合。
[0025]在一些实施方式中，所述第一凸轮和所述第一从动连轴采用键连接；
[0026]所述第二凸轮和所述第二从动连轴采用键连接。
[0027]在一些实施方式中，所述驱动件转速可调，由所述控制件控制，通过改变所述形变组件的频率，改变所述平面弹簧的震动频率。
[0028]在一些实施方式中，所述固定支座包括支撑部和固定部，所述固定部用于固定所述平面弹簧，所述支撑部用于支撑整个所述固定支座，所述固定部和所述支撑部互成90
°
连接。
[0029]在一些实施方式中，所述固定部开设有一圆孔，供所述形变组件作用于所述平面弹簧上；
[0030]所述支撑部和所述固定部均为矩形板状结构。
[0031]在一些实施方式中，所述第一凸轮和所述第二凸轮结构、大小相一致。
[0032]本专利技术还提供一种平面弹簧疲劳试验装置的试验方法，在如上述任一项所述的一种平面弹簧疲劳试验装置上进行试验，并按照如下步骤执行：
[0033]1)将所述平面弹簧安装至所述固定支座上；
[0034]2)确定需要模拟的类型，确定所述平面弹簧的最大变形幅值A，确定所述第一凸轮和所述第二凸轮的转速n，确定所述动力组件运行的时间t，选取合适的所述第一凸轮和所述第二凸轮，和所述动力组件驱动连接，且分别固定在设置在所述平面弹簧的两侧，夹紧所述平面弹簧；
[0035]3)开启所述动力组件，带动所述第一凸轮和所述第二凸轮转动；
[0036]转动时，所述第一凸轮或所述第二凸轮先挤压所述平面弹簧，使所述平面弹簧向远离该凸轮方向逐渐变形至最大变形幅值A，后逐渐恢复至初始状态；
[0037]继续转动，另一凸轮继续挤压所述平面弹簧，使所述平面弹簧向远离该凸轮方向逐渐变形至最大变形幅值A，后逐渐恢复至初始状态，完成一个周期的形变运动；
[0038]4)稳定运行预设时间t后，关闭所述动力组件，拆下所述第一凸轮、所述第二凸轮和所述平面弹簧，根据试验结果得出结论。
[0039]与现有技术相比，本专利技术所提供的一种平面弹簧疲劳试验装置具有以下有益效果本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种平面弹簧疲劳试验装置，其特征在于，包括：固定支座，用于固定待试验的平面弹簧；形变组件，所述形变组件作用于所述平面弹簧的中心区域，通过改变所述平面弹簧的受力状态，使所述平面弹簧简谐变形，所述形变组件包括第一凸轮和第二凸轮，所述第一凸轮和所述第二凸轮对称设置在所述平面弹簧的两侧，夹紧所述平面弹簧，通过改变所述第一凸轮和所述第二凸轮的转速可改变所述平面弹簧的震动频率；动力组件，所述动力组件和所述形变组件驱动连接，用于给所述形变组件提供动力。2.根据权利要求1所述的一种平面弹簧疲劳试验装置，其特征在于，所述第一凸轮包括第一椭圆弧和第二椭圆弧，所述第一椭圆弧和所述第二椭圆弧角度均为180
°
，且所述第一椭圆弧圆心至所述第一椭圆弧的最短距离即为第一椭圆弧短半径，所述第二椭圆弧圆心至所述第二椭圆弧的最长距离即为第二椭圆弧长半径，所述第一椭圆弧短半径和所述第二椭圆弧长半径大小一致；及所述第二凸轮包括第三椭圆弧和第四椭圆弧，所述第三椭圆弧和所述第四椭圆弧角度均为180
°
，且所述第三椭圆弧圆心至所述第三椭圆弧的最短距离即为第三椭圆弧短半径，所述第四椭圆弧圆心至所述第四椭圆弧的最长距离即为第四椭圆弧长半径，所述第三椭圆弧短半径和所述第四椭圆弧长半径大小一致；所述第一凸轮和所述第二凸轮摆放方向一致，同步转动，且初始位置时，所述第一椭圆弧短半径和所述第三椭圆弧短半径均垂直所述平面弹簧。3.根据权利要求1所述的一种平面弹簧疲劳试验装置，其特征在于，所述动力组件包括控制件、驱动件和传动件，所述控制件电连接至所述驱动件，用于控制所述驱动件的运行，所述驱动件为旋转电机；所述传动件连接所述驱动件和所述形变组件，用于输出传递所述驱动件的扭力。4.根据权利要求3所述的一种平面弹簧疲劳试验装置，其特征在于，所述传动件包括主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、主动连轴、第一从动连轴和第二从动连轴；所述主动连轴具有两端，一端和所述驱动件驱动连接，另一端和所述主动齿轮连接；所述第一从动连轴具有两端，一端和所述第一从动齿轮连接，另一端和所述第一凸轮可拆卸连接，且所述第二从动连轴具有两端，一端和所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓儒超，梁伟青，黄兴东，周天学，周建明，马晓燕，
申请(专利权)人：上海齐耀动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。