一种弹簧疲劳试验设备及其试验方法技术

本发明专利技术提供一种应用于试验领域的弹簧疲劳试验设备，同时还涉及设备的试验方法，弹簧疲劳试验设备的支架（２３）设置为倒“Ｔ”型结构，凸轮盘（１）装在传动轴（２）上，凸轮盘（１）侧面设滑块型线槽（５），抱死块（１２）固定在支架（２３）侧边，摇臂轴（１０）穿过大孔（３４）和圆孔（３６），摇臂轴（１４）穿过小孔（３５），摇臂轴小端（８）抵靠在抱死块（１２）上，摇臂轴（１４）与摇臂轴小端（８）相反的一端与滑块（２０）连接，滑块（２０）嵌装在线槽（５）中，传动轴（２）与电机（２４）连接，电机（２４）与控制开关（２８）连接。本发明专利技术实现了弹簧疲劳设备的高效化的检测，所需动力输出大大降低，同时还实现无人化操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及试验设备领域，更具体的说，是涉及一种弹簧疲劳试验设备，本专利技术同 时还涉及这种试验设备的试验方法。
技术介绍
平面涡卷弹簧主要用于承受弯曲的扭矩，通过弹簧的自身的扭转储能，并根据需 要释放能量实现动作。这就需要平面涡卷弹簧能够在规定的时间内实现卷紧和松卷，现有 的涡卷弹簧疲劳试验设备，在检测方法上种类繁多，如通过液压缸往复动作实现涡卷弹簧 的松紧，伺服电机正反转的方式实现涡卷弹簧的松紧等，但是这些方法存在一些不足之处 1、液压缸和伺服电机在反应时间上动作迟缓，造成完成疲劳试验需要的时间较长，如液压 缸完成ι千万次的疲劳试验需要2至3个月。其他设备甚至需要4个月才能完成；2、总负 载扭矩较大，效率低下。由于一次只能检测一个弹簧，伺服电机每旋转一周弹簧工作只能工 作一次，造成试验效率的低下。如果需要检测多个弹簧则造成作用在动力设备上的总负载 扭矩等于几个弹簧的叠加，增大了负载；3、设备需要动力设备如液压缸机构和伺服电机，弹 簧工作中产生大量的热，需要散热设备。这些设备和机构造成成本的增大；4、这些设备的通 用性较差，如液压缸式的无法改变预紧角度而伺服电机需要改变电流的设置才能实现，使 得通用性较差。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有弹簧疲劳试验设备的缺陷，提出了一种更高效，更节省成本， 动力输出更小的，散热设备成本更低廉，更符合弹簧实际受力的弹簧疲劳试验设备，本专利技术 同时还涉及这种弹簧疲劳试验设备的试验方法。要解决以上所述的技术问题，本专利技术采取的技术方案为本专利技术为一种弹簧疲劳试验设备，所述的弹簧疲劳试验设备包括凸轮盘，传动轴， 摇臂，抱死块，第一摇臂轴，第二摇臂轴，滑块，支架，直流电机，控制开关，所述的支架设置 为倒“T”型结构，椭圆形的凸轮盘套装在传动轴上，凸轮盘两侧面设置凹下的沿凸轮盘两侧 面一周的滑块型特殊凸轮形线的线槽，传动轴与支架的支架本体连接；抱死块固定在支架 本体侧边上，摇臂的大孔与抱死块连接，第一摇臂轴穿过摇臂的大孔并穿过抱死板的圆孔， 第二摇臂轴穿过摇臂的小孔，第二摇臂轴的摇臂轴小端抵靠在抱死块上，另一端与滑块连 接，滑块嵌装在滑块型特殊凸轮形线的线槽中，传动轴的一端与电机连接，电机与控制其转 停的控制开关连接。所述的支架设置为两个，两个支架平行布置，传动轴的两端分别连接在两个支架 的支架本体上，抱死块设置为四个，每个支架本体的两端各设置两个，所述的传动轴与电机 通过联轴器连接，所述的疲劳设备还包括光电传感器，直流调速板及调速旋钮，所述的光电 传感器安装在联轴器一侧的底座上。所述的弹簧疲劳试验设备还包括底座框架，防护罩，油底盒，油底盒固定在底座4上，两个支架均固定在盛放润滑用的机油的油底盒中，防护罩罩住凸轮盘，底座与底座框架 连接。所述的第一摇臂轴的“T”形端设置钩挂涡卷弹簧的挂钩凹槽，涡卷弹簧的中心部 位的一端钩挂在挂钩凹槽中，另一端钩挂在第二摇臂轴的小端上，第二摇臂轴的小端与摇 臂的小孔过盈配合，其靠近凸轮盘的一端与滑块间隙配合，第一摇臂轴的非“T”形端与摇臂 的大孔间隙配合。所述的传动轴通过花键与凸轮盘连接，传动轴与花键配合的部位设置中空槽，所 述的传动轴上设置防止传动轴轴向窜动的限位并帽和限位台阶。所述的滑块加工成椭圆形结构，与其连接的第二摇臂轴的摇臂轴小端抵靠在抱死 块上，所述的第一摇臂轴穿过抱死板的圆孔，抱死板上有螺栓孔，通过螺栓的作用连接盖板 和抱死板，在螺栓拧紧过程中，第一摇臂轴受到盖板和抱死板的挤压作用，实现第一摇臂轴 的抱死，从而无法转动。所述的底座通过螺栓孔安装在底座框架上，在底座框架的长边面板上，安装控制 开关，计数器显示器和调速旋钮，所述的调速板放置在底座框架内，底座上放置电机，传动 轴穿过凸轮盘后安装在支架上，两个支架放置在油底盒内，并通过底座上的螺栓孔将支架、 油底盒和底座固定连接在一起，并用密封胶密封连接的部位。本专利技术同时还涉及这种弹簧疲劳试验设备的试验方法，所述的试验方法的试验步 骤为a)所述的弹簧疲劳试验设备开始试验时，涡卷弹簧一端挂在挂钩凹槽上，另一端 钩挂在第二摇臂轴的摇臂轴小端上；b)旋转调速旋钮调整电机转速，设置计数器显示器上的按钮设置指定转数，开动 控制开关，直流电机带动传动轴做旋转运动，传动轴带动凸轮盘转动；c)布置在凸轮盘上的滑块在滑块型线槽的作用下，沿着槽形形线开始动作，滑块 带动第二摇臂轴做往复式运动，而固定在第一摇臂轴挂钩凹槽上的涡卷弹簧随之开始做卷 紧和松卷的动作。所述的试验设备上的光电传感器安装在联轴器一侧，凸轮盘做旋转运动时，通过 红外线检测传动轴的转数，由于凸轮盘的对称造型，使得弹簧的工作次数为传动轴转数的 两倍，这样可以计算得到弹簧的工作次数，所述的调速板和调速旋钮配合完成电机的转速 调整，通过旋转调速按钮改变通过电机的电流大小来改变电机转速的大小，并通过计数器 显示器上的按钮设置指定转数，当达到指定转数时自动停止，实现无人化操作，所述的控制 开关用于控制设备的启停。当需要提高工作频次时，只需要旋转调速旋钮，即可以实现电机的转速控制，而实 现工作频次的变化，当需要更换不同预紧角度的弹簧时，只需要首先将盖板上的螺栓松下， 旋转中间的第一摇臂轴，由于涡卷弹簧一端挂在第一摇臂轴上的挂钩凹槽上，弹簧的另一 端钩挂在第二摇臂轴的摇臂轴小端上固定不动，旋转第一摇臂轴，就会使得弹簧的预紧角 度发生变化，弹簧即可以实现不同预紧角度的预紧，而使工作角度不变化。采用本专利技术的技术方案，能带来以下的有益效果本专利技术通过以上的这些机构的操作，简单可靠的实现了弹簧疲劳设备的高效化的 检测，由于对称交叉安装了四个涡卷弹簧试验装置，当其中两个弹簧在槽型凸轮作用下有5预紧趋势时，另外两个弹簧则正好有松卷的趋势，这样可以借助弹簧自身的扭转力和部分 的电机驱动力实现凸轮的旋转，使整个机构的动力输出不再是四个弹簧力的叠加即4倍的 弹簧力，而是相当于约1.5倍的弹簧力，所需动力输出大大降低。另外，本专利技术中的调速板 和调速旋钮配合完成电机的转速调整，并设置转数，当达到指定转数时自动停止，从而实现 无人化操作。附图说明下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明图1为本专利技术所述的弹簧疲劳试验设备的整体结构示意图；图2为本专利技术的凸轮盘的结构示意图；图3为本专利技术的传动轴的结构示意图；图4为传动轴的剖面视图；图5为传动轴和凸轮盘的装配结构示意图；图6为弹簧预紧机构的结构示意图；图7为抱死块的结构示意图；图8为摇臂的结构示意图；图9为加装四个弹簧预紧机构、支架及凸轮盘结构的示意图；图10为滑块的结构示意图；图11为第一摇臂轴的结构示意图；图12为防护罩的结构示意图；图13为防护罩和油底盒的配合结构示意图；图14为本专利技术的部分部件的装配图；图15为本专利技术的弹簧疲劳试验设备的四个涡卷弹簧产生的扭矩曲线图；图中标记为1、凸轮盘；2、传动轴；3、中空槽；4、限位并帽；5、滑块型线槽；6、限 位台阶；7、涡卷弹簧；8、第二摇臂轴小端；9、摇臂；10、第一摇臂轴；11、耐磨垫片；12、抱死 块；13、盖板；14、第二摇臂轴；15、穿过螺栓的抱死孔；16、抱死块上的螺栓孔；17、连接销 孔；18、挂钩凹槽；19、防护罩；20、滑块；21、油底盒；22、螺栓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹簧疲劳试验设备，其特征在于：所述的弹簧疲劳试验设备包括凸轮盘（１），传动轴（２），摇臂（９），抱死块（１２），第一摇臂轴（１０），第二摇臂轴（１４），滑块（２０），支架（２３），电机（２４），控制开关（２８），所述的支架（２３）设置为倒“Ｔ”型结构，凸轮盘（１）套装在传动轴（２）上，凸轮盘（１）两侧面设置凹槽型的沿凸轮盘（１）两侧面一周的滑块型线槽（５），传动轴（２）与支架（２３）连接；抱死块（１２）固定在支架（２３）侧边上，第一摇臂轴（１０）穿过摇臂（９）的大孔（３４），并且穿过抱死块（１２）上的圆孔（３６），第二摇臂轴（１４）穿过摇臂（９）的小孔（３５），第二摇臂轴（１４）的摇臂轴小端（８）抵靠在抱死块（１２）上，第二摇臂轴（１４）与摇臂轴小端（８）相反的另一端与滑块（２０）连接，滑块（２０）嵌装在滑块型具备特定凸轮形线的线槽（５）中，传动轴（２）的一端与电机（２４）连接，电机（２４）与控制其转停的控制开关（２８）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王震，曹志诚，李雪涛，范礼，
申请(专利权)人：芜湖杰锋汽车动力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]