一種螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛加速試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械工程材料測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及對一種螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛性能試驗(yàn)裝置，適用于對各類螺旋壓縮彈簧產(chǎn)品應(yīng)力松弛性能進(jìn)行連續(xù)、帶溫、自動(dòng)高精度測量和記錄。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)力松弛是彈簧的主要失效模式之一。彈簧應(yīng)力松弛性能的鑒定可以用拉伸、彎曲或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力松弛方法進(jìn)行測定。但是，對于螺旋壓縮彈簧，其工作時(shí)處于壓縮狀態(tài)，除受彎曲負(fù)荷外，主要承受扭轉(zhuǎn)負(fù)荷。它的應(yīng)力松弛性能可用拉伸及彎曲應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)法測得的數(shù)據(jù)作參考，而不能真正表征彈簧應(yīng)力松弛性能。因此，需要根據(jù)具體的彈簧產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)力松弛性能測定，主要是以溫度作為加速因子，采用加速應(yīng)力松弛試驗(yàn)方法。
[0003]對于每個(gè)溫度下應(yīng)力松弛的測定，傳統(tǒng)方法是采用壓縮加載卸載法，也稱螺母螺栓周期作業(yè)法。這種方法首先將自由高度為HO的彈簧壓縮至工作高度H，測出相應(yīng)的初載荷PO;隨后將裝置置于恒溫箱中，每隔一段時(shí)間取出來再將彈簧壓縮到工作狀態(tài)，測量其在工作狀態(tài)下的載荷Pl ;循環(huán)進(jìn)行此操作，記錄P2、P3……最后以負(fù)荷損失率和松弛時(shí)間繪制松弛曲線，得到螺旋壓縮彈簧的應(yīng)力松弛性能，進(jìn)而可以預(yù)測彈簧使用壽命。
[0004]由上述可知，傳統(tǒng)方法簡單易行，可成批裝爐；但其缺點(diǎn)也非常明顯:一是試驗(yàn)過程中要靠人工多次裝卸彈簧，操作工序煩瑣，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力；二是測量時(shí)人為誤差較大，測量過程的重復(fù)性差，特別是對小尺寸彈簧，所得數(shù)據(jù)分散度大；三是應(yīng)力松弛試驗(yàn)周期長，達(dá)上萬小時(shí)，數(shù)據(jù)采集和記錄工作量大，要靠人工完成，人力資源耗費(fèi)大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對傳統(tǒng)測試方法的缺點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)、帶溫、自動(dòng)測量，并提高其測量精度和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可比性，根據(jù)實(shí)驗(yàn)用螺旋彈簧的特點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛加速試驗(yàn)裝置。
[0006]現(xiàn)將本實(shí)用新型技術(shù)解決方案敘述如下:
[0007]本實(shí)用新型一種螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛加速試驗(yàn)裝置，其特征在于:由加載構(gòu)件、加熱和溫控部件、測量與采集模塊、電源模塊四部分構(gòu)成；所述的加載構(gòu)件包括螺桿、上壓板、下壓板、彈簧座和襯層；所述的加熱和溫控部件由安裝在上蓋板之下的管式加熱爐實(shí)現(xiàn)；所述的測量與采集模塊由安裝在上蓋板之上、上壓板之下的測量試驗(yàn)力的壓式稱重傳感器和連接的無紙記錄儀組成；所述的電源模塊是為試驗(yàn)裝置的加熱和溫控部件及壓式稱重傳感器、無紙記錄儀提供穩(wěn)定的直流電壓作為電源，具有直流穩(wěn)壓器和外加交流穩(wěn)壓器。
[0008]本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛加速試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的加載構(gòu)件中的螺桿共有3根，規(guī)格相同，用于傳遞彈簧彈力，其上刻有用于設(shè)定彈簧的初始壓縮量的尺度；上、下壓板分別為壓式稱重傳感器和彈簧傳遞力，并通過螺桿建立力學(xué)平衡，其形狀呈圓盤狀，并且同軸心；彈簧座和襯層起導(dǎo)向作用，襯層的導(dǎo)向孔與上、下壓板的導(dǎo)向孔分布一致，彈簧座通過螺釘固定在下壓板上表面中心；為了保證精度，螺桿、壓板要有較高的剛度。
[0009]本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)越性在于:
[0010]I)實(shí)現(xiàn)了螺旋壓縮彈簧在一定溫度下應(yīng)力松弛連續(xù)測量的目的。試樣依次安裝好直到測試完畢，中途無需裝卸，故減小了人為誤差。
[0011]2)由于采用高精度傳感器測量和高靈敏度的數(shù)字顯示，從而提高了測量數(shù)據(jù)的精度。
[0012]3)可實(shí)現(xiàn)不同溫度、不同壓力下的帶溫應(yīng)力松弛的直接測量。
[0013]4)該系統(tǒng)重復(fù)性好，無需通過大量彈簧的測量平均值來進(jìn)行計(jì)算，省時(shí)又省料。
【附圖說明】
[0014]圖1:應(yīng)力松弛加速試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成示意圖
[0015]圖2:螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛加速試驗(yàn)應(yīng)力松弛曲線圖
[0016]其中:1.上蓋板2.下蓋板3.螺桿4.彈簧座5.下壓板6.彈簧7.管式加熱爐8.襯層9.壓式稱重傳感器10.上壓板
【具體實(shí)施方式】
[0017]現(xiàn)結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0018]參見圖1:加載模塊主要由螺桿3、上壓板10、下壓板5、彈簧座4和襯層8組成；螺桿3共有3根，規(guī)格相同，用來傳遞彈簧彈力，并且上面刻有尺度，用來設(shè)定彈簧的初始壓縮量；上、下壓板、5為壓式稱重傳感器9和彈簧座4傳遞力，并通過螺桿3建立力學(xué)平衡，其形狀呈圓盤狀，并且同軸心，相同圓周處均勻分布3個(gè)導(dǎo)向孔，用以通過3個(gè)螺桿；彈簧座4和襯層8主要起導(dǎo)向作用，襯8的導(dǎo)向孔與上、下壓板10、5的導(dǎo)向孔分布一致，彈簧座4通過螺釘固定在下壓板5上表面中心。為了保證精度，螺桿3、上、下壓板10、5要有較高的剛度；加熱和溫控模塊由管式加熱爐7實(shí)現(xiàn)。管式加熱爐7的主要特點(diǎn)為通過將電阻絲纏繞在陶瓷制成的工作管道周圍，形成一個(gè)整體的加熱元件，確保加熱爐擁有極好的熱均勻性，可快速升溫到操作溫度；熱電偶被裝配在工作管膛和加熱元件之間，處于安全位置，使得整個(gè)管膛均可被充分利用。其專用溫度控制器使用了功率反饋來穩(wěn)定輸出功率，防止電壓波動(dòng)對溫度控制的影響，溫控波動(dòng)度:±1°C ;最大操作溫度、管道直徑、有效加熱長度均可選配；測量與采集模塊進(jìn)行試驗(yàn)力的測量采用壓式稱重傳感器，靈敏度達(dá)2.0±0.010mV/V，重復(fù)性可達(dá)±0.02% FS，供橋電壓為10 (DC/AC) V量程可根據(jù)彈簧規(guī)格選配。試驗(yàn)力的采集與記錄部分采用XM6000型彩屏無紙記錄儀完成?？赏瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)16路信號采集和記錄。儀表具有強(qiáng)大的顯示功能，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)曲線顯示、歷史曲線追憶。使用RS232/485通訊，也可以通過USB接口直接與電腦通訊，或者直接通過U盤導(dǎo)出數(shù)據(jù)，即插即讀。分析軟件可導(dǎo)出EXCEL數(shù)據(jù)格式或曲線格式，也可直接打印。采集頻率:0-10000Hz，記錄間隔Is至240s，分11檔，可選；電源模塊是為裝置的各部分提供一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓作為電源，故需要一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為0-24V。為保證輸入電壓更加穩(wěn)定，外加交流穩(wěn)壓器。
[0019]參見圖2:獲得的應(yīng)力松弛曲線如圖2所示:利用設(shè)計(jì)的螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛加速系統(tǒng)，對T9A冷拔碳素彈簧鋼絲制彈簧(簡稱:T9A彈簧)進(jìn)行不同溫度下應(yīng)力松弛性能進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)在100°c、120°C、140°C、160°C、180°C、200°C六個(gè)不同溫度條件下開展，初載荷PO為將T9A彈簧壓縮至工作長度(25mm)時(shí)的負(fù)荷，PO ~ 76?76.5N。裝置連續(xù)測試和記錄了載荷隨加載時(shí)間的變化曲線(以下稱應(yīng)力松弛曲線)。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，利用設(shè)計(jì)的應(yīng)力松弛加速系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)規(guī)律性強(qiáng)、精度高、誤差小，反映了彈簧負(fù)荷經(jīng)一定時(shí)間松弛后的真實(shí)變化情況。相對于傳統(tǒng)應(yīng)力測試的方法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛加速試驗(yàn)裝置，其特征在于:由加載構(gòu)件、加熱和溫控部件、測量與采集模塊、電源模塊四部分構(gòu)成；所述的加載構(gòu)件包括螺桿、上壓板、下壓板、彈簧座和襯層；所述的加熱和溫控部件由安裝在上蓋板之下的管式加熱爐實(shí)現(xiàn)；所述的測量與采集模塊由安裝在上蓋板之上、上壓板之下的測量試驗(yàn)力的壓式稱重傳感器和連接的無紙記錄儀組成；所述的電源模塊具有直流穩(wěn)壓器和外加的交流穩(wěn)壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛加速試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的加載構(gòu)件中的螺桿共有3根，規(guī)格相同，用于傳遞彈簧彈力，其上刻有用于設(shè)定彈簧的初始壓縮量的尺度；上、下壓板分別為壓式稱重傳感器和彈簧傳遞力，并通過螺桿建立力學(xué)平衡，其形狀呈圓盤狀，并且同軸心；彈簧座和襯層起導(dǎo)向作用，襯層的導(dǎo)向孔與上、下壓板的導(dǎo)向孔分布一致，彈簧座通過螺釘固定在下壓板上表面中心；為了保證精度，螺桿、壓板要有較高的剛度。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及對一種螺旋壓縮彈簧應(yīng)力松弛性能試驗(yàn)裝置，由加載構(gòu)件、加熱和溫控部件、測量與采集模塊、電源模塊四部分構(gòu)成；加載構(gòu)件包括螺桿、上壓板、下壓板、彈簧座和襯層；加熱和溫控部件由安裝在上蓋板之下的管式加熱爐實(shí)現(xiàn)；測量與采集模塊由安裝在上蓋板之上、上壓板之下的測量試驗(yàn)力的壓式稱重傳感器和連接的無紙記錄儀組成；同現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)越性在于：實(shí)現(xiàn)了螺旋壓縮彈簧在一定溫度下應(yīng)力松弛連續(xù)測量，提高了測量數(shù)據(jù)的精度，可實(shí)現(xiàn)不同溫度、不同壓力下的帶溫應(yīng)力松弛的直接測量，系統(tǒng)重復(fù)性好，無需通過大量彈簧的測量平均值來進(jìn)行計(jì)算，省時(shí)又省料。
【IPC分類】G01M13-00, G01N3-18
【公開號】CN204359614
【申請?zhí)枴緾N201520004604
【發(fā)明人】張曉軍, 常新龍, 張世英, 華明軍, 羅雷, 張有宏, 岳春國
【申請人】中國人民解放軍第二炮兵工程大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月5日