專利名稱：一種彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，本發(fā)明同 時(shí)還涉及這種試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
平面渦卷彈簧主要用于承受彎曲的扭矩，通過彈簧的自身的扭轉(zhuǎn)儲(chǔ)能，并根據(jù)需 要釋放能量實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。這就需要平面渦卷彈簧能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)卷緊和松卷，現(xiàn)有 的渦卷彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，在檢測(cè)方法上種類繁多，如通過液壓缸往復(fù)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)渦卷彈簧 的松緊，伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)的方式實(shí)現(xiàn)渦卷彈簧的松緊等，但是這些方法存在一些不足之處 1、液壓缸和伺服電機(jī)在反應(yīng)時(shí)間上動(dòng)作遲緩，造成完成疲勞試驗(yàn)需要的時(shí)間較長(zhǎng)，如液壓 缸完成ι千萬次的疲勞試驗(yàn)需要2至3個(gè)月。其他設(shè)備甚至需要4個(gè)月才能完成；2、總負(fù) 載扭矩較大，效率低下。由于一次只能檢測(cè)一個(gè)彈簧，伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周彈簧工作只能工 作一次，造成試驗(yàn)效率的低下。如果需要檢測(cè)多個(gè)彈簧則造成作用在動(dòng)力設(shè)備上的總負(fù)載 扭矩等于幾個(gè)彈簧的疊加，增大了負(fù)載；3、設(shè)備需要?jiǎng)恿υO(shè)備如液壓缸機(jī)構(gòu)和伺服電機(jī)，彈 簧工作中產(chǎn)生大量的熱，需要散熱設(shè)備。這些設(shè)備和機(jī)構(gòu)造成成本的增大；4、這些設(shè)備的通 用性較差，如液壓缸式的無法改變預(yù)緊角度而伺服電機(jī)需要改變電流的設(shè)置才能實(shí)現(xiàn)，使 得通用性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備的缺陷，提出了一種更高效，更節(jié)省成本， 動(dòng)力輸出更小的，散熱設(shè)備成本更低廉，更符合彈簧實(shí)際受力的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，本發(fā)明 同時(shí)還涉及這種彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)方法。要解決以上所述的技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為本發(fā)明為一種彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備包括凸輪盤，傳動(dòng)軸， 搖臂，抱死塊，第一搖臂軸，第二搖臂軸，滑塊，支架，直流電機(jī)，控制開關(guān)，所述的支架設(shè)置 為倒“T”型結(jié)構(gòu)，橢圓形的凸輪盤套裝在傳動(dòng)軸上，凸輪盤兩側(cè)面設(shè)置凹下的沿凸輪盤兩側(cè) 面一周的滑塊型特殊凸輪形線的線槽，傳動(dòng)軸與支架的支架本體連接；抱死塊固定在支架 本體側(cè)邊上，搖臂的大孔與抱死塊連接，第一搖臂軸穿過搖臂的大孔并穿過抱死板的圓孔， 第二搖臂軸穿過搖臂的小孔，第二搖臂軸的搖臂軸小端抵靠在抱死塊上，另一端與滑塊連 接，滑塊嵌裝在滑塊型特殊凸輪形線的線槽中，傳動(dòng)軸的一端與電機(jī)連接，電機(jī)與控制其轉(zhuǎn) 停的控制開關(guān)連接。所述的支架設(shè)置為兩個(gè)，兩個(gè)支架平行布置，傳動(dòng)軸的兩端分別連接在兩個(gè)支架 的支架本體上，抱死塊設(shè)置為四個(gè)，每個(gè)支架本體的兩端各設(shè)置兩個(gè)，所述的傳動(dòng)軸與電機(jī) 通過聯(lián)軸器連接，所述的疲勞設(shè)備還包括光電傳感器，直流調(diào)速板及調(diào)速旋鈕，所述的光電 傳感器安裝在聯(lián)軸器一側(cè)的底座上。所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備還包括底座框架，防護(hù)罩，油底盒，油底盒固定在底座
4上，兩個(gè)支架均固定在盛放潤(rùn)滑用的機(jī)油的油底盒中，防護(hù)罩罩住凸輪盤，底座與底座框架 連接。所述的第一搖臂軸的“T”形端設(shè)置鉤掛渦卷彈簧的掛鉤凹槽，渦卷彈簧的中心部 位的一端鉤掛在掛鉤凹槽中，另一端鉤掛在第二搖臂軸的小端上，第二搖臂軸的小端與搖 臂的小孔過盈配合，其靠近凸輪盤的一端與滑塊間隙配合，第一搖臂軸的非“T”形端與搖臂 的大孔間隙配合。所述的傳動(dòng)軸通過花鍵與凸輪盤連接，傳動(dòng)軸與花鍵配合的部位設(shè)置中空槽，所 述的傳動(dòng)軸上設(shè)置防止傳動(dòng)軸軸向竄動(dòng)的限位并帽和限位臺(tái)階。所述的滑塊加工成橢圓形結(jié)構(gòu)，與其連接的第二搖臂軸的搖臂軸小端抵靠在抱死 塊上，所述的第一搖臂軸穿過抱死板的圓孔，抱死板上有螺栓孔，通過螺栓的作用連接蓋板 和抱死板，在螺栓擰緊過程中，第一搖臂軸受到蓋板和抱死板的擠壓作用，實(shí)現(xiàn)第一搖臂軸 的抱死，從而無法轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的底座通過螺栓孔安裝在底座框架上，在底座框架的長(zhǎng)邊面板上，安裝控制 開關(guān)，計(jì)數(shù)器顯示器和調(diào)速旋鈕，所述的調(diào)速板放置在底座框架內(nèi)，底座上放置電機(jī)，傳動(dòng) 軸穿過凸輪盤后安裝在支架上，兩個(gè)支架放置在油底盒內(nèi)，并通過底座上的螺栓孔將支架、 油底盒和底座固定連接在一起，并用密封膠密封連接的部位。本發(fā)明同時(shí)還涉及這種彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)方法，所述的試驗(yàn)方法的試驗(yàn)步 驟為a)所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備開始試驗(yàn)時(shí)，渦卷彈簧一端掛在掛鉤凹槽上，另一端 鉤掛在第二搖臂軸的搖臂軸小端上；b)旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，設(shè)置計(jì)數(shù)器顯示器上的按鈕設(shè)置指定轉(zhuǎn)數(shù)，開動(dòng) 控制開關(guān)，直流電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)軸帶動(dòng)凸輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)；c)布置在凸輪盤上的滑塊在滑塊型線槽的作用下，沿著槽形形線開始動(dòng)作，滑塊 帶動(dòng)第二搖臂軸做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，而固定在第一搖臂軸掛鉤凹槽上的渦卷彈簧隨之開始做卷 緊和松卷的動(dòng)作。所述的試驗(yàn)設(shè)備上的光電傳感器安裝在聯(lián)軸器一側(cè)，凸輪盤做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過 紅外線檢測(cè)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)數(shù)，由于凸輪盤的對(duì)稱造型，使得彈簧的工作次數(shù)為傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)數(shù)的 兩倍，這樣可以計(jì)算得到彈簧的工作次數(shù)，所述的調(diào)速板和調(diào)速旋鈕配合完成電機(jī)的轉(zhuǎn)速 調(diào)整，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)速按鈕改變通過電機(jī)的電流大小來改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的大小，并通過計(jì)數(shù)器 顯示器上的按鈕設(shè)置指定轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)達(dá)到指定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)自動(dòng)停止，實(shí)現(xiàn)無人化操作，所述的控制 開關(guān)用于控制設(shè)備的啟停。當(dāng)需要提高工作頻次時(shí)，只需要旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕，即可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，而實(shí) 現(xiàn)工作頻次的變化，當(dāng)需要更換不同預(yù)緊角度的彈簧時(shí)，只需要首先將蓋板上的螺栓松下， 旋轉(zhuǎn)中間的第一搖臂軸，由于渦卷彈簧一端掛在第一搖臂軸上的掛鉤凹槽上，彈簧的另一 端鉤掛在第二搖臂軸的搖臂軸小端上固定不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)第一搖臂軸，就會(huì)使得彈簧的預(yù)緊角 度發(fā)生變化，彈簧即可以實(shí)現(xiàn)不同預(yù)緊角度的預(yù)緊，而使工作角度不變化。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能帶來以下的有益效果本發(fā)明通過以上的這些機(jī)構(gòu)的操作，簡(jiǎn)單可靠的實(shí)現(xiàn)了彈簧疲勞設(shè)備的高效化的 檢測(cè)，由于對(duì)稱交叉安裝了四個(gè)渦卷彈簧試驗(yàn)裝置，當(dāng)其中兩個(gè)彈簧在槽型凸輪作用下有
5預(yù)緊趨勢(shì)時(shí)，另外兩個(gè)彈簧則正好有松卷的趨勢(shì)，這樣可以借助彈簧自身的扭轉(zhuǎn)力和部分 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)力實(shí)現(xiàn)凸輪的旋轉(zhuǎn)，使整個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出不再是四個(gè)彈簧力的疊加即4倍的 彈簧力，而是相當(dāng)于約1.5倍的彈簧力，所需動(dòng)力輸出大大降低。另外，本發(fā)明中的調(diào)速板 和調(diào)速旋鈕配合完成電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整，并設(shè)置轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)達(dá)到指定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)自動(dòng)停止，從而實(shí)現(xiàn) 無人化操作。


下面對(duì)本說明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作出簡(jiǎn)要的說明圖1為本發(fā)明所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的凸輪盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為傳動(dòng)軸的剖面視圖；圖5為傳動(dòng)軸和凸輪盤的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為抱死塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為搖臂的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為加裝四個(gè)彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)、支架及凸輪盤結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10為滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為第一搖臂軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為防護(hù)罩的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為防護(hù)罩和油底盒的配合結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本發(fā)明的部分部件的裝配圖；圖15為本發(fā)明的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備的四個(gè)渦卷彈簧產(chǎn)生的扭矩曲線圖；圖中標(biāo)記為1、凸輪盤；2、傳動(dòng)軸；3、中空槽；4、限位并帽；5、滑塊型線槽；6、限 位臺(tái)階；7、渦卷彈簧；8、第二搖臂軸小端；9、搖臂；10、第一搖臂軸；11、耐磨墊片；12、抱死 塊；13、蓋板；14、第二搖臂軸；15、穿過螺栓的抱死孔；16、抱死塊上的螺栓孔；17、連接銷 孔；18、掛鉤凹槽；19、防護(hù)罩；20、滑塊；21、油底盒；22、螺栓孔；23、支架；24、電機(jī)；25、聯(lián) 軸器；26、底座；27、底座框架；28、控制開關(guān)；29、計(jì)數(shù)器顯示器；30、調(diào)速旋鈕；31、光電傳 感器；32、調(diào)速板；33、長(zhǎng)邊面板。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu) 件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)一步 的詳細(xì)說明如附圖1所示，本發(fā)明為一種彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備包括 凸輪盤1，傳動(dòng)軸2，搖臂9，抱死塊12，第二搖臂軸14，滑塊20，支架23，電機(jī)24，控制開關(guān) 28，所述的支架23設(shè)置為倒“T”型結(jié)構(gòu)，凸輪盤1套裝在傳動(dòng)軸2上，凸輪盤1側(cè)面設(shè)置凹 槽型的沿凸輪盤1兩側(cè)面一周的滑塊型線槽5，傳動(dòng)軸2與支架23連接；抱死塊12固定在 支架23的側(cè)邊上，第一搖臂軸10穿過搖臂9的大孔34，并穿過抱死塊12上的圓孔36，第二搖臂軸14穿過搖臂9的小孔35，第二搖臂軸14的第二搖臂軸小端8抵靠在抱死塊12上， 第二搖臂軸14與第二搖臂軸小端8相反的另一端與滑塊20連接，滑塊20嵌裝在滑塊型線 槽5中，傳動(dòng)軸2的一端與電機(jī)24連接，電機(jī)24與控制其轉(zhuǎn)停的控制開關(guān)28連接。圖11為第一搖臂軸的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明中，由搖臂9，抱死塊12，第一搖臂軸10，耐磨墊片11，蓋板13，第二搖臂軸 14，滑塊20組成彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)；圖6為彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為搖臂的結(jié)構(gòu)示意圖。所述的支架23設(shè)置為兩個(gè)，兩個(gè)支架23平行布置，傳動(dòng)軸2的兩端分別連接在兩 個(gè)支架23上，抱死塊12設(shè)置為四個(gè)，每個(gè)支架23的兩側(cè)邊各設(shè)置兩個(gè)，所述的傳動(dòng)軸2與 電機(jī)24通過聯(lián)軸器25連接，所述的疲勞設(shè)備還包括光電傳感器31，直流調(diào)速板32及調(diào)速 旋鈕30，所述的光電傳感器31安裝在聯(lián)軸器25 —側(cè)的底座26上。所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備還包括底座框架27，防護(hù)罩19，油底盒21，油底盒21固 定在底座26上，兩個(gè)支架23均固定在盛放機(jī)油的油底盒21中，防護(hù)罩19罩住凸輪盤1，底 座26與底座框架27連接。所述的第一搖臂軸10的搖臂軸T形端上設(shè)置鉤掛渦卷彈簧7的掛鉤凹槽18，渦卷 彈簧7的中心部位的一端鉤掛在掛鉤凹槽18中，另一端鉤掛在第二搖臂軸14的搖臂軸小 端8上，第二搖臂軸14與搖臂9的小孔35過盈配合，第二搖臂軸14與搖臂軸小端8相反 的另一端與滑塊20間隙配合，第一搖臂軸10與搖臂9的大孔34間隙配合，在搖臂9兩側(cè) 放置穿過第一搖臂軸10的耐磨墊片11。所述的傳動(dòng)軸2通過花鍵與凸輪盤1連接，傳動(dòng)軸2與花鍵配合的部位設(shè)置中空 槽3，傳動(dòng)軸2上設(shè)置防止傳動(dòng)軸2軸向竄動(dòng)的限位并帽4和限位臺(tái)階6。所述的滑塊20加工成橢圓形結(jié)構(gòu)，與其連接的第二搖臂軸14的搖臂軸小端8抵 靠在抱死塊12上，所述的第一搖臂軸10穿過抱死板12的圓孔36，抱死板12上有螺栓孔 16，通過螺栓的作用連接蓋板13和抱死板12，在螺栓擰緊過程中，第一搖臂軸10受到蓋板 13和抱死板12的擠壓作用，實(shí)現(xiàn)第一搖臂軸10的抱死無法轉(zhuǎn)動(dòng)。抱死塊12的結(jié)構(gòu)如圖7 所示。所述的底座26通過螺栓孔22安裝在底座框架27上。在底座框架27的長(zhǎng)邊面板 33上，安裝控制開關(guān)28，計(jì)數(shù)器顯示器29和調(diào)速旋鈕30，所述的調(diào)速板32放置在底座框架 27內(nèi)，底座26上放置電機(jī)24，傳動(dòng)軸2穿過凸輪盤1后安裝在支架23上，兩個(gè)支架23放 置在油底盒21內(nèi)，并通過底座26上的螺栓孔22將支架23、油底盒21和底座26固定連接 在一起，并用密封膠密封連接的部位。本發(fā)明同時(shí)還涉及這種彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)方法，所述的試驗(yàn)方法的試驗(yàn)步 驟為a)所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備開始試驗(yàn)時(shí)，渦卷彈簧7 —端掛在掛鉤凹槽18上，另 一端鉤掛在第二搖臂軸14的搖臂軸小端8上；b)旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕30，調(diào)整電機(jī)24轉(zhuǎn)速，通過計(jì)數(shù)器顯示器29上的按鈕設(shè)置指定 轉(zhuǎn)數(shù)，開動(dòng)控制開關(guān)28，電機(jī)24帶動(dòng)傳動(dòng)軸2做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)軸2帶動(dòng)凸輪盤1轉(zhuǎn)動(dòng)；c)布置在凸輪盤1上的滑塊20在滑塊型線槽5的作用下，沿著具備槽形形線開始 動(dòng)作，滑塊20帶動(dòng)第二搖臂軸14做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，而固定在第一搖臂軸10的掛鉤凹槽18上的渦卷彈簧7隨之開始做卷緊和松卷的動(dòng)作。所述的試驗(yàn)設(shè)備上的光電傳感器31安裝在聯(lián)軸器25 —側(cè)，凸輪盤1做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 時(shí)，通過紅外線檢測(cè)傳動(dòng)軸2的轉(zhuǎn)數(shù)，由于凸輪盤1的對(duì)稱造型，使得彈簧7的工作次數(shù)為 傳動(dòng)軸2轉(zhuǎn)數(shù)的兩倍，這樣可以計(jì)算得到彈簧7的工作次數(shù)，所述的調(diào)速板32和調(diào)速旋鈕 30配合完成電機(jī)24的轉(zhuǎn)速調(diào)整，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕30，改變通過電機(jī)24的電流大小來改 變電機(jī)24轉(zhuǎn)速的大小，并通過計(jì)數(shù)器顯示器29上的按鈕設(shè)置指定轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)達(dá)到指定轉(zhuǎn)數(shù) 時(shí)，自動(dòng)停止，實(shí)現(xiàn)無人化操作，所述的控制開關(guān)28用于控制試驗(yàn)設(shè)備的啟停。試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)需要提高工作頻次時(shí)，只需要旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕30，即可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)24的 轉(zhuǎn)速控制，從而實(shí)現(xiàn)工作頻次的變化，當(dāng)需要更換不同預(yù)緊角度的彈簧7時(shí)，只需要首先將 蓋板13上的螺栓松下，旋轉(zhuǎn)中間的第一搖臂軸10，由于渦卷彈簧7 —端掛在第一搖臂軸10 上的掛鉤凹槽18上，彈簧7的另一端鉤掛在第二搖臂軸14的搖臂軸小端8上固定不動(dòng)，旋 轉(zhuǎn)第一搖臂軸10，就會(huì)使得彈簧7的預(yù)緊角度發(fā)生變化，彈簧7即可以實(shí)現(xiàn)不同預(yù)緊角度的 預(yù)緊，而使工作角度不變化。在本發(fā)明的試驗(yàn)設(shè)備中，所述的凸輪盤1為盤形凸輪，凸輪盤1的最大升程即為根 據(jù)渦卷彈簧7最大工作角度換算成的升程?；瑝K型線槽5為槽形結(jié)構(gòu)，通過軟件仿真其凸 輪形線得到使凸輪受力最小的形線，并且去除基圓段對(duì)稱為兩個(gè)桃形狀態(tài)，對(duì)稱結(jié)構(gòu)使凸 輪盤1沒有了離心力，從而更加穩(wěn)定，并且使凸輪每旋轉(zhuǎn)一周，彈簧7工作兩次，提高了工作 效率，凸輪盤1上的滑塊型線槽5在凸輪盤1兩側(cè)均有布置，可以實(shí)現(xiàn)兩側(cè)的同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，如 圖1所示。圖2為通過軟件仿真使凸輪受力最小并且根據(jù)彈簧工作角度換算成凸輪升程的 形線的凸輪盤1，凸輪盤1兩側(cè)面的結(jié)構(gòu)完全相同，便于實(shí)現(xiàn)兩側(cè)的同時(shí)無干擾工作。所述的傳動(dòng)軸2通過花鍵與凸輪盤1連接，傳動(dòng)軸2上與花鍵配合位置的部位設(shè) 置為中空結(jié)構(gòu)，便于花鍵的安裝，為防止凸輪盤1與傳動(dòng)軸2的軸向竄動(dòng)，特設(shè)置限位臺(tái)階 6和并帽結(jié)構(gòu)4實(shí)現(xiàn)限位。如圖3、圖4和圖5所示。本發(fā)明的彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)如圖5所示，彈簧掛鉤位置安裝在第一搖臂軸的” T”形端 的位置，第二搖臂軸小端8與搖臂9的小孔過盈配合，其靠近凸輪盤1 一端與滑塊20間隙 配合，所述的滑塊20加工成橢圓形結(jié)構(gòu)，減小了對(duì)凸輪盤1的滑塊型線槽5側(cè)壁的作用力， 其小端8伸出搖臂9上的小孔并擋在抱死板的一邊上，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊后無法回彈。第一搖臂軸 10的” T”形端與搖臂9的大孔間隙配合，并穿過抱死板12及蓋板13形成的抱死孔實(shí)現(xiàn)抱 死。當(dāng)需要更換不同預(yù)緊角度的彈簧時(shí)，只要先將蓋板13上的螺栓松下，旋轉(zhuǎn)第一搖臂軸 10，由于渦卷彈簧7 —端掛在第一搖臂軸10上的掛鉤凹槽18上，彈簧7的另一端鉤掛在第 二搖臂軸14的搖臂軸小端18上固定不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)第一搖臂軸10，就會(huì)使得彈簧7的預(yù)緊角度 發(fā)生變化，彈簧7即可以實(shí)現(xiàn)不同預(yù)緊角度的預(yù)緊，而使工作角度不變化。第一搖臂軸10穿過抱死板12的圓孔36，抱死板12上面有螺栓孔16，通過螺栓的 作用，連接蓋板13和抱死板12，在螺栓擰緊過程中，第一搖臂軸10受到蓋板13和抱死板 12的擠壓作用實(shí)現(xiàn)第一搖臂軸10的抱死無法轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的耐磨墊片11放置在搖臂9兩側(cè)，并穿過第一搖臂軸10，其作用是為防止抱 死板和搖臂9直接直接接觸而造成的摩損。圖12為防護(hù)罩的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為防護(hù)罩和油底盒的配合結(jié)構(gòu)示意圖。
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所述的油底盒21為盛放潤(rùn)滑，降溫作用的機(jī)油而設(shè)置，由于第二搖臂軸小端8靠 近凸輪盤1的一端套在滑塊20上，滑塊20在凸輪盤1中的滑塊型線槽5中滑動(dòng)，所以需要 潤(rùn)滑和冷卻，為降低成本，舍棄傳統(tǒng)的加裝機(jī)油泵和油管的方法，而是通過在底座上安裝內(nèi) 部盛油的油底盒21。如圖1所示，使凸輪盤1旋轉(zhuǎn)到底部時(shí)，能夠使滑塊型線槽5浸潤(rùn)到油 液中去，旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)側(cè)滑塊型線槽5帶上的機(jī)油實(shí)現(xiàn)滑塊型線槽5和第二搖臂軸小端8的潤(rùn) 滑，而機(jī)油依靠自重，回流到油底盒21中實(shí)現(xiàn)機(jī)油的循環(huán)往復(fù)，不斷使已冷卻的機(jī)油到達(dá) 滑塊型線槽5的位置，達(dá)到冷卻的目的。防護(hù)罩19內(nèi)側(cè)豎起的壁面上焊接有螺母，通過螺 栓將防護(hù)罩19和油底盒21固定在一起。在油底盒21的底部設(shè)置有通孔，通過在底座上的 螺栓孔將二者固定在一起，在油底盒和底座之間涂有密封膠，防止機(jī)油的泄露。支架23的上端中心位置安裝傳動(dòng)軸2，在中心位置的外側(cè)，沉入兩個(gè)滾動(dòng)軸承，支 撐傳動(dòng)軸2在支架上旋轉(zhuǎn)。支架23兩豎起壁面上有位置不同的螺栓孔和銷孔，用于通過螺 栓和鎖銷加裝彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)，每個(gè)支架23的每一側(cè)加裝一個(gè)彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)，這樣，一次可 以完成四組彈簧的疲勞試驗(yàn)，提高了效率，其結(jié)構(gòu)如圖9所示。所述的底座放置在底座框架上承載支架以及動(dòng)力輸出，執(zhí)行機(jī)構(gòu)，彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)， 潤(rùn)滑散熱機(jī)構(gòu)。如圖1所示，底座26通過螺栓孔安裝在底座框架27上，在底座框架27的長(zhǎng)邊面 安裝開關(guān)28，計(jì)數(shù)器顯示器29和調(diào)速旋鈕30。直流電機(jī)調(diào)速板放置在底座框架27內(nèi)。底 座26上放置直流調(diào)速電機(jī)24，傳動(dòng)軸2穿過凸輪盤1后安裝在支架上，兩個(gè)支架23放置在 油底盒21內(nèi)，并通過底座上的螺栓孔將支架23、油底盒21和底座26固定連接在一起，并用 密封膠密封可能泄露機(jī)油的部位。通過聯(lián)軸器25將電機(jī)24和傳動(dòng)軸2連接在一起。通過 支架23側(cè)壁上的螺栓孔將四個(gè)彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)固定在支架23上并同時(shí)可以使彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu) 上的滑塊20能夠在凸輪槽中實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)。光電計(jì)數(shù)器31放置在聯(lián)軸器25 —側(cè)用于計(jì)數(shù)。于是，在直流調(diào)速電機(jī)24的驅(qū)動(dòng)下，傳動(dòng)軸2帶動(dòng)凸輪盤1做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而滑塊20 在凸輪槽的作用下沿著槽形形線開始動(dòng)作，滑塊20帶動(dòng)第二搖臂軸小端8做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)， 而固定在彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)上的平面渦卷彈簧就隨之開始做卷緊和松卷的動(dòng)作。滑塊20的結(jié) 構(gòu)如圖10所示。圖15為某種型號(hào)的四個(gè)渦卷彈簧產(chǎn)生的扭矩曲線圖，從圖中可以發(fā)現(xiàn)正向和反 向可以抵消一部分扭矩值。從此圖可以看出，當(dāng)其中一個(gè)彈簧的扭矩達(dá)到正向峰值時(shí)，另外 一個(gè)彈簧正好達(dá)到反向峰值，這樣使得彈簧的總扭矩值抵消相減，降低了總的扭矩值。當(dāng)需要提高工作頻次的時(shí)候，只需要旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕30即可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)24的轉(zhuǎn)速 控制而實(shí)現(xiàn)工作頻次的變化。當(dāng)需要更換不同預(yù)緊角度的彈簧時(shí)，只需要首先將蓋板13上 的螺栓松下，旋轉(zhuǎn)中間的第一搖臂軸”T”形端10，即可以實(shí)現(xiàn)不同預(yù)緊角度的彈簧而使工作 角度不變化。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明具體的實(shí)現(xiàn)并不受上述 方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本 發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其他場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備包括凸輪盤(1)，傳動(dòng)軸(2)，搖臂(9)，抱死塊(12)，第一搖臂軸(10)，第二搖臂軸(14)，滑塊(20)，支架(23)，電機(jī)(24)，控制開關(guān)(28)，所述的支架(23)設(shè)置為倒“T”型結(jié)構(gòu)，凸輪盤(1)套裝在傳動(dòng)軸(2)上，凸輪盤(1)兩側(cè)面設(shè)置凹槽型的沿凸輪盤(1)兩側(cè)面一周的滑塊型線槽(5)，傳動(dòng)軸(2)與支架(23)連接；抱死塊(12)固定在支架(23)側(cè)邊上，第一搖臂軸(10)穿過搖臂(9)的大孔(34)，并且穿過抱死塊(12)上的圓孔(36)，第二搖臂軸(14)穿過搖臂(9)的小孔(35)，第二搖臂軸(14)的搖臂軸小端(8)抵靠在抱死塊(12)上，第二搖臂軸(14)與搖臂軸小端(8)相反的另一端與滑塊(20)連接，滑塊(20)嵌裝在滑塊型具備特定凸輪形線的線槽(5)中，傳動(dòng)軸(2)的一端與電機(jī)(24)連接，電機(jī)(24)與控制其轉(zhuǎn)停的控制開關(guān)(28)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述的支架(23)設(shè)置為兩 個(gè)，兩個(gè)支架(23)平行布置，傳動(dòng)軸(2)的兩端分別連接在兩個(gè)支架(23)上，抱死塊(12) 設(shè)置為四個(gè)，每個(gè)支架(23)的兩端各設(shè)置兩個(gè)，所述的傳動(dòng)軸(2)與電機(jī)(24)通過聯(lián)軸器 (25)連接，所述的疲勞設(shè)備還包括光電傳感器(31)，直流調(diào)速板(32)及調(diào)速旋鈕(30)，所 述的光電傳感器(31)安裝在聯(lián)軸器(25) —側(cè)的底座(26)上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述的彈簧疲勞試驗(yàn) 設(shè)備還包括底座框架(27)，防護(hù)罩(19)，油底盒(21)，油底盒(21)固定在底座(26)上，兩 個(gè)支架(23)均固定在盛放機(jī)油的油底盒(21)中，防護(hù)罩(19)罩住凸輪盤(1)，底座(26) 與底座框架(27)連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述的第一搖臂軸(10)的 搖臂軸“T”形端上設(shè)置鉤掛渦卷彈簧(7)的掛鉤凹槽(18)，渦卷彈簧(7)中心部位的一端 鉤掛在掛鉤凹槽(18)中，另一端鉤掛在第二搖臂軸(14)的搖臂軸小端(8)上，第二搖臂軸 (14)與搖臂(9)的小孔(35)過盈配合，第二搖臂軸(14)與搖臂軸小端⑶相反的另一端 與滑塊(20)間隙配合，第一搖臂軸(10)與搖臂(9)的大孔(34)間隙配合，在搖臂(9)兩 側(cè)放置穿過第一搖臂軸(10)的耐磨墊片(11)。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述的傳動(dòng)軸(2)通過 花鍵與凸輪盤(1)連接，傳動(dòng)軸(2)與花鍵配合的部位設(shè)置中空槽(3)，所述的傳動(dòng)軸(2) 上設(shè)置防止傳動(dòng)軸(2)軸向竄動(dòng)的限位并帽(4)和限位臺(tái)階(6)。
6.按照權(quán)利要求4所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述的滑塊(20)加工成橢 圓形結(jié)構(gòu)，與其連接的第二搖臂軸(14)的搖臂軸小端(8)抵靠在抱死塊(12)上，所述的第 一搖臂軸(10)穿過抱死板(12)的圓孔(36)，抱死板(12)上設(shè)有螺栓孔，通過螺栓連接蓋 板(13)和抱死板(12)。
7.按照權(quán)利要求3所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述的底座(26)通過螺栓 孔安裝在底座框架(27)上，在底座框架(27)的長(zhǎng)邊面板(33)上，安裝控制開關(guān)(28)，計(jì) 數(shù)器顯示器(29)和調(diào)速旋鈕(30)，所述的調(diào)速板(32)放置在底座框架(27)內(nèi)，底座(26) 上放置電機(jī)(24)，傳動(dòng)軸(2)穿過凸輪盤(1)后安裝在支架(23)上，兩個(gè)支架(23)放置在 油底盒(21)內(nèi)，并通過底座(26)上的螺栓孔將支架(23)、油底盒(21)和底座(26)固定連 接在一起，并用密封膠密封連接的部位。
8.一種彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)方法，其特征在于所述的試驗(yàn)方法的試驗(yàn)步驟為a)所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備開始試驗(yàn)時(shí)，渦卷彈簧(7)—端掛在掛鉤凹槽(18)上，另 一端鉤掛在第二搖臂軸(14)的搖臂軸小端(8)上；b)旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕(30)調(diào)整電機(jī)(24)轉(zhuǎn)速，設(shè)置計(jì)數(shù)器顯示器(29)上的按鈕設(shè)置指 定轉(zhuǎn)數(shù)，開動(dòng)控制開關(guān)(28)，直流電機(jī)(24)帶動(dòng)傳動(dòng)軸(2)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)軸帶動(dòng)凸輪盤 ⑴轉(zhuǎn)動(dòng)；c)布置在凸輪盤上的滑塊(20)在滑塊型線槽(5)的作用下，沿著具備形線的槽形開始 動(dòng)作，滑塊(20)帶動(dòng)第二搖臂軸(14)做往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，而固定在第一搖臂軸(10)的掛鉤凹 槽(18)上的渦卷彈簧(7)隨之開始做卷緊和松卷的動(dòng)作。
9.按照權(quán)利要求8所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)方法，其特征在于所述的試驗(yàn)設(shè) 備上的光電傳感器(23)安裝在聯(lián)軸器(25) —側(cè)，凸輪盤(1)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過紅外線檢 測(cè)傳動(dòng)軸(2)的轉(zhuǎn)數(shù)，由于凸輪盤(1)的對(duì)稱造型，使得彈簧的工作次數(shù)為傳動(dòng)軸(2)轉(zhuǎn)數(shù) 的兩倍，這樣可以計(jì)算得到彈簧的工作次數(shù)，所述的調(diào)速板(32)和調(diào)速旋鈕(30)配合完成 電機(jī)(24)的轉(zhuǎn)速調(diào)整，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)速按鈕(30)改變通過直流電機(jī)(24)的電流大小，來改 變電機(jī)(24)轉(zhuǎn)速的大小，并通過設(shè)置計(jì)數(shù)器顯示器(29)上的按鈕設(shè)置指定轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)達(dá)到指 定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)自動(dòng)停止，實(shí)現(xiàn)無人化操作，控制開關(guān)(28)用于控制設(shè)備的啟停。
10.按照權(quán)利要求8所述的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)方法，其特征在于當(dāng)需要提高工 作頻次的時(shí)候，只需要旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕(30)，即可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)(24)的轉(zhuǎn)速控制，而實(shí)現(xiàn)工作 頻次的變化，當(dāng)需要更換不同預(yù)緊角度的彈簧時(shí)，只需要首先將蓋板(13)上的螺栓松下， 旋轉(zhuǎn)中間的第一搖臂軸(10)，由于渦卷彈簧(7) —端掛在第一搖臂軸上的掛鉤凹槽(18) 上，彈簧的另一端鉤掛在第二搖臂軸(14)的搖臂軸小端(8)上固定不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)第一搖臂軸 (10)，就會(huì)使得彈簧的預(yù)緊角度發(fā)生變化，彈簧即可以實(shí)現(xiàn)不同預(yù)緊角度的預(yù)緊，而使工作 角度不變化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種應(yīng)用于試驗(yàn)領(lǐng)域的彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備，同時(shí)還涉及設(shè)備的試驗(yàn)方法，彈簧疲勞試驗(yàn)設(shè)備的支架(23)設(shè)置為倒“T”型結(jié)構(gòu)，凸輪盤(1)裝在傳動(dòng)軸(2)上，凸輪盤(1)側(cè)面設(shè)滑塊型線槽(5)，抱死塊(12)固定在支架(23)側(cè)邊，搖臂軸(10)穿過大孔(34)和圓孔(36)，搖臂軸(14)穿過小孔(35)，搖臂軸小端(8)抵靠在抱死塊(12)上，搖臂軸(14)與搖臂軸小端(8)相反的一端與滑塊(20)連接，滑塊(20)嵌裝在線槽(5)中，傳動(dòng)軸(2)與電機(jī)(24)連接，電機(jī)(24)與控制開關(guān)(28)連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了彈簧疲勞設(shè)備的高效化的檢測(cè)，所需動(dòng)力輸出大大降低，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)無人化操作。
文檔編號(hào)G01M13/00GK101881693SQ20101014008
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者曹志誠, 李雪濤, 王震, 范禮 申請(qǐng)人:蕪湖杰鋒汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司