CN103245572A

CN103245572A - 一种弹簧垫圈扭转试验装置

Info

Publication number: CN103245572A
Application number: CN2013101635604A
Authority: CN
Inventors: 何萍; 林波
Original assignee: TAICANG ZHONGBO RAILWAY FASTENING CO Ltd
Current assignee: TAICANG ZHONGBO RAILWAY FASTENING CO Ltd
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2033-05-07
Also published as: CN103245572B

Abstract

一种弹簧垫圈扭转试验装置，包括固定座、旋转头以及旋转头驱动装置；所述固定座和旋转头相对设置且固定座和旋转头之间留有间隙；所述固定座上朝向旋转头的一侧设有左凹槽，所述旋转头上朝向固定座的一侧上对应左凹槽设有右凹槽，所述左凹槽、右凹槽左右相对形成安装弹簧垫圈的安装位，该安装位与所安装的弹簧垫圈相匹配；所述旋转头驱动装置用于驱动旋转头绕一中心轴线旋转，所述中心轴线与安装位内所安装的弹簧垫圈的线材轴线相切。本发明解决了现有韧性实验的检测方法不够可靠的问题。

Description

一种弹簧垫圈扭转试验装置

技术领域

本发明涉及弹簧垫圈的检测装置，具体涉及一种弹簧垫圈的扭转试验装置。

背景技术

参见附图1~2所示，弹簧垫圈16为线材绕制而成的环状开口结构且具有一条沿环形长度方向的轴线17，该垫圈线材横截面可以为圆形或其它形状的型面。对弹簧垫圈的质量检测包括：弹性实验、韧性实验（或称扭转实验）、抗氢脆实验、表面缺陷实验、圆角实验等，其中，韧性试验的检测方法为：将弹簧垫圈夹于虎钳和扳手之间，并使虎钳和扳手之间的距离等于弹簧垫圈外径的二分之一，将扳手向顺时针方向缓慢转45度时，目测弹簧垫圈表面，继续扭转，直至90度时不得断裂，由于该检测方法靠人力去扭转弹簧垫圈，且需扭转到一定的角度，会存在弹簧垫圈的检测结果不可靠的问题。导致弹簧垫圈检测结果不可靠的原因主要由以下两方面：1、由于扭转的角度是靠肉眼和经验控制的，扭转角度可能会稍偏大或稍偏小，不能准确扭转到90度；2、采用人力扭转会导致弹簧垫圈不仅绕其自身线材轴线扭转，还会绕人的手腕扭转，因此，弹簧垫圈的检测结果是两种扭转作用的叠加，并不能完全反应弹簧垫圈自身扭转性能的好坏；3、由于人力扭转过程中的扭力或扭转速度不均衡，导致垫圈变形过程中的受载速率不一致而可能产生形变蠕动现象。

发明内容

本发明提供一种弹簧垫圈扭转试验装置，其目的是要解决现有的韧性实验检测方法不够可靠的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种弹簧垫圈扭转试验装置，其创新在于：包括固定座、旋转头以及旋转头驱动装置；

所述固定座和旋转头相对设置且固定座和旋转头之间留有间隙；所述固定座上朝向旋转头的一侧设有左凹槽，所述旋转头上朝向固定座的一侧上对应左凹槽设有右凹槽，所述左凹槽、右凹槽左右相对形成安装弹簧垫圈的安装位，该安装位与所安装的弹簧垫圈相匹配；

所述旋转头驱动装置用于驱动旋转头绕一中心轴线旋转，所述中心轴线与安装位内所安装的弹簧垫圈的线材轴线相切。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述技术方案中，所述中心轴线具体是与安装位内所安装的弹簧垫圈中段的线材轴线相切；所述弹簧垫圈中段是指弹簧垫圈从一端到另一端环形线材长度的中间段。

2、上述技术方案中，所述固定座上朝向旋转头的一侧设有左凹腔，该左凹腔内设有第一上夹板和第一下夹板，所述第一上夹板和第一下夹板均为“L”形，所述固定座上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于所述第一上夹板或/和第一下夹板上使得所述第一上夹板和第一下夹板相对拼合形成上述左凹槽；所述旋转头上朝向固定座的一侧设有右凹腔，该右凹腔内设有第二上夹板和第二下夹板，所述第二上夹板和第二下夹板均为“L”形，所述旋转头上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于第二上夹板或/和第二下夹板上使得所述第二上夹板和第二下夹板相对拼合形成上述右凹槽。

3、上述技术方案中，所述固定座上朝向旋转头的一侧设有左凹腔，该左凹腔内设有第三夹板，所述第三夹板为“L”形，所述固定座上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于第三夹板上，以此形成左凹槽；所述旋转头上朝向固定座的一侧设有右凹腔，该右凹腔内设有第四夹板，所述第四夹板为“L”形，所述旋转头上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于第四夹板上，以此形成左右凹槽。

4、上述技术方案中，所述固定座朝向旋转头的侧面和旋转头朝向固定座的侧面均为中部凸出的型面。

本发明设计原理及有益效果是：本发明弹簧垫圈扭转试验装置包括固定座、旋转头以及旋转头驱动装置，利用固定座与旋转头代替虎钳与扳手，利用旋转头驱动装置代替人提供的扭转力，且使得旋转中心线与弹簧垫圈线材轴线相切，该种设计使得弹簧垫圈扭转实验机械化，也使得检测结果更可靠、作业效率更高。

附图说明

附图1为本发明弹簧垫圈的主视结构示意图；

附图2为本发明弹簧垫圈的俯视结构示意图；

附图3为本发明实施例的主视结构示意图的部分剖视图；

附图4为本发明实施例的俯视结构示意图；

附图5为本发明实施例中齿条设于另一位置的俯视结构示意图；

附图6为本发明实施例采用第三夹板和第四夹板时的主视结构示意图。

以上附图中：1、固定座；2、旋转头；3、底座；4、左凹槽；5、右凹槽；6、左凹腔；7、右凹腔；8、第一上夹板；9、第一下夹板；10、第二上夹板；11、第二下夹板；12、第三夹板；13、第四夹板；14、转轴；15、齿轮；16、弹簧垫圈；17、线材轴线；18、中心轴线；19、齿条；20、齿条导向座；21、轴承；22、轴承座；23、压头；24、定位件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种弹簧垫圈扭转试验装置

参见附图3~6所示，包括固定座1、旋转头2以及旋转头驱动装置；所述固定座1和旋转头2相对设置且固定座1和旋转头2之间留有间隙；所述固定座1上朝向旋转头2的一侧设有左凹槽4，所述旋转头2上朝向固定座1的一侧上对应左凹槽4设有右凹槽5，所述左凹槽4、右凹槽5左右相对形成安装弹簧垫圈16的安装位，该安装位与所安装的弹簧垫圈16相匹配；所述旋转头驱动装置用于驱动旋转头2绕一中心轴线18旋转，所述中心轴线18与安装位内所安装的弹簧垫圈16的线材轴线17相切（参见附图2所示），使得弹簧垫圈16绕中心轴线18扭转即是绕自身线材轴线17扭转，形成一种纯扭转形态。

所述中心轴线18具体是与安装位内所安装的弹簧垫圈16中段的线材轴线17相切；所述弹簧垫圈16中段是指弹簧垫圈16从一端到另一端环形线材长度的中间段（参见附图2所示），所述弹簧垫圈16的开口对应于固定座1和旋转头2之间的间隙设置。

参见附图3~4所示，所述固定座1上朝向旋转头2的一侧设有左凹腔6，该左凹腔6内设有可拆卸的第一上夹板8和可拆卸的第一下夹板9，所述第一上夹板8和第一下夹板9均为“L”形，所述固定座1上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于所述第一上夹板8或/和第一下夹板9上使得所述第一上夹板8和第一下夹板9相对拼合形成上述左凹槽4；所述旋转头2上朝向固定座1的一侧设有右凹腔7，该右凹腔7内设有可拆卸的第二上夹板10和可拆卸的第二下夹板11，所述第二上夹板10和第二下夹板11均为“L”形，所述旋转头2上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于第二上夹板10或/和第二下夹板11上使得所述第二上夹板10和第二下夹板11相对拼合形成上述右凹槽5。

所述固定座1具体为一柱状体且相对安装于一底座3上，所述固定座1朝向旋转头2的侧面和旋转头2朝向固定座1的侧面均为中部凸出的型面，中部凸出的弧面的设计使得固定座1和旋转头2中相对的两侧面在除中间以外的边缘处间距变大，加大了视野，便于安装和观察。

所述旋转头驱动装置具体包括转轴14、齿轮15、齿条19、齿条导向座20、轴承21、轴承座22以及万能试验机，齿条导向座20以及所述轴承座22相对安装于底板3上，所述转轴14通过轴承21转动支承于轴承座22，转轴14的一端与旋转头2固连，转轴14的另一端连接一齿轮15，所述齿条19与齿轮15啮合，且齿条19是沿竖向安装于齿条导向座20上，齿条19上端供万能试验机的压头23作用，所述万能试验机具体为微机控制电液伺服万能试验机，型号具体为SHT4106-W，所述万能试验机的测试台上设有定位孔，所述底座3的底面上设有定位件24，该定位件24可以与测试台上的定位孔配合，使得弹簧垫圈16扭转试验装置在万能试验机的测试台面上不能平移。

本发明实施例进行弹簧垫圈16的扭转试验的工作过程如下：将弹簧垫圈16夹于左凹槽4和右凹槽5之间并使得弹簧垫圈16分别与左凹槽4和右凹槽5贴合，分别拧紧左凹槽4和右凹槽5上的紧固螺钉，将底板3上的定位件24与测试台上的定位孔嵌入配合，将需要测定的扭转角度值折算成压头23的位移值，并将该位移值、加载速率输入试验机的电脑，校正微机控制电液伺服万能试验机压头23与位于齿轮15和齿条导向座20的之间齿条19相互位置；加载过程中，压头23对齿条19施加荷载，转轴14缓慢转动，转轴14带动弹簧垫圈16扭转，直至达到设定的扭转角度；取出弹簧垫圈16，观察弹簧垫圈16的状态，打印出电脑显示的数据及曲线，所述曲线主要为力-位移曲线，可根据曲线图分析弹簧垫圈16的测试结果，对于不合格的弹簧垫圈16，可根据对应的曲线上的突变点找出弹簧垫圈16的断裂时的力和位移关系，进而获知弹簧垫圈16断裂时的扭转角度值。取出垫圈后，试验机压头23返回到初始位置，然后，手拉住齿条上行，转轴也相应回复到安装垫圈前的初始位置，即可进行下一个试验。

本发明实施例设计了一种机械化的弹簧垫圈16韧性试验检测方法，解决了现有人力检测的不足，检验结果更可靠，且检测过程更省力，本实施例使用万能试验机，可以设置压头23的位移值，能够准确拧到需要的角度值，不会过载，同时，万能试验机可以输出打印曲线图，直观且便于分析，并且，本实施例采用的第一上夹板8、第一下夹板9、第二上夹板10和第二下夹板11均可拆卸，因此针对不同的弹簧垫圈16（例如不同厚度的弹簧垫圈16、不同内径或外径的弹簧垫圈16），只需相应更换匹配的第一上夹板8、第一下夹板9、第二上夹板10和第二下夹板11即可，较大程度地节约了成本，提高了弹簧垫圈16扭转实验装置的利用率。

本实施例中，所述齿条导向座20以及齿条19位于齿轮15的前侧，在进行弹簧垫圈16韧性试验时，只能进行向下扭转一定角度的实验，当进行向上（反方向）扭转一定角度检测时，只需将齿条19移至相对侧即可（参见附图5所示）。

本实施例为本发明的优选方案，本发明实施例还可以有如下变化：

上述实施例中，左凹腔6内设有可拆卸的第一上夹板8和可拆卸的第一下夹板9，所述第一上夹板8和第一下夹板9均为“L”形，所述固定座1上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于所述第一上夹板8或/和第一下夹板9上使得所述第一上夹板8和第一下夹板9相对拼合形成上述左凹槽4；所述右凹腔7内设有可拆卸的第二上夹板10和可拆卸的第二下夹板11，所述第二上夹板10和第二下夹板11均为“L”形，所述旋转头2上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于第二上夹板10或/和第二下夹板11上使得所述第二上夹板10和第二下夹板11相对拼合形成上述右凹槽5，在实际应用中，可以将第一上夹板8和第一下夹板9替换为第三夹板12，将第二上夹板10和第二下夹板11替换为第四夹板13，即左凹腔6内设有第三夹板12，所述第三夹板12为“L”形，所述固定座1上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于第三夹板12上，以此形成左凹槽4，所述旋转头2上朝向固定座1的一侧设有右凹腔7，该右凹腔7内设有第四夹板13，所述第四夹板13为“L”形，所述旋转头2上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于第四夹板13上，以此形成右凹槽5，参见附图6所示，所述第三夹板12的“L”形凹口朝向下方，第四夹板13的“L”形凹口朝向上方，所述固定座1上从上方穿设有三个螺钉，这三个螺钉对称作用于第三夹板12上，所述旋转头2上从上方穿设有三个螺钉，其中一个螺钉抵在第四夹板13上，另外两个螺钉对称作用于所安装的弹簧垫圈16上，以此将弹簧垫圈16固定；同时，上述第三夹板12的“L”形凹口和第四夹板13“L”形凹口可以均朝向上方或下方，也可以使得第三夹板12的“L”形凹口朝向上方而第四夹板13的“L”形凹口朝向下方；并且，还可以不采用第一上夹板8、第一下夹板9、第二上夹板10和第二下夹板11，而直接采用螺钉将弹簧垫圈16固定。

上述实施例中，所述齿条19为竖直设置，在实际应用中，齿条19可以横向或斜向设置，只需保证齿条19能够与齿轮15啮合即可。

上述实施例中，所述旋转头驱动装置具体包括转轴14、齿轮15、齿条19、齿条导向座20、轴承21、轴承座22以及万能试验机，在实际应用中，可将万能试验机替换为液压缸、气缸或直线电机等，只是它们若没有与微机连接，就无法得到实验曲线，观测不直观。

上述实施例中，所述旋转头驱动装置具体包括转轴14、齿轮15、齿条19、齿条导向座20、轴承21、轴承座22以及万能试验机，在实际应用中，所述旋转头驱动装置还可以直接与减速电机或电机的减速装置相联接，只是若该种方法没有与微机连接，就无法得到实验曲线，观测不直观。

上述实施例中，所述固定座1朝向旋转头2的侧面和旋转头2朝向固定座1的侧面均为中部凸出的型面，在实际应用中，所述固定座1朝向旋转头2的侧面也可为平面、斜面等，只是若固定座1朝向旋转头2的侧面和旋转头2上朝向固定座1的侧面均为平面、斜面时，不利于安装和观察。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种弹簧垫圈扭转试验装置，其特征在于：包括固定座（1）、旋转头（2）以及旋转头驱动装置；

所述固定座（1）和旋转头（2）相对设置且固定座（1）和旋转头（2）之间留有间隙；所述固定座（1）上朝向旋转头（2）的一侧设有左凹槽（4），所述旋转头（2）上朝向固定座（1）的一侧上对应左凹槽（4）设有右凹槽（5），所述左凹槽（4）、右凹槽（5）左右相对形成安装弹簧垫圈（16）的安装位，该安装位与所安装的弹簧垫圈（16）相匹配；

所述旋转头驱动装置用于驱动旋转头（2）绕一中心轴线（18）旋转，所述中心轴线（18）与安装位内所安装的弹簧垫圈（16）的线材轴线（17）相切。

2.根据权利要求1所述的弹簧垫圈扭转试验装置，其特征在于：所述中心轴线（18）具体是与安装位内所安装的弹簧垫圈（16）中段的线材轴线（17）相切；所述弹簧垫圈（16）中段是指弹簧垫圈（16）从一端到另一端环形线材长度的中间段。

3.根据权利要求1所述的弹簧垫圈扭转试验装置，其特征在于：所述固定座（1）上朝向旋转头（2）的一侧设有左凹腔（6），该左凹腔（6）内设有第一上夹板（8）和第一下夹板（9），所述第一上夹板（8）和第一下夹板（9）均为“L”形，所述固定座（1）上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于所述第一上夹板（8）或/和第一下夹板（9）上使得所述第一上夹板（8）和第一下夹板（9）相对拼合形成上述左凹槽（4）；所述旋转头（2）上朝向固定座（1）的一侧设有右凹腔（7），该右凹腔（7）内设有第二上夹板（10）和第二下夹板（11），所述第二上夹板（10）和第二下夹板（11）均为“L”形，所述旋转头（2）上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于第二上夹板（10）或/和第二下夹板（11）上使得所述第二上夹板（10）和第二下夹板（11）相对拼合形成上述右凹槽（5）。

4.根据权利要求1所述的弹簧垫圈扭转试验装置，其特征在于：所述固定座（1）上朝向旋转头（2）的一侧设有左凹腔（6），该左凹腔（6）内设有第三夹板（12），所述第三夹板（12）为“L”形，所述固定座（1）上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于第三夹板（12）上，以此形成左凹槽（4）；所述旋转头（2）上朝向固定座（1）的一侧设有右凹腔（7），该右凹腔（7）内设有第四夹板（13），所述第四夹板（13）为“L”形，所述旋转头（2）上设有螺钉，所述螺钉的螺杆端部作用于第四夹板（13）上，以此形成右凹槽（5）。

5.根据权利要求1所述的弹簧垫圈扭转试验装置，其特征在于：所述固定座（1）朝向旋转头（2）的侧面和旋转头（2）朝向固定座（1）的侧面均为中部凸出的型面。