CN104596751B - 一种平面弹簧的疲劳测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平面弹簧的疲劳测试装置，包括机台，所述机台包括支架、驱动机构和交流电源，待测试的所述平面弹簧设于所述支架上，所述驱动机构包括电磁机构、活塞和活塞杆，所述电磁机构与所述交流电源相连，所述交流电源驱动所述电磁机构产生磁场，所述活塞上设有永磁体，所述活塞置于所述磁场中，所述磁场驱动所述活塞在所述磁场中往复运动，所述活塞杆的两端分别与所述活塞和平面弹簧相连，所述往复运动的活塞通过所述活塞杆驱动所述平面弹簧振动。本发明的技术方案结构简单、设计合理、易于制造，能够快速的进行平面弹簧的多振动次数的疲劳测试。

Description

一种平面弹簧的疲劳测试装置

技术领域

本发明属于机械测试技术领域，涉及一种适用于斯特林电机中的平面弹簧的疲劳测试装置。

背景技术

斯特林电机中的平面弹簧在其工作过程中平均每年需做数亿次的振动，因此合格的斯特林电机中的平面弹簧需具有较高的强度。而现有技术中缺乏对于平面弹簧的较多振动次数测试的疲劳测试装置。

专利CN104089763A公开了一种弹簧疲劳测试装置，它包括压力传感器、控制面板、支撑体、凸轮和驱动凸轮旋转的传动机构以及至少一个弹簧夹持机构，弹簧夹持机构包括随动活塞组件和底座组件，随动活塞组件滑配在支撑体上，随动活塞组件的一端与凸轮活动接触以便当凸轮旋转时推动随动活塞组件相对于支撑体移动，被检测弹簧安装在随动活塞组件的另一端与底座组件之间，压力传感器安装在底座组件上以便感应被检测弹簧的压力，压力传感器的信号输出端通过压力信号输出端子与控制面板的信号输入端相连接，控制面板的信号输出端与传动机构控制连接以便根据压力传感器的压力信号控制传动机构的启停。该发明不仅能够实时监控与反馈被检测弹簧的状况，并且完全实现了测试过程的自动化，被检测弹簧拆卸和安装比较方便，降低了劳动强度。但该专利不适用于斯特林电机中的平面弹簧的疲劳测试。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种平面弹簧的疲劳测试装置。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一种平面弹簧的疲劳测试装置，包括机台，所述机台包括支架、驱动机构和交流电源，待测试的所述平面弹簧设于所述支架上，所述驱动机构包括电磁机构、活塞和活塞杆，所述电磁机构与所述交流电源相连，所述交流电源驱动所述电磁机构产生磁场，所述活塞上设有永磁体，所述活塞置于所述磁场中，所述磁场驱动所述活塞在所述磁场中往复运动，所述活塞杆的两端分别与所述活塞和平面弹簧相连，所述往复运动的活塞通过所述活塞杆驱动所述平面弹簧振动。

优选的，所述电磁机构包括由导磁材料制成的呈环状排列的外定子，所述外定子中设有感应线圈。

优选的，所述电磁机构还包括由导磁材料制成的呈环状排列的内定子，所述活塞套设于所述内定子上，所述活塞沿所述内定子上往复运动。

优选的，所述活塞包括筒状的罐体和设于所述罐体的圆周的呈环状排列的永磁体，所述永磁体沿所述罐体的中轴的长度小于所述外定子和内定子的长度。

优选的，所述永磁体包括设于所述罐体的外圆周的第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体和第二永磁体沿所述罐体的中轴排列。

优选的，与所述罐体相连的所述第一永磁体和第二永磁体的侧面的极性相反。

优选的，所述第二永磁体包括两个分别位于所述第一永磁体两侧的组件。

优选的，所述第二永磁体的组件的沿所述罐体的中轴的长度为所述第一永磁体的长度的1/8～1/4。

优选的，还包括控制所述交流电源生成测试所需的电压以及频率的控制器。

优选的，还包括计算振动频率的计数器，所述计数器与所述平面弹簧相连。

相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：

1，振动频率可控，只需安装平面弹簧即可进行测试，测试简便快捷；

2，适用于不同频率的测试，可进行频率较高的测试，并可进行加速老化测试；

3，测试稳定，计数准确，能够提高精确的测试数据；

4，结构简单、设计合理、易于制造，能够快速的进行平面弹簧的多振动次数的疲劳测试。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的实施例的结构示意图；

图2是本发明的实施例永磁体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。

如图1中所示的本发明的实施例的一种平面弹簧的疲劳测试装置，包括机台1，机台1包括支架2、驱动机构和交流电源3。待测试的平面弹簧4设于支架2上。

驱动机构包括电磁机构、活塞5和活塞杆6。电磁机构与交流电源3相连，交流电源3驱动电磁机构产生磁场。活塞5上设有永磁体，活塞5置于磁场中，磁场驱动活塞5在磁场中往复运动。活塞杆6的两端分别与活塞5和平面弹簧4相连，往复运动的活塞5通过活塞杆6驱动平面弹簧4振动。

本发明的实施例通过利用电磁机构驱动的往复振动的活塞来驱动平面弹簧振动，从而进行疲劳测试。本实施例结构简单、设计合理、易于制造，能够快速的进行平面弹簧的多振动次数的疲劳测试。

在本发明的实施例中，由于斯特林电机中的电磁机构能够驱动活塞进行往复振动，因此优选斯特林电机的电磁机构及活塞作为驱动机构。

如图1中所示，在本发明的实施例中，优选电磁机构包括由导磁材料制成的呈环状排列的外定子7，外定子7中设有与交流电源3相连的感应线圈8，从而产生磁场。

此外，还优选电磁机构包括由导磁材料制成的呈环状排列的内定子9，活塞5套设于内定子9上，并沿内定子9上往复振动。优选通过相互固定的外、内定子加强磁场，并驱动活塞5在外、内定子之间进行往复振动。并优选活塞5、外、内定子的中轴在同一直线上。

如图1中所示，在本发明的实施例中，优选活塞5包括筒状的罐体和设于罐体的圆周的呈环状排列的永磁体。优选外定子7的高度和内定子9的高度相同，大于永磁铁高度。

并优选永磁体包括设于罐体的外圆周的第一永磁体10和第二永磁体11。第一永磁体10和第二永磁体11沿罐体的中轴排列，即沿活塞5的振动方向排列。

如图1和图2中所示，在本发明的实施例中，优选第一永磁体10的形状呈环形，第二永磁体11由上、下两组分别包括6个呈环状排列的小磁瓦构成。与罐体相连的第一永磁体10和第二永磁体11的侧面的极性相反。

并优选第二永磁体11包括两个分别位于第一永磁体10两侧的组件。如图1中所示，第二永磁体11的组件的沿罐体的中轴的长度为第一永磁体10的长度的1/8～1/4。本实施例通过设置了一个长度较短的极性相反的永磁体，在长度较长的第一永磁体10因磁场驱动振动时，第二永磁体11的组件提供了一个相反方向的力，从而利于活塞5的往复振动，形成振动频率不受限制，永不老化的磁力弹簧。

另外，在本发明的实施例中，优选第一永磁体10和第二永磁体11的组件均由若干的弧形构件相接形成环状。并优选永磁体位于活塞5本体的侧面或底部。

在本发明的实施例中，优选通过控制交流电源3控制了电磁机构驱动活塞5振动的频率，从而控制平面弹簧4的疲劳测试的频率。在本实施例中，优选疲劳测试的频率为50Hz～400Hz。并优选通过控制器控制交流电源3，用来生成测试所需的电压以及频率，其频率精度高、稳定、易购买，还可以大幅上升以便加速老化。

此外，在本发明的实施例中，由于提供了频率可控且频率不受限制的振动驱动机构，本实施例可适用于基本所有的平面弹簧及平面弹簧组合形成的组件。在本实施例测试时，优选平面弹簧4的外圆周设于支架2上，中心与活塞杆6相连，同时，在本实施例中，由于驱动机构的振动频率可控，只需将平面弹簧4置于支架2上，并与活塞杆6连接即可进行测试，无需其他调节，本实施例测试方便快捷，节约了设置成本。

另外，如图1中所示，在本发明的实施例中，还包括计算振动频率的计数器12，计数器12与平面弹簧4相连。其中，计算的振动频率包括振动次数和振动的高度。并优选当振动高度不符合规定时，不计入振动次数。此外，还优选计数器12为非接触式传感器，通过激光等进行平面弹簧4表面状况变化的检测，从而计算振动频率。

如图1中所示，在本发明的实施例中，由于驱动机构提供了振动，其自身会因此产生重心偏移的震动，因此，本实施例中优选还包括与机台1相连的减震器13，以调高检测机构的稳定性。当然，在本实施例中，减震器13可置于机台的侧面或底部。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种平面弹簧的疲劳测试装置，其特征在于，包括机台，所述机台包括支架、驱动机构和交流电源，待测试的所述平面弹簧设于所述支架上，所述驱动机构包括电磁机构、活塞和活塞杆，所述电磁机构与所述交流电源相连，所述交流电源驱动所述电磁机构产生NS极性交互变换的磁场，所述活塞上设有永磁体，所述活塞置于所述磁场中，所述磁场驱动所述活塞在所述磁场中往复运动，所述活塞杆的两端分别与所述活塞和平面弹簧相连，往复运动的活塞通过所述活塞杆驱动所述平面弹簧振动；

所述电磁机构包括由导磁材料制成的呈环状排列的外定子，所述外定子中设有感应线圈；

所述电磁机构还包括由导磁材料制成的呈环状排列的内定子，所述活塞套设于所述内定子上，所述活塞沿所述内定子上往复运动；

所述活塞包括筒状的罐体和设于所述罐体的圆周的呈环状排列的永磁体，所述永磁体沿所述罐体的中轴的长度小于所述外定子和内定子的长度；

所述永磁体包括设于所述罐体的外圆周的第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体和第二永磁体沿所述罐体的中轴排列；

与所述罐体相连的所述第一永磁体和第二永磁体的磁性为辐射状，极性相反；

所述第二永磁体包括两个分别位于所述第一永磁体两侧的组件；

所述第二永磁体的组件的沿所述罐体的中轴的长度为所述第一永磁体的长度的1/8～1/4。

2.如权利要求1所述的平面弹簧的疲劳测试装置，其特征在于，还包括控制所述交流电源生成测试所需的电压以及频率的控制器。

3.如权利要求1所述的平面弹簧的疲劳测试装置，其特征在于，还包括计算振动频率的计数器，所述计数器与所述平面弹簧相连。