CN106918502B - 一种发条疲劳仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发条疲劳仪，包括固定装置、电气控制机构、传动机构以及夹持机构，其中电气控制机构控制传动机构运转，传动机构与夹持机构配合，固定装置用于固定支撑其它部件，电气控制机构用于驱动传动机构的转速、旋转方向与转动圈数，夹持机构用于对发条盒进行固定，并利用传动机构与夹持机构实现对发条盒内发条进行拧紧与放松，模拟疲劳过程。本发明以机械手表机心主发条及发条盒组件作为模拟测试对象，具有结构简单，布局合理，操作方便的优点，对机械手表机心主发条疲劳过程的模拟具有极强的操控性，能调节测试次数。本发明对机械手表机心主发条疲劳性能的检测具有重大意义。

Description

一种发条疲劳仪

技术领域

本发明涉及钟表技术领域，尤其是一种用于机械表主发条疲劳过程的模拟设备。

背景技术

主发条作为机械表的动力源，其质量的优劣直接影响到机械表的走时精度和长期走时的可靠性。机械机心在实际使用过程中长时间运行情况下，主发条在长期的紧条-松弛过程中，可能会发生弹性疲劳甚至疲劳断裂，从而造成机械机心长期走时后出现精度下降甚至停表的现象。所以研究主发条的疲劳性能具有十分重要的意义。但是，将发条安装在机心中进行疲劳过程的模拟测试极其困难，而将发条及条盒组件直接作为疲劳过程模拟测试的对象则是更好的选择。

在专利号为CN104390870中公开了一种快速检测机械表发条耐疲劳性的方法，其中涉及的疲劳检测装置采用扭力计配合发条固定夹具，反复的对发条装置进行收紧和放松，通过检测扭矩，可以快速的得出发条装置在长时间的疲劳磨损情况下，机心的走时变化情况，对于研究不同材料的发条装置的力矩释放稳定性和机械机心的走时稳定性，用来验证新型材料的发条长期走时的可靠性。

在专利号为CN 202420994中公开了一种疲劳试验机，适用于不同材质规格的发条测试的疲劳试验机，该试验机包括支撑架及圆盘，支撑架的水平面左右依次设置有发条收紧、放松两种状态的位置行程判断装置，支撑架的上端安装有计数控制装置，圆盘与可调速卷取装置分别安装于支撑架的两侧面。该设备能够减少工作人员的劳动强度，提高检测效率，检测精度高，能够适用于不同材质规格的发条测试的疲劳试验机。

专利CN102540864公开了一种发条力矩测试仪，该仪器主要用于测试发条的力矩曲线，未见对发条疲劳过程进行模拟，此外，其他文献也未曾报道对机械表发条疲劳过程的模拟测试。如何对机械表发条进行疲劳过程的模拟，进而检测发条的疲劳性能并判断发条的优劣及其使用寿命是当前急需解决的问题。目前机械表行业尚未见发条疲劳过程的模拟仪器。因此，本发明设计一种发条疲劳仪，通过机械系统与电气系统的配合，模拟发条的疲劳过程，为检测发条疲劳性能提供可操作手段。本发明对机械手表机心主发条疲劳性能检测具有重大意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种机械表机心发条疲劳仪，该设备采用机械系统与电气系统的配合，模拟机械表机心主发条的疲劳过程，为检测发条疲劳性能提供可操作手段，进而达到检测发条疲劳性能的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种发条疲劳仪，其特征在于：包括固定装置、电气控制机构、传动机构以及夹持机构，其中电气控制机构控制传动机构运转，传动机构与夹持机构配合；

所述的固定装置包括支架底座、竖支架和横支架，支架底座、竖支架和横支架均为板状支撑，其中支架底座水平放置，竖支架固定于支架底座上表面一端，横支架固定于竖支架的上部，横支架与支架底座平行设置；

所述的电气控制机构包括电机、控制电机正反转的控制箱和电机底座，其中控制箱固定于竖支架表面，且处于横支架与支架底座之间，电机通过电机底座支撑于横支架上表面，保持电机的输出轴水平；

所述的传动机构包括横向传动轴和纵向传动轴，其中横向传动轴的一端与电机的输出轴固定并同轴设置，横向传动轴的另一端通过轴承座固定支撑于横支架表面，在横向传动轴的中部设置横向齿轮，纵向传动轴垂直横支架表面并穿过横支架，在纵向传动轴与横支架之间设置轴承，位于横支架上方的纵向传动轴上设置纵向齿轮，横向齿轮与纵向齿轮相互啮合，并传递电机动力，纵向传动轴下端设置用于拧紧或放松发条的锁嘴；

所述的夹持机构包括空心的支撑底座，支撑底座通过螺栓固定于支架底座上表面，支架底座上设有一个与支撑底座空心部分同轴的通孔，在支撑底座的空心处穿过圆柱形支撑柱，支撑柱上端通过螺钉固定圆环形支撑台，支撑台内部通过销钉与发条盒夹具固定，支撑柱外套设弹簧，弹簧两端分别顶住支撑台和支撑底座，支撑柱下部插入支撑底座内，并在支撑柱底端的圆柱表面设置凸起的支撑片，在弹簧压缩的情况下，带动支撑柱沿着支撑底座空心向下滑动，支撑片穿过所述支撑底座上的通孔，并转动支撑片固定弹簧。

对上述方案作进一步优选，所述的锁嘴与纵向传动轴之间为过盈配合，在配合面处，锁嘴上设有凸台，纵向传动轴上设置与凸台配合的槽口，锁嘴与发条盒夹具中条轴之间为卡接过盈配合。

对上述方案作进一步优选，所述的锁嘴与纵向传动轴之间过盈配合的过盈量为0.02～0.04mm，所述的锁嘴与发条盒夹具的条轴卡接过盈配合的过盈量为0.01～0.02mm。

对上述方案作进一步优选，所述的发条盒夹具底面上开设一个钢片嵌入槽，钢片嵌入槽的宽度为0.5～3mm，钢片伸出钢片嵌入槽的长度为0.5～3mm，钢片卡住发条盒内的齿轮，固定发条盒。

对上述方案作进一步优选，所述的支架底座与竖支架之间以及竖支架与横支架之间均采用嵌入式固定。

对上述方案作进一步优选，所述的发条盒夹具中部设置固定发条盒的发条盒放置腔，随着弹簧的弹力作用下，支撑柱带动被测的发条盒进行上下调节，调节距离为5～20mm，并通过旋转支撑柱和支撑片，将发条盒定位。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明的发条疲劳仪，利用机械传动机构与电气控制机构的配合，对发条疲劳过程模拟的次数和旋转方向进行有效控制，通过齿轮传输以及弹簧支撑柱与支撑片的配合紧固被测对象，并能保证装夹方便，测试简便。本发明所述的发条疲劳仪结构简单，布局合理，操作方便，同时对发条疲劳过程的模拟具有极强的操控性。本发明能直接模拟发条的疲劳过程，为检测发条疲劳性能提供可操作手段，从而预测发条寿命，对预测机械机心工作年限及可靠性能有积极的帮助，能提早预防机心发条疲劳问题，降低故障表返修率，从而提高机械手表质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的的立体结构示意图；

图2为发条盒夹具俯视图；

图3为发条盒夹具的仰视图；

图4为图2中A-A的剖面视图；

图5为卡紧发条盒并模拟疲劳过程时的状态下支撑柱、支撑片与支撑底座配合的剖视图；

图6为非模拟测试时的状态下支撑柱、支撑片与支撑底座配合的剖视图(相对于图5，图6所示支撑片与支撑柱顺时针旋转了90°)；

图7为锁嘴的结构示意图；

图中标识说明：1、电气控制机构，2、传动机构，3、夹持机构，4、固定装置；

10、电机；11、控制箱；12、电机底座；

20、横向传动轴；21、横向齿轮；22、纵向齿轮；23、轴承座；24、纵向传动轴；25、锁嘴；

30、发条盒夹具；31、支撑台；32、弹簧；33、支撑柱；34、支撑片；35、支撑底座；

41、支架底座；42、竖支架；43、横支架；

300、钢片嵌入槽；301、发条盒放置腔。

具体实施方式

根据附图1可知，本发明具体为一种发条疲劳仪，可以用来对发条进行疲劳过程的模拟，以便研究发条的疲劳性能。该发条疲劳仪的结构具体包括固定装置4、电气控制机构1、传动机构2以及夹持机构3，其中电气控制机构1控制传动机构2运转，传动机构2与夹持机构3配合，其中固定装置4用于固定支撑其它部件，电气控制机构1用于驱动传动机构2的转速、旋转方向与转动圈数，夹持机构3用于对发条盒进行固定，并利用传动机构2与夹持机构3实现对发条盒内发条进行拧紧与放松，模拟疲劳过程。

在附图1中，固定装置4包括支架底座41、竖支架42和横支架43，支架底座41、竖支架42和横支架43均为板状支撑，其中竖支架42固定于支架底座41上表面一端，横支架43固定于竖支架42的上部，横支架43板面与支架底座41板面平行，这样支架底座41、竖支架42和横支架43三者形成一个类似“]”形状的框架结构，电气控制机构1与传动机构2设置在竖支架42和横支架43上，夹持机构3与竖支架42之间固定配合，这样在框架结构的凹腔内设置传动机构2与夹持机构3的相互配合。同时，为了方便连接，支架底座41与竖支架42之间以及竖支架42与横支架43之间均采用嵌入式固定，并采用螺栓紧固。

在附图1中，电气控制机构1包括电机10、控制电机10正反转的控制箱11和电机底座12，其中控制箱11固定于竖支架42表面，且处于横支架43与支架底座41之间，电机10通过电机底座12支撑于横支架43上表面，保持电机10的输出轴水平；控制箱11用来控制电机10的转动方向、上条圈数和上条方向，可以按照要求设置正反转圈数及总圈数。

在附图1中，传动机构2包括横向传动轴20和纵向传动轴24，其中横向传动轴20的一端与电机10的输出轴固定并同轴设置，横向传动轴20的另一端通过轴承座23固定于横支架43表面，在横向传动轴20的中部设置横向齿轮21，纵向传动轴24垂直横支架43表面并穿过横支架43，在纵向传动轴24与横支架43之间设置轴承，位于横支架43上方的纵向传动轴24上设置纵向齿轮22，横向齿轮21与纵向齿轮22为斜齿轮，之间相互啮合，并传递电机10的动力，纵向传动轴24下端设置用于拧紧或放松发条的锁嘴25；该传动机构2在运转时，设置电机10正转N圈后反转N圈，持续往复。当电机10带动横向齿轮21旋转时，横向齿轮21以一定的传动比将动力传输到纵向齿轮22上，一般该传动比为1：1，纵向齿轮22则带动纵向传动轴24连同锁嘴25进行顺时针旋转或逆时针旋转，锁嘴25进而带动发条盒组件的条轴旋转，使发条拧紧或放松。

在附图5和6中，夹持机构3包括空心的支撑底座35，支撑底座35通过均布的四颗螺栓固定于支架底座41上表面，支架底座41上设有一个与支撑底座35空心部分同轴的通孔，在支撑底座35的空心处穿过圆柱形支撑柱33，支撑柱33上端通过螺钉固定圆环形支撑台31，支撑台31内部通过销钉与发条盒夹具30固定，支撑柱33外套设弹簧32，弹簧32两端分别顶住支撑台31和支撑底座35，支撑柱33下部插入支撑底座35内，并在支撑柱33底端的圆柱表面设置凸起的支撑片34，在弹簧压缩的情况下，带动支撑柱33沿着支撑底座35空心向下滑动，支撑片34穿过所述支撑底座35上的通孔，并转动支撑片34固定弹簧32。支撑柱33可在支撑底座35中随弹簧的缩放上下滑动，支撑片34可在弹簧压缩最低点时转动从而固定弹簧。

如附图2-4中，发条盒夹具30底面上开设一个钢片嵌入槽300，钢片嵌入槽300的宽度为0.5～3mm，钢片伸出钢片嵌入槽330的长度为0.5～3mm，钢片卡住发条盒内的齿轮，固定发条盒。发条盒夹具30中部设置固定发条盒的发条盒放置腔301，随着弹簧32的弹力作用下，支撑柱33带动被测的发条盒进行上下调节，调节距离为5～20mm，并通过旋转支撑柱33和支撑片34，将发条盒定位。

对于小型的普通发条，在发条盒夹具30上开有一宽度为1mm的钢片嵌入槽300，用于固定钢片,该钢片伸出钢片嵌入槽300大约1mm左右，用于卡住发条盒底部齿轮从而固定发条盒。此外，上述支撑柱33可对被测的发条盒进行上下调节，调节距离为10mm，并可通过支撑片34的旋转将发条盒定位。

如附图7所示，锁嘴25与纵向传动轴24之间为过盈配合，在配合面处，锁嘴25上设有凸台，纵向传动轴24上设置与凸台配合的槽口，锁嘴25通过这样一个卡口结构能稳定的固定在纵向传动轴24上。锁嘴25与发条盒夹具30中条轴卡接过盈配合。锁嘴25与纵向传动轴24之间过盈配合的过盈量为0.03mm，所述的锁嘴25与发条盒夹具30的条轴卡接过盈配合的过盈量为0.02mm。锁嘴25采用过盈配合与纵向传动轴24配合，并可卡住发条盒组件中的条轴。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种发条疲劳仪，其特征在于：包括固定装置（4）、电气控制机构（1）、传动机构（2）以及夹持机构（3），其中电气控制机构（1）控制传动机构（2）运转，传动机构（2）与夹持机构（3）配合；

所述的固定装置（4）包括支架底座（41）、竖支架（42）和横支架（43），支架底座（41）、竖支架（42）和横支架（43）均为板状支撑，其中支架底座（41）水平放置，竖支架（42）固定于支架底座（41）上表面一端，横支架（43）固定于竖支架（42）的上部，横支架（43）与支架底座（41）平行设置；

所述的电气控制机构（1）包括电机（10）、控制电机（10）正反转的控制箱（11）和电机底座（12），其中控制箱（11）固定于竖支架（42）表面，且处于横支架（43）与支架底座（41）之间，电机（10）通过电机底座（12）支撑于横支架（43）上表面，保持电机（10）的输出轴水平；

所述的传动机构（2）包括横向传动轴（20）和纵向传动轴（24），其中横向传动轴（20）的一端与电机（10）的输出轴固定并同轴设置，横向传动轴（20）的另一端通过轴承座（23）固定支撑于横支架（43）表面，在横向传动轴（20）的中部设置横向齿轮（21），纵向传动轴（24）垂直横支架（43）表面并穿过横支架（43），在纵向传动轴（24）与横支架（43）之间设置轴承，位于横支架（43）上方的纵向传动轴（24）上设置纵向齿轮（22），横向齿轮（21）与纵向齿轮（22）相互啮合，并传递电机（10）动力，纵向传动轴（24）下端设置用于拧紧或放松发条的锁嘴（25）；

所述的夹持机构（3）包括空心的支撑底座（35），支撑底座（35）通过螺栓固定于支架底座（41）上表面，支架底座（41）上设有一个与支撑底座（35）空心部分同轴的通孔，在支撑底座（35）的空心处穿过圆柱形支撑柱（33），支撑柱（33）上端通过螺钉固定圆环形支撑台（31），支撑台（31）内部通过销钉与发条盒夹具（30）固定，支撑柱（33）外套设弹簧（32），弹簧（32）两端分别顶住支撑台（31）和支撑底座（35），支撑柱（33）下部插入支撑底座（35）内，并在支撑柱（33）底端的圆柱表面设置凸起的支撑片（34），在弹簧压缩的情况下，带动支撑柱（33）沿着支撑底座（35）空心向下滑动，支撑片（34）穿过所述支撑底座（35）上的通孔，并转动支撑片（34）固定弹簧（32）；

所述的锁嘴（25）与纵向传动轴（24）之间为过盈配合，在配合面处，锁嘴（25）上设有凸台，纵向传动轴（24）上设置与凸台配合的槽口，锁嘴（25）与发条盒夹具（30）中条轴之间为卡接过盈配合；

所述的支架底座（41）与竖支架（42）之间以及竖支架（42）与横支架（43）之间均采用嵌入式固定。

2.根据权利要求1所述的一种发条疲劳仪，其特征在于：所述的锁嘴（25）与纵向传动轴（24）之间过盈配合的过盈量为0.02～0.04mm，所述的锁嘴（25）与发条盒夹具（30）的条轴卡接过盈配合的过盈量为0.01～0.02mm。

3.根据权利要求1所述的一种发条疲劳仪，其特征在于：所述的发条盒夹具（30）底面上开设一个钢片嵌入槽（300），钢片嵌入槽（300）的宽度为0.5～3mm，钢片伸出钢片嵌入槽（330）的长度为0.5～3mm，钢片卡住发条盒内的齿轮，固定发条盒。

4.根据权利要求1所述的一种发条疲劳仪，其特征在于：所述的发条盒夹具（30）中部设置固定发条盒的发条盒放置腔（301），随着弹簧（32）的弹力作用下，支撑柱（33）带动被测的发条盒进行上下调节，调节距离为5～20mm，并通过旋转支撑柱（33）和支撑片（34），将发条盒定位。