CN108267309B - 一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置 - Google Patents

一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置，包括工作台、电机、驱动凸轮组件、直杆、顶架板、轴承端盖和支架件，工作台上设有四个圆柱孔，电机与工作台连接，电机的输出轴上设有花键轴，支架件上端与顶架板连接，下端与工作台连接，驱动凸轮组件由圆柱凸轮、法兰端盖和往复杆组成，圆柱凸轮外壁上设有曲线槽，圆柱凸轮下端与工作台转动连接，法兰端盖与圆柱凸轮上端面连接，法兰端盖上端中心设有端轴，端轴与顶架板转动连接，支架件下端设有通孔，直杆上端与压套连接，直杆下端穿过通孔和圆柱孔，实现同时对多个弹簧进行疲劳强度测试，测试弹簧出现疲劳破坏的工作频率，实现定期更换弹簧，避免因为弹簧疲劳破坏造成机械事故。

Description

一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置
技术领域
本发明属于弹簧测试装置技术领域，具体地说，本发明涉及一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置。
背景技术
机械零件，如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等，在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力(也称循环应力)。在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。
疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用下会产生破坏的最大应力，称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，金属材料并不可能作无限多次交变载荷试验。一般试验时规定，钢在经受10ˇ7次方、非铁(有色)金属材料经受10ˇ8次方交变载荷作用时不产生断裂时的最大应力称为疲劳强度。当施加的交变应力是对称循环应力时，所得的疲劳强度用σ–1表示。
疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。据统计，在机械零件失效中大约有80％以上属于疲劳破坏，而且疲劳破坏前没有明显的变形，所以疲劳破坏经常造成重大事故，所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件进行疲劳强度测试是保证零部件工作安全性的保障。
发明内容
本发明提供一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置，实现了同时对多个弹簧进行疲劳强度测试，测试出弹簧出现疲劳破坏的工作频率，实现定期更换弹簧，避免因为弹簧的疲劳破坏造成机械事故；同时该装置采用了驱动凸轮组件，结构紧凑，节约使用空间，也方便运输。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置，包括工作台、电机、驱动凸轮组件、直杆、顶架板、轴承端盖和支架件，所述工作台下端设有支腿，所述工作台上设有四个圆柱孔，所述电机与工作台通过螺栓连接，所述电机的输出轴上设有花键轴，所述支架件上端与顶架板通过螺栓连接，下端与工作台通过螺栓连接，所述驱动凸轮组件由圆柱凸轮、法兰端盖和往复杆组成，所述圆柱凸轮外壁上设有曲线槽，所述圆柱凸轮下端设有花键孔，且花键轴与花键孔连接，所述圆柱凸轮下端通过滚动轴承与工作台转动连接，所述法兰端盖与圆柱凸轮上端面连接，所述法兰端盖上端中心设有端轴，所述端轴通过滚动轴承与顶架板转动连接，所述往复杆一端设有滚子，且滚子与往复杆转动连接，中间设有滚套，且滚套与往复杆转动连接，另外一端设有压套，且滚子嵌于曲线槽中，所述支架件下端设有通孔，且支架件安装后，其上的通孔与圆柱孔对齐，所述直杆上端与压套通过螺旋副连接，直杆下端穿过通孔和圆柱孔，所述轴承端盖与顶架板通过螺栓连接。
优选的，所述支架件上设有长槽，且所述滚套可在长槽中滚动。
优选的，所述曲线槽为封闭式曲线槽。
优选的，所述支架件为“C”型结构。
采用以上技术方案的有益效果是：该紧凑型弹簧疲劳强度测试装置，将待测试的弹簧放置在通孔上方，然后将直杆从工作台上的圆柱孔往上穿过通孔，然后使直杆从待测试的弹簧中间穿过，并将直杆上端通过螺纹拧合在压套下端，然后待四个待测试的弹簧安装好后，启动电机，电机通过花键轴与花键孔的连接方式驱动圆柱凸轮转动，然后在圆柱凸轮外壁上的曲线槽的约束驱动下，往复杆上下运动，因为往复杆一端设有滚子，且滚子与往复杆转动连接，中间设有滚套，且滚套与往复杆转动连接，所以滚子在曲线槽中可滚动，所述滚套可在长槽中滚动，且长槽起到约束往复杆只在上下方向上往复运动，在电机的驱动作用下，圆柱凸轮旋转通过曲线槽在支架件上的长槽的约束下，使得压套在上下方向上运动，对套设在直杆外的待测试的弹簧进行往复式压缩，实现了同时对多个弹簧进行疲劳强度测试，测试出弹簧出现疲劳破坏的工作频率，实现定期更换弹簧，避免因为弹簧的疲劳破坏造成机械事故。
因为所述驱动凸轮组件由圆柱凸轮、法兰端盖和往复杆组成，采用圆柱凸轮同时驱动四个往复杆运动，使得该装置结构紧凑，节约使用空间，也方便运输；所述支架件上设有长槽，且所述滚套可在长槽中滚动，保证了往复杆只在上下方向上往复运动。
附图说明
图1是该紧凑型弹簧疲劳强度测试装置主视图；
图2是该紧凑型弹簧疲劳强度测试装置俯视图；
图3是A-A剖视图；
图4是支架件结构示意图；
其中：
1、工作台；2、电机；3、驱动凸轮组件；4、直杆；5、顶架板；6、轴承端盖；7、支架件；10、支腿；11、圆柱孔；20、花键轴；30、圆柱凸轮；30-1、曲线槽；30-2、花键孔；31、法兰端盖；31-1、端轴；32、往复杆；32-1、滚子；32-2、滚套；32-3、压套；70、长槽；71、通孔。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图4所示，本发明是一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置，实现了同时对多个弹簧进行疲劳强度测试，测试出弹簧出现疲劳破坏的工作频率，实现定期更换弹簧，避免因为弹簧的疲劳破坏造成机械事故；同时该装置采用了驱动凸轮组件，结构紧凑，节约使用空间，也方便运输。
具体的说，如图1至图4所示，包括工作台1、电机2、驱动凸轮组件3、直杆4、顶架板5、轴承端盖6和支架件7，如图1、图2所示，所述工作台1下端设有支腿10，所述工作台1上设有四个圆柱孔11，所述电机2与工作台1通过螺栓连接，如图3所示，所述电机2的输出轴上设有花键轴20，所述支架件7上端与顶架板5通过螺栓连接，下端与工作台1通过螺栓连接，所述驱动凸轮组件3由圆柱凸轮30、法兰端盖31和往复杆32组成，所述圆柱凸轮30外壁上设有曲线槽30-1，如图1、图3所示，所述圆柱凸轮30下端设有花键孔30-2，且花键轴20与花键孔30-2连接，所述圆柱凸轮30下端通过滚动轴承与工作台1转动连接，所述法兰端盖31与圆柱凸轮30上端面连接，所述法兰端盖31上端中心设有端轴31-1，所述端轴31-1通过滚动轴承与顶架板5转动连接，所述往复杆32一端设有滚子32-1，且滚子32-1与往复杆32转动连接，中间设有滚套32-2，且滚套32-2与往复杆32转动连接，另外一端设有压套32-3，且滚子32-1嵌于曲线槽30-1中，所述支架件7下端设有通孔71，且支架件7安装后，其上的通孔71与圆柱孔11对齐，所述直杆4上端与压套32-3通过螺旋副连接，直杆4下端穿过通孔71和圆柱孔11，所述轴承端盖6与顶架板5通过螺栓连接。
如图4所示，所述支架件7上设有长槽70，且所述滚套32-2可在长槽70中滚动。
所述曲线槽30-1为封闭式曲线槽。
如图1、图4所示，所述支架件7为“C”型结构。
以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：
该紧凑型弹簧疲劳强度测试装置，将待测试的弹簧放置在通孔71上方，然后将直杆4从工作台1上的圆柱孔11往上穿过通孔71，然后使直杆4从待测试的弹簧中间穿过，并将直杆4上端通过螺纹拧合在压套32-3下端，然后待四个待测试的弹簧安装好后，启动电机2，电机2通过花键轴20与花键孔30-2的连接方式驱动圆柱凸轮30转动，然后在圆柱凸轮30外壁上的曲线槽30-1的约束驱动下，往复杆32上下运动，因为往复杆32一端设有滚子32-1，且滚子32-1与往复杆32转动连接，中间设有滚套32-2，且滚套32-2与往复杆32转动连接，所以滚子32-1在曲线槽30-1中可滚动，所述滚套32-2可在长槽70中滚动，且长槽70起到约束往复杆32只在上下方向上往复运动，在电机2的驱动作用下，圆柱凸轮30旋转通过曲线槽30-1在支架件7上的长槽70的约束下，使得压套32-3在上下方向上运动，对套设在直杆4外的待测试的弹簧进行往复式压缩，实现了同时对多个弹簧进行疲劳强度测试，测试出弹簧出现疲劳破坏的工作频率，实现定期更换弹簧，避免因为弹簧的疲劳破坏造成机械事故。
因为所述驱动凸轮组件3由圆柱凸轮30、法兰端盖31和往复杆32组成，采用圆柱凸轮30同时驱动四个往复杆32运动，使得该装置结构紧凑，节约使用空间，也方便运输；所述支架件7上设有长槽70，且所述滚套32-2可在长槽70中滚动，保证了往复杆32只在上下方向上往复运动。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置，其特征在于：包括工作台(1)、电机(2)、驱动凸轮组件(3)、直杆(4)、顶架板(5)、轴承端盖(6)和支架件(7)，所述工作台(1)下端设有支腿(10)，所述工作台(1)上设有四个圆柱孔(11)，所述电机(2)与工作台(1)通过螺栓连接，所述电机(2)的输出轴上设有花键轴(20)，所述支架件(7)上端与顶架板(5)通过螺栓连接，下端与工作台(1)通过螺栓连接，所述驱动凸轮组件(3)由圆柱凸轮(30)、法兰端盖(31)和往复杆(32)组成，所述圆柱凸轮(30)外壁上设有曲线槽(30-1)，所述圆柱凸轮(30)下端设有花键孔(30-2)，且花键轴(20)与花键孔(30-2)连接，所述圆柱凸轮(30)下端通过滚动轴承与工作台(1)转动连接，所述法兰端盖(31)与圆柱凸轮(30)上端面连接，所述法兰端盖(31)上端中心设有端轴(31-1)，所述端轴(31-1)通过滚动轴承与顶架板(5)转动连接，所述往复杆(32)一端设有滚子(32-1)，且滚子(32-1)与往复杆(32)转动连接，中间设有滚套(32-2)，且滚套(32-2)与往复杆(32)转动连接，另外一端设有压套(32-3)，且滚子(32-1)嵌于曲线槽(30-1)中，所述支架件(7)下端设有通孔(71)，且支架件(7)安装后，其上的通孔(71)与圆柱孔(11)对齐，所述直杆(4)上端与压套(32-3)通过螺旋副连接，直杆(4)下端穿过通孔(71)和圆柱孔(11)，所述轴承端盖(6)与顶架板(5)通过螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置，其特征在于：所述支架件(7)上设有长槽(70)，且所述滚套(32-2)可在长槽(70)中滚动。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置，其特征在于：所述曲线槽(30-1)为封闭式曲线槽。
4.根据权利要求1所述的一种紧凑型弹簧疲劳强度测试装置，其特征在于：所述支架件(7)为“C”型结构。
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