CN108931371A - 一种连续可调弹簧负载模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续可调弹簧负载模拟器，包括力臂枢轴和力臂限位螺钉；所述直线滑轨共有两条，其中一条刻有当量刚度刻度线和数字，它们固定于安装框架内上顶面；所述滑块设有两件分别安装在两条直线导轨上，滑块下表面安装L型承载板；所述力臂枢轴穿过力臂的右端固定在安装框架左下部；本发明结构简单，便于加工制作，成本较低，可以在操作杆件、钢丝拉索等小载荷零件的疲劳试验设备中，作为负载模拟器使用。在试验条件设置过程中实现负载弹簧当量刚度的连续可调节，节省试验准备时间，免于对弹簧进行更改或者更换，可操作性强，同时能够使负载上、下限值同时满足试验法规要求。

Description

一种连续可调弹簧负载模拟器

技术领域

本发明属于机械测试技术领域，更具体地说，特别涉及一种连续可调弹簧负载模拟器。

背景技术

弹簧负载模拟器用于操作杆件、钢丝拉索等小载荷零件的疲劳试验设备中，作为负载模拟器使用，测试小载荷零件的负载性能和疲劳寿命，广泛应用于汽车、工程机械等生产厂家和机械领域的试验室。

基于上述，本发明人发现，当前普遍使用的弹簧负载模拟器存在如下不足：

1、负载模拟器中弹簧(当量)刚度不能实现连续可调，只能通过：增、减、串、并和更换等方式来改变弹簧负载模拟器的刚度，且调整过程繁琐；

2、在规定工作行程的前提下，不能使负载上、下限值同时满足试验法规要求。

于是有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种连续可调弹簧负载模拟器，以期达到更具有实用价值的目的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种连续可调弹簧负载模拟器，以解决现有刚度不能连续可调，不能满足上下限值同时满足试验法规的问题。

本发明一种连续可调弹簧负载模拟器，由以下具体技术手段所达成：

一种连续可调弹簧负载模拟器，包括安装框架，力臂，牛眼轴承，弹簧座，负载模拟弹簧，弹簧导杆，预紧位移标尺，预紧位移指针，工作拉索，直线滑轨，预紧调节螺杆，滑块，当量刚度指针，弹簧预紧压板，L型承载板，当量刚度调整螺杆，循环球轴承，力臂枢轴和力臂限位螺钉；所述安装框架为矩形框架结构；所述直线滑轨共有两条，固定于安装框架内上顶面，其中一条刻有当量刚度刻度线和数字；所述滑块设有两处，可在直线导轨上做水平滑动；所述滑块下面连接有L型承载板、两处弹簧导杆和弹簧座；所述预紧调节螺杆下端通过光孔与弹簧预紧压板相接触；所述弹簧预紧压板的右面装有预紧位移指针；所述L型承载板垂直边的螺孔安装了当量刚度调整螺杆；所述两处弹簧导杆上预先分别套装了两件选定参数的负载模拟弹簧；所述弹簧预紧压板套装在两处弹簧导杆上，且处于负载模拟弹簧的上边；所述力臂枢轴穿过力臂的右端固定在安装框架左下部；所述工作拉索的下端通过关节轴承与力臂右端连接；所述力臂枢轴两端固定于安装框架左下部前后两侧，力臂以力臂枢轴为回转中心可以在一定角度范围(工作行程)内摆动。

进一步的，所述L型承载板垂直边的螺孔与当量刚度调整螺杆组成螺旋传动副，当转动当量刚度调整螺杆时，L型承载板及其附属零件可在直线导轨上做水平滑动。

进一步的，所述牛眼轴承连接于弹簧座底面中心，且其万向钢球与力臂以可滚动形式相接触。

进一步的，所述L型承载板左上部装有当量刚度指针，其右面装有预紧位移标尺。

进一步的，所述当量刚度调整螺杆左端光杆部分通过循环球轴承固定在安装框架左边。

进一步的，所述力臂限位螺钉通过螺旋连接于安装框架底端。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

滑块/滑轨滑动副的设置，有利于使得L型承载板在受到当量刚度调整螺杆的推/拉力时，在直线滑轨上产生左右方向上的水平运动，进而使得当量刚度指针发生移动，在对应的滑轨刻度尺上读出所需当量刚度数值。

预紧螺杆的设置，当转动预紧螺杆时，使得弹簧压板相对L型承载板上/下移动并预紧压缩或放松两个负载弹簧，并使预紧位移指针上/下移动，在对应的预紧位移标尺上读出所需预紧位移数值。

本发明结构简单，便于加工制作，成本较低，可以在负载模拟实验过程中实现刚度的连续可调节，节省试验准备时间，免于对弹簧进行更改或者更换，可操作性强，同时能够使负载上、下限值同时满足试验法规要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明左视图。

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

1-安装框架，2-力臂，3-牛眼轴承，4-弹簧座，5-负载模拟弹簧，6-弹簧导杆，7-预紧位移标尺，8-预紧位移指针，9-工作拉索，10-直线滑轨，11-预紧调节螺杆，12-滑块，13-当量刚度指针，14-弹簧预紧压板，15-L型承载板，16-当量刚度调整螺杆，17-循环球轴承，18-力臂枢轴，19-力臂限位螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如附图1至附图2所示：一种连续可调弹簧负载模拟器，包括安装框架1，力臂2，牛眼轴承3，弹簧座4，负载模拟弹簧5，弹簧导杆6，预紧位移标尺7，预紧位移指针8，工作拉索9，直线滑轨10，预紧调节螺杆11，滑块12，当量刚度指针13，弹簧预紧压板14，L型承载板15，当量刚度调整螺杆16，循环球轴承17，力臂枢轴18和力臂限位螺钉19；所述安装框架1为矩形框架结构；所述直线滑轨10共有两条，固定于安装框架1内上顶面，其中一条刻有当量刚度刻度线和数字；所述滑块12设有两处，可在直线导轨10上做水平滑动；所述滑块12下面连接有L型承载板15、两处弹簧导杆6和弹簧座4；所述预紧调节螺杆11下端通过光孔与弹簧预紧压板14相接触；所述弹簧预紧压板14的右面装有预紧位移指针8；所述L型承载板15垂直边的螺孔安装了当量刚度调整螺杆16；；所述弹簧导杆6上预先套装了选定参数的负载模拟弹簧5，各有两处；所述弹簧预紧压板14套装在两处弹簧导杆6上，且处于负载模拟弹簧5的上边；所述力臂枢轴15穿过力臂2的右端固定在安装框架1左下部；所述工作拉索9的下端通过关节轴承与力臂2右端连接；所述力臂枢轴18两端固定于安装框架1左下部前后两侧，力臂2以力臂枢轴18为回转中心可以在一定角度范围内摆动。

其中，L型承载板15垂直边的螺孔与当量刚度调整螺杆16组成螺旋传动副，当转动当量刚度调整螺杆16时，L型承载板15及其附属零件可在直线导轨上10做水平滑动。

其中，牛眼轴承3连接于弹簧座4底面中心，且其万向钢球与力臂2以滚动形式相接触，可在操作时，使接触面不受摩擦阻力的影响。

其中，L型承载板15左上部装有当量刚度指针13，其右面装有预紧位移标尺7，用于查看位移量，从而指示当量刚度和计算预紧(下限)负载值。

其中，当量刚度调整螺杆16左端光杆部分通过循环球轴承17固定在安装框架1左边，便于调节当量刚度调节螺杆16，当量刚度调整螺杆16进行旋转光滑阻力小，并使螺旋连接的L型承载板15产生移动。

其中，力臂限位螺钉19通过螺旋连接于安装框架1底端，可对力臂2起到调节初始位置和限位的作用。

本实施例的具体使用方式与作用：

本发明中，图示箭头为工作行程范围标识；负载器“当量刚度”的定义：工作拉索9向上提拉的距离(工作行程)与所拉力之比值，负载器“当量刚度”调整原理：从原理图可以看出，随着当量刚度调整螺杆16的转动，从3～8及11～14组件整体将左右移动，在同样工作行程条件下，越往左阻力臂越短，工作拉索9所需要的拉力越小，则“当量刚度”越小，反之越大；当工作负载的下限值大于零时，可以适当旋转预紧调节螺杆11，向下预压负载模拟弹簧5，产生的预紧负载即是负载的下限值。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种连续可调弹簧负载模拟器，其特征在于：该连续可调弹簧负载模拟器包括安装框架(1)，力臂(2)，牛眼轴承(3)，弹簧座(4)，负载模拟弹簧(5)，弹簧导杆(6)，预紧位移标尺(7)，预紧位移指针(8)，工作拉索(9)，直线滑轨(10)，预紧调节螺杆(11)，滑块(12)，当量刚度指针(13)，弹簧预紧压板(14)，L型承载板(15)，当量刚度调整螺杆(16)，循环球轴承(17)，力臂枢轴(18)和力臂限位螺钉(19)；所述安装框架(1)为矩形框架结构；所述直线滑轨(10)共有两条，其中一条刻有当量刚度刻度线和数字，它们固定于安装框架(1)内上顶面；所述滑块(12)设有两件分别安装在两条直线导轨(10)上，可在直线导轨上水平滑动；所述滑块(12)下面连接有L型承载板(15)、两件弹簧导杆(6)和弹簧座(4)；所述预紧调节螺杆(11)下端通过光孔与弹簧预紧压板(14)相接触；所述弹簧预紧压板(14)的右面装有预紧位移指针(8)；所述L型承载板(15)垂直边的螺孔与当量刚度调整螺杆(16)组成螺旋传动副；所述两件弹簧导杆(6)上分别预先套装了两件选定参数的负载模拟弹簧(5)；所述弹簧预紧压板(14)套装在两处弹簧导杆(6)上，且处于负载模拟弹簧(5)的上边；所述力臂枢轴(15)穿过力臂(2)的右端固定在安装框架(1)左下部；所述工作拉索(9)的下端通过关节轴承与力臂(2)右端连接；所述力臂枢轴(18)两端固定于安装框架(1)左下部前后两侧，力臂(2)以力臂枢轴(18)为回转中心可以在一定角度范围(工作行程)内摆动。

2.如权利要求1所述连续可调弹簧负载模拟器，其特征在于：所述L型承载板(15)垂直边的螺孔与当量刚度调整螺杆(16)组成螺旋传动副，当转动当量刚度调整螺杆(16)时，L型承载板(15)及其附属零件可在直线导轨(10)上做水平滑动。

3.如权利要求1所述连续可调弹簧负载模拟器，其特征在于：所述牛眼轴承(3)连接于弹簧座(4)底面中心，且其万向钢球与力臂(2)以可滚动形式相接触。

4.如权利要求1所述连续可调弹簧负载模拟器，其特征在于：所述L型承载板(15)左上部装有当量刚度指针(13)，其右面装有预紧位移标尺(7)。

5.如权利要求1所述连续可调弹簧负载模拟器，其特征在于：所述当量刚度调整螺杆(16)左端光杆部分通过循环球轴承(17)固定在安装框架(1)左边。

6.如权利要求1所述连续可调弹簧负载模拟器，其特征在于：所述力臂限位螺钉(19)通过螺旋连接于安装框架(1)底端。