CN110186665A - 一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及弹簧测量相关技术领域，具体是一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置及其使用方法，包括工作台；所述工作台的上端一侧设置有承接板，承接板上分别设置有用于连接检测弹簧两端的固定块和活动块，所述活动块通过活动杆与驱动组件连接，所述驱动组件包括转盘，转盘的偏心位置处设置有至少两个第一卡槽，第一卡槽的内侧插放有与连接在活动杆上的连接杆转动连接的插销。本发明设计新颖，通过在转盘的偏心位置处设置有两个第一卡槽，第一卡槽的内侧插放有与连接在活动杆上的连接杆转动连接的插销，当插销的位置发生改变时，检测弹簧的拉伸长度发生改变，从而实现在不同弹性形变的情况下，对检测弹簧的使用寿命进行测量。

Description

一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及弹簧测量相关技术领域，具体是一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置及其使用方法。

背景技术

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。亦作“ 弹簧 ”。一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。

现有的弹簧寿命试验装置，是利用往复直线运动的方式来进行试验。

权公告日为2014.12.03、授权公告号为CN203981517U的中国发明专利公开的一种弹簧疲劳测试装置，该装置包括滑轨，滑轨上沿滑轨的延伸方向间隔设置有弹簧座和滑块，弹簧座与滑轨固定连接，滑块能够沿滑轨导向移动，滑块通过连杆与凸轮连接，凸轮转动带动滑块沿滑轨往复运动，凸轮、连杆、滑块和滑轨组成了一个曲柄滑块机构，凸轮构成曲柄滑块机构的曲柄。该弹簧疲劳测试装置在测试时，将弹簧连接在弹簧座和滑块之间，凸轮不停转动带动滑块往复运动，进而对弹簧进行重复拉伸。

上述专利在进行试验时，无法实现不同弹性形变量的情况下，弹簧的使用寿命测量，存在局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置，包括工作台；所述工作台的下端固定有支腿，所述工作台的上端一侧设置有承接板，承接板上分别设置有用于连接检测弹簧两端的固定块和活动块，所述活动块通过活动杆与驱动组件连接，驱动组件驱动活动块往复性左右移动，所述驱动组件包括转盘，转盘转动安装在传动箱的上端且由电机驱动，转盘的偏心位置处设置有至少两个第一卡槽，第一卡槽的内侧插放有与连接在活动杆上的连接杆转动连接的插销，当插销的位置发生改变时，检测弹簧的拉伸长度发生改变。

作为本发明进一步的方案：位于所述传动箱内的电机通过锥齿轮组与转盘的转轴转动连接，其中，锥齿轮组由两个相互垂直且啮合的锥齿轮组成。

作为本发明再进一步的方案：所述活动块的下端固定有滑块，滑块与设置在承接板上的滑槽滑动配合。

作为本发明再进一步的方案：所述传动箱通过与之固定连接的夹板滑动安装在设置于工作台上的导轨上，且通过设置在夹板上的锁止机构固定，所述夹板上还设置有解锁组件，当解锁组件触发时，传动箱在导轨上进行位置调节。

作为本发明再进一步的方案：所述锁止机构包括设置在导轨下端的至少两个第二卡槽和与解锁组件连接的活动销，在锁止机构处于锁止状态时，活动销卡放在第二卡槽内。

作为本发明再进一步的方案：所述解锁组件包括牵引绳和连接块，连接块固定在移动把上且通过牵引绳与活动销连接。

作为本发明再进一步的方案：所述夹板上位于移动把下端的位置处固定有手柄。

作为本发明再进一步的方案：所述活动杆的内侧插放有调节杆，调节杆远离活动杆的一端与连接杆铰接，所述调节杆上设置有至少两个第三卡槽，活动杆上设置有贯穿活动杆侧壁的固定销，固定销与第三卡槽卡接配合。

一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置的使用方法，具体步骤如下：

S1、将需要测量的检测弹簧分别挂设在固定块和活动块之间，并确保检测弹簧处于未发生形变状态；

S2、根据检测弹簧所需发生的形变量进行插销位置的选择，其中检测弹簧的形变量,∆ X=2R，其中R为插销距离转盘的圆心距离；

S3、通过解锁组件使传动箱处于未锁止状态，随后调节传动箱的位置，使得连接杆和活动杆处于同一条线上，通过设置的调节杆进行微调；

S4、启动电机驱动转盘发生转动，进行测量，并记录；

S5、更换检测弹簧，重复上述S1、S2、S3和S4。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，通过在转盘的偏心位置处设置有至少两个第一卡槽，第一卡槽的内侧插放有与连接在活动杆上的连接杆转动连接的插销，当插销的位置发生改变时，检测弹簧的拉伸长度发生改变，从而实现在不同弹性形变的情况下，对检测弹簧的使用寿命进行测量，实用性强。

附图说明

图1为基于胡克定律的弹簧寿命试验装置实施例一的结构示意图。

图2为基于胡克定律的弹簧寿命试验装置实施例一的剖面图。

图3为基于胡克定律的弹簧寿命试验装置实施例二的剖面图。

图4为基于胡克定律的弹簧寿命试验装置实施例二中活动杆与调节杆的连接状态示意图。

图5为图2中A处的结构放大图。

图中：1-工作台、2-承接板、3-支腿、4-固定块、5-检测弹簧、6-活动块、7-活动杆、8-连接杆、9-插销、10-转盘、11-传动箱、12-导轨、13-夹板、14-手柄、15-移动把、16-第一卡槽、17-锥齿轮组、18-电机、19-活动销、20-第二卡槽、21-复位弹簧、22-牵引绳、23-连接块、24-固定销、25-调节杆、26-第三卡槽。

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。

实施例一

请参阅图1、2和5，本发明实施例中，一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置，包括工作台1；所述工作台1的下端固定有支腿3，支腿3起到有效的支撑作用，所述工作台1的上端一侧设置有承接板2，承接板2上分别设置有用于连接检测弹簧5两端的固定块4和活动块6，所述活动块6通过活动杆7与驱动组件连接，驱动组件驱动活动块6往复性左右移动，从而实现对检测弹簧5的多次拉伸，实现检测弹簧5的使用寿命测量，所述驱动组件包括转盘10，转盘10转动安装在传动箱11的上端且由电机18驱动，转盘10的偏心位置处设置有至少两个第一卡槽16，第一卡槽16的内侧插放有与连接在活动杆7上的连接杆8转动连接的插销9，当插销9的位置发生改变时，检测弹簧5的拉伸长度发生改变，从而实现在不同弹性形变的情况下，对检测弹簧5的使用寿命进行测量。

上述在进行不同形变量测量时，在弹簧弹性系数恒定的情况下，弹簧的形变量直接影响弹簧的使用寿命，由于本申请中，通过电机18驱动转盘10转动进行力的输出，其输出力是根据弹簧形变量而改变的，此处主要利用的是胡克定律：F=K*X。

具体来说，位于所述传动箱11内的电机18通过锥齿轮组17与转盘10的转轴转动连接，其中，锥齿轮组17由两个相互垂直且啮合的锥齿轮组成，从而实现力的转向传递作用。

为了实现活动块6在移动过程中的稳定性，所述活动块6的下端固定有滑块，滑块与设置在承接板2上的滑槽滑动配合，从而实现活动块6的线性滑动。

由于活动杆7和连接杆8的长度固定，在进行插销9的位置调节后，必然无法进行正方驱动工作，因此，本申请对驱动组件进行的优化，所述传动箱11通过与之固定连接的夹板13滑动安装在设置于工作台1上的导轨12上，且通过设置在夹板13上的锁止机构固定，所述夹板13上还设置有解锁组件，当解锁组件触发时，传动箱11可在导轨12上进行位置调节。

具体来说，所述锁止机构包括设置在导轨12下端的至少两个第二卡槽20和与解锁组件连接的活动销19，在锁止机构处于锁止状态时，活动销19卡放在第二卡槽20内。

进一步来说，所述解锁组件包括牵引绳22和连接块23，连接块23固定在移动把15上且通过牵引绳22与活动销19连接，在具体使用过程中，通过拉动移动把15实现活动销19脱离第二卡槽20，从而实现解锁，为了实现活动销19的复位，所述活动销19上安装有复位弹簧21。

优选的，为了方便移动把15的拉动，所述夹板13上位于移动把15下端的位置处固定有手柄14。

实施例二

请参阅图3和4，本发明实施例中，还提出了另一种实施例来完善本申请，具体的，所述活动杆7的内侧插放有调节杆25，调节杆25远离活动杆7的一端与连接杆8铰接，所述调节杆25上设置有至少两个第三卡槽26，活动杆7上设置有贯穿活动杆7侧壁的固定销24，固定销24与第三卡槽26卡接配合，从而实现活动杆25伸出活动杆7长度的调节，进而实现微调。

实施例三

本发明在具体实施过程中，还提出了一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置的使用方法，具体步骤如下：

S1、将需要测量的检测弹簧5分别挂设在固定块4和活动块6之间，并确保检测弹簧5处于未发生形变状态；

S2、根据检测弹簧5所需发生的形变量进行插销9位置的选择，其中检测弹簧5的形变量∆X=2R,其中R为插销9距离转盘10的圆心距离；

S3、通过解锁组件使传动箱11处于未锁止状态，随后调节传动箱11的位置，使得连接杆8和活动杆7处于同一条线上，通过设置的调节杆25进行微调，实现检测弹簧5、活动杆7和连接杆8均处于同一水平线上；

S4、启动电机18驱动转盘10发生转动，从而实现测量，并记录；

S5、更换检测弹簧5，重复上述S1、S2、S3和S4，从而实现在不同形变量下，测量检测弹簧5的使用寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置，包括工作台（1）；所述工作台（1）的下端固定有支腿（3），所述工作台（1）的上端一侧设置有承接板（2），承接板（2）上分别设置有用于连接检测弹簧（5）两端的固定块（4）和活动块（6），所述活动块（6）通过活动杆（7）与驱动组件连接，驱动组件驱动活动块（6）往复性左右移动，其特征在于，所述驱动组件包括转盘（10），转盘（10）转动安装在传动箱（11）的上端且由电机（18）驱动，转盘（10）的偏心位置处设置有至少两个第一卡槽（16），第一卡槽（16）的内侧插放有与连接在活动杆（7）上的连接杆（8）转动连接的插销（9），当插销（9）的位置发生改变时，检测弹簧（5）的拉伸长度发生改变。

2.根据权利要求1所述的一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置，其特征在于，位于所述传动箱（11）内的电机（18）通过锥齿轮组（17）与转盘（10）的转轴转动连接，其中，锥齿轮组（17）由两个相互垂直且啮合的锥齿轮组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置，其特征在于，所述活动块（6）的下端固定有滑块，滑块与设置在承接板（2）上的滑槽滑动配合。

4.根据权利要求2所述的一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置，其特征在于，所述传动箱（11）通过与之固定连接的夹板（13）滑动安装在设置于工作台（1）上的导轨（12）上，且通过设置在夹板（13）上的锁止机构固定，所述夹板（13）上还设置有解锁组件，当解锁组件触发时，传动箱（11）在导轨（12）上进行位置调节。

5.根据权利要求4所述的一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置，其特征在于，所述锁止机构包括设置在导轨（12）下端的至少两个第二卡槽（20）和与解锁组件连接的活动销（19），在锁止机构处于锁止状态时，活动销（19）卡放在第二卡槽（20）内。

6.根据权利要求5所述的一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置，其特征在于，所述解锁组件包括牵引绳（22）和连接块（23），连接块（23）固定在移动把（15）上且通过牵引绳（22）与活动销（19）连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置，其特征在于，所述夹板（13）上位于移动把（15）下端的位置处固定有手柄（14）。

8.根据权利要求1所述的一种基于胡克定律的弹簧寿命试验装置，其特征在于，所述活动杆（7）的内侧插放有调节杆（25），调节杆（25）远离活动杆（7）的一端与连接杆（8）铰接，所述调节杆（25）上设置有至少两个第三卡槽（26），活动杆（7）上设置有贯穿活动杆（7）侧壁的固定销（24），固定销（24）与第三卡槽（26）卡接配合。

9.一种如权利要求1-8任一所述基于胡克定律的弹簧寿命试验装置的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、将需要测量的检测弹簧（5）分别挂设在固定块（4）和活动块（6）之间，并确保检测弹簧（5）处于未发生形变状态；

S2、根据检测弹簧（5）所需发生的形变量进行插销（9）位置的选择，其中检测弹簧（5）的形变量∆X=2R,其中R为插销（9）距离转盘（10）的圆心距离；

S3、通过解锁组件使传动箱（11）处于未锁止状态，随后调节传动箱（11）的位置，使得连接杆（8）和活动杆（7）处于同一条线上，通过设置的调节杆（25）进行微调；

S4、启动电机（18）驱动转盘（10）发生转动，进行测量，并记录；

S5、更换检测弹簧（5），重复上述S1、S2、S3和S4。