CN110455516A - 一种弹簧测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹簧测试装置及测试方法，属于弹簧测试领域。其中，一种弹簧测试装置包括：工作台，安装在工作台上方的杠杆机构，与杠杆机构相配合的凸轮组件，其中，杠杆机构包括：与工作台固定连接的高度调节组件，一端与高度调节组件转动连接的杠杆组件，安装在杠杆组件的下方的直线运动机构，以及安装在直线运动机构上的测试板，凸轮组件包括：与杠杆组件的另一端抵接的凸轮，以及与凸轮转动连接的电动机，其中，所述电动机与高度调节组件固定连接；本发明，通过高度调节组件适应不同高度的弹簧，通过杠杆组件适应不同行程的弹簧，并通过杠杆组件将凸轮的周向运动转化为对待测弹簧的直线往复运动，能够对不同高度和行程的弹簧进行疲劳检测。

Description

一种弹簧测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及弹簧测试领域，具体是一种弹簧测试装置及测试方法。

背景技术

弹簧是汽车减震系统中的一种重要元件，弹簧的性能直接影响汽车的减震系统的寿命和性能，而减震系统直接影响车主驾驶的舒适度和安全性，间接影响汽车其他元件的寿命，因此对弹簧的疲劳度进行测试是必须的。

现有弹簧疲劳检测装置是通过电机带动凸轮旋转对弹簧进行反复压缩直至弹簧损坏来检测弹簧的最大伸缩次数，这种结构的缺点在于针对不同型号的弹簧需要更换不同大小的凸轮，而且还要根据不同型号的凸轮更换适配的电动机，这种结构生产成本高，不易于使用。

因此需要提供一种能够对高度和行程不同的弹簧进行疲劳检测的装置。

发明内容

发明目的：一种弹簧测试装置及测试方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种弹簧测试装置包括：工作台，杠杆机构，所述杠杆机构包括：与工作台固定连接的高度调节组件，一端与高度调节组件转动连接的杠杆组件，安装在杠杆组件的下方的直线运动机构，以及安装在直线运动机构上的测试板。

凸轮组件，所述凸轮组件包括：与杠杆组件的另一端抵接的凸轮，以及与凸轮转动连接的电动机，其中，所述电动机与高度调节组件固定连接。

在进一步的实施例中，所述高度调节组件包括：与工作台固定连接的螺杆，以及通过螺母与螺杆固定连接的调高板，其中，所述螺杆穿过调高板，螺母与调高板的两端抵接，螺母与螺杆抵接。

为了适应不同高度的弹簧，以及为杠杆组件和凸轮组件提供稳定的工作平台，所以通过螺杆和螺母的螺接对支撑板提供支撑力，在需要调节电动机的工作高度时，使用扳手扳动螺母即可对调高板的高度进行调节。

所述杠杆组件包括：一端与调高板铰接的转动板，以及铰接在转动板下方的压块，其中，所述压块在转动板的下方做直线运动，所述压块与测试板相配合，所述压块上还安装有与电动机电连接的压力传感器。

为了适应不同行程的弹簧，利用杠杆组件工作时，杠杆组件的转动板在转动的过程中，到达支点的距离不同，位移距离也不同的特点，对不同行程的弹簧进行测试。

为了使测试结果更准确，在压板的上方安装有压力传感器，由于在工作过程中压板始终与待测弹簧抵接，所以压力传感器能够检测到待测弹簧的弹力，在待测弹簧到达极限发生断裂时，则压板与待测弹簧不再抵接，压力传感器检测不到弹力，则判定待测弹簧发生断裂，此时压力传感器像电动机发送电信号，电动机停止工作，并向工作人员显示测试结果。

在进一步的实施例中，所述直线运动机构为滚珠丝杠机构，所述测试板与滚珠丝杠机构的滚珠螺母固定连接，其中，所述滚珠丝杠机构的一端转动连接有手轮。

为了方便调节弹簧在杠杆组件下的位置，将直线运动机构设为滚珠丝杠机构，并利用滚珠丝杠机构的自锁特性为测试台提供稳定的工作环境，并且为了方便滚珠丝杠机构的使用，所以在滚珠丝杠机构的一端转动连接有手轮，在使用时直接转动手轮即可对测试台进行距离调节。

在进一步的实施例中，所述滚珠丝杠机构的一端转动连接有伺服电机，所述伺服电机与压力传感器电连接。

在这一实施例中，为了提高设备的自动化和测试精度，减少工人的体力劳动，使用伺服电机带动滚珠丝杠机构进行工作，然后在压力传感器检测到测试板到达工作位置时向伺服电机发送电信号，使伺服电机停止工作。

其中，使用手轮和使用伺服电机驱动滚珠丝杠机构这两个方案相比，使用手轮的方案生产成本更低，使用伺服电机的方案能够接收到压力传感器的电信号，提高自动化程度减少工人的体力劳动，并且因为在压力传感器检测到测试板到达工作位置时向伺服电机发送电信号，使伺服电机停止工作，所以测试精度更高。

在进一步的实施例中，所述转动板与凸轮抵接的一端安装有若干辊筒，其中，所述辊筒与凸轮抵接。

因为凸轮在工作过程中与转动板是刚性的滑动摩擦关系，使用工作时间久了对凸轮和转动板都会造成损伤，所以在转动板与凸轮抵接的一端安装有若干辊筒，使辊筒与凸轮抵接，这样在工作时，凸轮与辊筒之间为转动摩擦，可以减少转动板和凸轮的摩擦损失。

在进一步的实施例中，所述转动板与凸轮抵接的一端的下方两侧还对称安装有支撑弹簧，其中，所述支撑弹簧行程、高度和疲劳强度均大于待测弹簧。

为了避免转动板因为自身重力对待测弹簧施加额外的压力，所以在转动板与凸轮抵接的一端的下方两侧还对称安装有支撑弹簧，并且支撑弹簧行程、高度和疲劳强度均大于待测弹簧，这样在工作的过程中转动板通过压块始终与待测弹簧抵接，而又不会因为自身重力对待测弹簧施加额外的压力。

在此实施例中需要说明的是，对待测弹簧进行测试是通过将弹簧反复压缩完成的，只要有足够的位移量使待测弹簧反复的压缩即可完成待测弹簧的测试工作，因此支撑弹簧不会对待测弹簧的测试结果造成影响。

在进一步的实施例中，所述转动板上还安装有导轨以及与导轨滑动连接的滑块，所述压块与滑块铰接。

因为转动板是围绕支点做周向运动的，所以在转动板运动的过程中压块是有横向位移的，而待测弹簧的底端固定，顶端受到压块的横向位移施加的力，会对弹簧产生剪切力，增加了影响因素不利于对待测弹簧进行测试，所以在转动板上安装有导轨以及与导轨滑动连接的滑块，使压块与滑块铰接，这样在转动板工作的过程中，压块在转动板上滑动并与待测弹簧抵接，使压块始终在待测弹簧的顶端，不会发生横向位移以及对待测弹簧产生剪切力。

在进一步的实施例中，所述测试板的两侧还固定安装有光轴，所述压块的两侧安装有与光轴滑动连接的直线轴承。

只是使压块与转动板滑动连接不利于调节压块在转动板上的位置，所以在测试板的两侧还固定安装有光轴，在压块的两侧安装有与光轴滑动连接的直线轴承，使压块始终位于测试板的上方，对压块的位置进行限位，调节测试板时对压块的位置也进行了调整，满足工作需求。

一种弹簧测试装置的测试方法包括：第一步，将待测弹簧放在测试板上，根据待测弹簧的高度和行程，通过高度调节组件和直线运动机构调整待测弹簧在杠杆机构下方的位置，至待测弹簧的顶端与压块抵接位置。

第二步，启动电动机，通过凸轮使杠杆组件对待测弹簧进行疲劳测试，直至待测弹簧断裂，此时压块上的压力传感器感应到失去待测弹簧的弹力，判定待测弹簧断裂向电动机发送电信号，电动机停止转动记录转动圈数。

有益效果：本发明公开了一种弹簧测试装置及测试方法，通过高度调节组件适应不同高度的弹簧，通过直线运动机构调整测试板在杠杆组件下的位置，利用杠杆组件在将凸轮的周向运动转化为对待测弹簧的直线往复运动的过程中，杠杆组件围绕支点做周向运动时，不同位置到达支点的距离不同，位移距离也不同的特点，适应不同行程的弹簧，在对不同的弹簧进行测试的过程中，不必通过更换凸轮来适应弹簧的高度和行程，提供一种能够对高度和行程不同的弹簧进行疲劳检测的装置，解决了现有技术中针对不同型号的弹簧需要更换不同大小的凸轮，而且还要根据不同型号的凸轮更换适配的电动机，造成的生产成本高，不易于使用的问题。

附图说明

图1是本发明的正视结构示意图。

图2是本发明的轴测结构示意图。

图3是本发明的工作原理结构示意图。

图1至图3所示附图标记为：工作台1、杠杆机构2、凸轮组件3、高度调节组件21、杠杆组件22、直线运动机构23、测试板24、凸轮31、电动机32、螺杆211、调高板212、螺母213、转动板221、压块222、辊筒223、导轨224、滑块225、支撑弹簧226、手轮231、光轴241、压力传感器2221。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

经申请人研究发现，现有弹簧疲劳检测装置是通过电机带动凸轮旋转对弹簧进行反复压缩直至弹簧损坏来检测弹簧的最大伸缩次数，这种结构的缺点在于针对不同型号的弹簧需要更换不同大小的凸轮，而且还要根据不同型号的凸轮更换适配的电动机，这种结构生产成本高，不易于使用。对此申请人研发了一种能够在不更换凸轮的情况下就可以了对高度和行程不同的弹簧进行疲劳检测的装置。

一种弹簧测试装置包括：工作台1、杠杆机构2、凸轮组件3、高度调节组件21、杠杆组件22、直线运动机构23、测试板24、凸轮31、电动机32、螺杆211、调高板212、螺母213、转动板221、压块222、辊筒223、导轨224、滑块225、支撑弹簧226、手轮231、光轴241、压力传感器2221。

其中，工作台1的下方为方形管焊接而成的支架，上方为一平台，平台上开有用于安装高度调节组件21和直线运动机构23的螺纹孔。

杠杆机构2包括：高度调节组件21、杠杆组件22、直线运动机构23和测试板24，高度调节组件21安装在工作台1的上方，并与工作台1固定连接，杠杆组件22安装在高度调节组件21的上方，并且一端与高度调节组件21转动连接，直线运动机构23安装在杠杆组件22的下方，与工作台1固定连接，测试板24安装在直线运动机构23上，并跟随直线运动机构23做直线运动。

高度调节组件21包括：螺杆211、调高板212和螺母213，其中，调高板212上开有若干与螺杆211相配合的通孔，调高板212的一端上方设有铰接座，而且调高板212上还开有与杠杆组件22相配合的开口槽，螺杆211与工作台1螺接，并通过螺母213与工作台1固定连接，调高板212套接在螺杆211的上方，并通过与螺母213的抵接与螺杆211固定连接，其中，每个螺杆211上至少螺接有三个螺母213，并且螺母213与工作台1抵接，螺母213与调高板212的两端抵接。

杠杆组件22包括：转动板221、压块222、导轨224、滑块225和压力传感器2221，转动板221的一端下方设有铰接部，转动板221通过铰接部与调高板212上的铰接座铰接，导轨224共有两个，对称安装在转动板221的下方中间位置，滑块225与导轨224滑动连接，压块222上设有铰接部，并且压块222的铰接部固定安装在滑块225上，两个导轨224上的滑块225通过压块222固定连接，压力传感器2221安装在压块222上，压块222通过压力传感器2221与待测弹簧的顶端抵接。

其中，导轨224和滑块225的目的是因为转动板221是围绕支点做周向运动的，所以在转动板221运动的过程中压块222是有横向位移的，而待测弹簧的底端固定，顶端受到压块222的横向位移施加的力，会对弹簧产生剪切力，增加了影响因素不利于对待测弹簧进行测试，所以在转动板221上安装有导轨224以及与导轨224滑动连接的滑块225，使压块222与滑块225铰接，这样在转动板221工作的过程中，压块222在转动板221上滑动并与待测弹簧抵接，使压块222始终在待测弹簧的顶端，不会发生横向位移以及对待测弹簧产生剪切力。

在本实施例中，直线运动机构23为滚珠丝杠机构，滚珠丝杠机构包括：丝杆和滚珠螺母，测试板24通过螺钉与滚珠螺母固定连接，并跟随滚珠螺母沿丝杆做直线运动，并且在本实施例中为了节省生产成本，以及驱动滚珠丝杠机构，在滚珠丝杠机构的一端转动连接有手轮231。在本实施例中为了防止测试板24随滚珠螺母的自转发生角位移，在滚珠丝杠机构的两侧还安装有光轴和直线轴承，测试板24与直线轴承固定连接在光轴上做直线运动，通过光轴对测试板进行限位。

测试板24上开有环形槽，防止弹簧在测试的过程中发生位移或偏转，影响测试结果。

凸轮31组件3包括：凸轮31和电动机32，电动机32通过螺杆211和螺母213的螺接配合固定安装在高度调节组件21的上方，凸轮31通过键连接与电动机32转动连接，凸轮31还与转动板221抵接，为了使凸轮31转动平稳，在高度调节组件21的上方，与电动机32相对的位置还安装有轴承座，轴承座与凸轮31转动连接。在此杠杆组件22的作用是将凸轮31的周向运动转化为对待测弹簧的直线往复运动，在此过程中待测弹簧的弹力给杠杆组件22的转动板221以复位力。

其中，为了适应不同行程的弹簧，利用杠杆组件22工作时，杠杆组件22的转动板221在转动的过程中，到达支点的距离不同，位移距离也不同的特点，对不同行程的弹簧进行测试。

安装压力传感器2221的目的是为了使测试结果更准确，在压板的上方安装有压力传感器2221，由于在工作过程中压板始终与待测弹簧抵接，所以压力传感器2221能够检测到待测弹簧的弹力，在待测弹簧到达极限发生断裂时，则压板与待测弹簧不再抵接，压力传感器2221检测不到弹力，则判定待测弹簧发生断裂，此时压力传感器2221像电动机32发送电信号，电动机32停止工作，并向工作人员显示测试结果。

装配过程，首先通过螺钉将直线运动机构23安装在工作台1的中间位置，然后使用螺钉将杠杆组件22上的导轨224、滑块225、压块222和压力传感器2221装配在一起，然后将高度调节组件21的螺杆211螺接在工作台1上，然后在工作台1上使用螺母213将高度调节组件21装配起来，然后通过销轴将杠杆组件22铰接在高度调节组件21的上方，再通过螺杆211和螺母213将凸轮31组件3安装在高度调节组件21的上方。

工作原理：首先将待测弹簧放在测试板24上，根据待测弹簧的高度调整高度调节组件21的高度适应不同高度的弹簧，根据待测弹簧的行程通过直线运动机构23调整待测弹簧在杠杆机构2下方的位置，至待测弹簧的顶端与压块222抵接的位置，以适应不同行程的弹簧，然后启动电动机32，通过凸轮31使杠杆组件22对待测弹簧进行疲劳测试，直至待测弹簧断裂，此时压块222上的压力传感器2221感应到失去待测弹簧的弹力，判定待测弹簧断裂向电动机32发送电信号，电动机32停止转动，工作人员记录转动圈数。

综上所述本发明的工作原理是：利用杠杆在运动时，不同的位置的位移距离不同的原理来适应不同行程的待测弹簧，并利用高度调节组件21调节杠杆组件22的高度来适应不同高度的待测弹簧，并且通过杠杆组件22将凸轮31的周向运动转化为对待测弹簧的直线往复运动。

在另一实施例中，为了提高设备的自动化和测试精度，减少工人的体力劳动，使用伺服电机带动滚珠丝杠机构进行工作，然后在压力传感器2221检测到测试板24到达工作位置时向伺服电机发送电信号，使伺服电机停止工作。

其中，使用手轮231和使用伺服电机驱动滚珠丝杠机构这两个方案相比，使用手轮231的方案生产成本更低，使用伺服电机的方案能够接收到压力传感器2221的电信号，提高自动化程度减少工人的体力劳动，并且因为在压力传感器2221检测到测试板24到达工作位置时向伺服电机发送电信号，使伺服电机停止工作，所以测试精度更高。

在进一步的实施例中，因为凸轮31在工作过程中与转动板221是刚性的滑动摩擦关系，使用工作时间久了对凸轮31和转动板221都会造成损伤，所以在转动板221与凸轮31抵接的一端安装有若干辊筒223，使辊筒223与凸轮31抵接，这样在工作时，凸轮31与辊筒223之间为转动摩擦，可以减少转动板221和凸轮31的摩擦损失。

在进一步的实施例中，为了避免转动板221因为自身重力对待测弹簧施加额外的压力，所以在转动板221与凸轮31抵接的一端的下方两侧还对称安装有支撑弹簧226，并且支撑弹簧226行程、高度和疲劳强度均大于待测弹簧，这样在工作的过程中转动板221通过压块222始终与待测弹簧抵接，而又不会因为自身重力对待测弹簧施加额外的压力。

在此实施例中需要说明的是，对待测弹簧进行测试是通过将弹簧反复压缩完成的，只要有足够的位移量使待测弹簧反复的压缩即可完成待测弹簧的测试工作，因此支撑弹簧226不会对待测弹簧的测试结果造成影响。

在进一步的实施例中，只是使压块222与转动板221滑动连接不利于调节压块222在转动板221上的位置，所以在测试板24的两侧还固定安装有光轴241，在压块222的两侧安装有与光轴241滑动连接的直线轴承，使压块222始终位于测试板24的上方，对压块222的位置进行限位，调节测试板24时对压块222的位置也进行了调整，满足工作需求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种弹簧测试装置，其特征在于，包括：工作台（1），杠杆机构（2），所述杠杆机构（2）包括：与工作台（1）固定连接的高度调节组件（21），一端与高度调节组件（21）转动连接的杠杆组件（22），安装在杠杆组件（22）的下方的直线运动机构（23），以及安装在直线运动机构（23）上的测试板（24）；

凸轮（31）组件（3），所述凸轮（31）组件（3）包括：与杠杆组件（22）的另一端抵接的凸轮（31），以及与凸轮（31）转动连接的电动机（32），其中，所述电动机（32）与高度调节组件（21）固定连接。

2.根据权利要求1所述一种弹簧测试装置，其特征在于，所述高度调节组件（21）包括：与工作台（1）固定连接的螺杆（211），以及通过螺母（213）与螺杆（211）固定连接的调高板（212），其中，所述螺杆（211）穿过调高板（212），螺母（213）与调高板（212）的两端抵接，螺母（213）与工作台（1）抵接；

所述杠杆组件（22）包括：一端与调高板（212）铰接的转动板（221），以及铰接在转动板（221）下方的压块（222），其中，所述压块（222）在转动板（221）的下方做直线运动，所述压块（222）与测试板（24）相配合，所述压块（222）上还安装有与电动机（32）电连接的压力传感器（2221）。

3.根据权利要求2所述一种弹簧测试装置，其特征在于，所述直线运动机构（23）为滚珠丝杠机构，所述测试板（24）与滚珠丝杠机构的滚珠螺母固定连接，其中，所述滚珠丝杠机构的一端转动连接有手轮（231）。

4.根据权利要求3所述一种弹簧测试装置，其特征在于，所述滚珠丝杠机构的一端转动连接有伺服电机，所述伺服电机与压力传感器（2221）电连接。

5.根据权利要求2所述一种弹簧测试装置，其特征在于，所述转动板（221）与凸轮（31）抵接的一端安装有若干辊筒（223），其中，所述辊筒（223）与凸轮（31）抵接。

6.根据权利要求4所述一种弹簧测试装置，其特征在于，所述转动板（221）与凸轮（31）抵接的一端的下方两侧还对称安装有支撑弹簧（226），其中，所述支撑弹簧（226）行程、高度和疲劳强度均大于待测弹簧。

7.根据权利要求2所述一种弹簧测试装置，其特征在于，所述转动板（221）上还安装有导轨（224）以及与导轨（224）滑动连接的滑块（225），所述压块（222）与滑块（225）铰接。

8.根据权利要求6所述一种弹簧测试装置，其特征在于，所述测试板（24）的两侧还固定安装有光轴（241），所述压块（222）的两侧安装有与光轴（241）滑动连接的直线轴承。

9.一种弹簧测试装置的测试方法，包括：第一步，将待测弹簧放在测试板（24）上，根据待测弹簧的高度和行程，通过高度调节组件（21）和直线运动机构（23）调整待测弹簧在杠杆机构（2）下方的位置，至待测弹簧的顶端与压块（222）抵接的位置；

第二步，启动电动机（32），通过凸轮（31）使杠杆组件（22）对待测弹簧进行疲劳测试，直至待测弹簧断裂，此时压块（222）上的压力传感器（2221）感应到失去待测弹簧的弹力，判定待测弹簧断裂向电动机（32）发送电信号，电动机（32）停止转动，工作人员记录转动圈数。