CN114518222A - 一种新型弹簧共振试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型弹簧共振试验台，包括机架，所述机架下方固定有底座，底座上依次固定有连接的转速检测装置，轴承组件以及用于夹持待试验弹簧的夹持装置，所述轴承组件和夹持装置之间连接有凸轮轴装置，夹持装置上安装有振动加速度检测装置；所述转速检测装置用于采集电机的转速，所述振动加速度检测装置用于采集弹簧的振动频率；通过改变所述凸轮的轮廓曲线，可以调节弹簧的加载曲线以及弹簧的振幅，改变所述凸轮的突起数量可以实现不同阶段的加载频率。本发明的有益效果是：结构简单、使用方便，以较低的成本实现了较高的加载频率且具有多种加载曲线。
Description
技术领域
本发明涉及弹簧试验领域，尤其是涉及一种新型弹簧共振试验台。
背景技术
现有的弹簧试验设备通常以测试弹簧疲劳次数为主，而较少进行共振试验。然而弹簧共振也是弹簧断裂的一大原因，因此在一些特定领域，弹簧的共振试验也是必不可少的。
目前市面上的弹簧试验机主要是由曲柄滑块机构组成，其频率较低，很难达到弹簧的共振频率，且其加载曲线单一，只能按正弦曲线进行加载，无法进行一些较复杂的测试。高频弹簧试验台则主要是电磁式，其能达到较高的频率，但是使用成本较高，对于一些低阶频率的弹簧则没有必要。
发明内容
本发明提供了一种新型弹簧共振试验台，采用多凸起型凸轮进行加载，在提高加载频率的同时，还可以改变它的加载曲线，结构简单，操作方便。
本发明所采用的技术方案是：一种新型弹簧共振试验台，包括机架，机架下方固定有底座，底座上依次固定有连接的转速检测装置，轴承组件以及用于夹持待试验弹簧的夹持装置，轴承组件和夹持装置之间连接有凸轮轴装置，夹持装置上安装有振动加速度检测装置；转速检测装置用于采集电机的转速，振动加速度检测装置用于采集弹簧的振动频率。
本发明的特点还在于，
转速检测装置包括依次连接的联轴器、电机，所述转速检测装置还包括转速传感器，所述转速传感器位于联轴器的一侧，联轴器上贴有反光片。
轴承组件包括轴承座，所述轴承座一端连接有轴承座支架，所述轴承座内有角接触滚动球轴承。
凸轮轴装置包括驱动轴，所述驱动轴上安装有凸轮，凸轮通过键槽与驱动轴连接，凸轮两端安装有定位套。
用于夹持待试验弹簧的夹持装置上在左右两侧各有一个导柱，导柱上安装有下压装置和上压装置；待测试弹簧安装在下压装置和上压装置中间。
下压装置包括下压板，下压板中间安装有弹簧压紧装置，两侧安装有导柱定位装置
弹簧压紧装置包括安装在下压板中间的丝杠螺母，丝杠固定座通过螺栓与下压板相连，丝杠固定座中间与丝杠相连，通过转动丝杠，可调整下压装置和上压装置之间的距离。
导柱定位装置包括锁紧螺钉和导向套；导向套安装在左右两侧导柱上；锁紧螺钉安装在导向套上，与导柱面垂直，通过锁紧螺钉将下压装置固定在左右两侧导柱上。
上压装置包括左右两侧的直线轴承、上压板、弹簧安装定位装置和凸轮接触装置；上压板通过左右两侧的直线轴承安装在导柱上；弹簧安装定位装置安装在上压板中部上端面。
弹簧安装定位装置包括定位块和定位销；定位销安装在定位块中间，定位块通过螺栓与上压板相连。
凸轮接触装置包括轴瓦安装板和轴瓦；轴瓦与凸轮相接触，通过转到凸轮，轴瓦随之上下振动并带动上压板上下振动，轴瓦通过螺栓安装在轴瓦安装版上；轴瓦安装板通过螺栓安装在上压板中间下端面上。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明所述的弹簧共振测试试验台，采用凸轮机构对弹簧进行加载并利用变频电机进行调速，通过改变凸轮上推程与回程的数量，可以将变频电机的转动频率以整倍数提高，从而解决曲柄滑块式试验机频率低的问题。
(2)本发明所述的弹簧共振测试试验台，采用凸轮机构对弹簧进行加载并利用变频电机进行调速，通过改变凸轮上推程与回程的数量，可以将变频电机的转动频率以整倍数提高，从而解决曲柄滑块式试验机频率低的问题；
(3)本发明所述的弹簧共振测试试验台，上挡板通过丝杠轴承与丝杠联接，旋转丝杠可调节上挡板的位置，从而适应不同高度的弹簧以及对弹簧施加不同的压缩量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例示出的结构主视图；
图2是本发明实施例示出的转速检测装置结构图；
图3是本发明实施例示出的轴承组件结构图；
图4是本发明实施例示出的凸轮轴装置结构图；
图5是本发明实施例示出的夹持装置结构图；
图6是本发明实施例示出的下压装置结构图；
图7是本发明实施例示出的弹簧压紧装置结构图；
图8是本发明实施例示出的导柱定位装置结构图；
图9是本发明实施例示出的上压装置结构图；
图10是本发明实施例示出的弹簧安装定位装置结构图；
图11是本发明实施例示出的凸轮接触装置结构图。
图中，1-机架，2-底座，3-凸轮轴装置，4-振动加速度检测装置，5-弹簧应力检测装置，6-夹持装置，7-轴承组件，8-转速检测装置，9-转速传感器，10-联轴器，11-电机，12-轴承，13-轴承座，14-轴承座支架，15-驱动轴，16-定位套，17-凸轮，18-导柱，19-下压装置，20-待测弹簧，21-上压装置，22-弹簧压紧装置，23-导柱定位装置，24-下压板，25-丝杠，26-丝杠固定座，27-下定位块，28-导向套，29-锁紧螺钉，30-弹簧安装定位装置，31-上压板，32-直线轴承，33-凸轮接触装置，34-定位销，35-上定位块，36-轴瓦安装板，37-轴瓦，38-凸轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明文字能够据以实施。
本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再次阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。
如图1所示，本发明提供一种新型弹簧共振试验台，包括机架1，机架1下方固定有底座2，底座2上依次固定有连接的转速检测装置8，轴承组件7以及用于夹持待试验弹簧的夹持装置6，轴承组件7和夹持装置6之间连接有凸轮轴装置3，夹持装置6上安装有振动加速度检测装置4；转速检测装置8用于采集电机的转速，振动加速度检测装置4用于采集弹簧的振动频率。
如图2所示，转速检测装置8包括依次连接的联轴器10、电机11，所述转速检测装置8还包括转速传感器9，所述转速传感器9位于联轴器10的一侧，联轴器10上贴有反光片；反光片每反射一次转速传感器9照射的光线，记录转动一圈。
如图3所示，轴承组件7包括轴承座13，所述轴承座13一端连接有轴承座支架14，所述轴承座13内有角接触滚动球轴承12；如图4所示，凸轮轴装置3包括驱动轴15，驱动轴15上安装有凸轮17，凸轮17通过键槽与驱动轴15连接，凸轮17两端安装有定位套16；如图5所示，用于夹持待试验弹簧的夹持装置6上在左右两侧各有一个导柱18，导柱18上安装有下压装置19和上压装置21；待测试弹簧20安装在下压装置19和上压装置21中间；如图6所示，下压装置19包括下压板24，下压板中间安装有弹簧压紧装置22，两侧安装有导柱定位装置23；如图7所示，弹簧压紧装置22包括安装在下压板中间的丝杠固定座26，丝杠固定座26通过螺栓与下压板24相连，丝杠固定座26中间与丝杠25相连，通过转动丝杠25，可调整下压装置19和上压装置21之间的距离；如图8所示，导柱定位装置23包括锁紧螺钉29和导向套28；导向套28安装在左右两侧导柱18上；锁紧螺钉29安装在导向套28上，与导柱18面垂直，通过锁紧螺钉29将下压装置19固定在左右两侧导柱18上；如图9所示，上压装置21包括左右两侧的直线轴承32、上压板31、弹簧安装定位装置30和凸轮接触装置33；上压板31通过左右两侧的直线轴承32安装在导柱18上；如图10所示，弹簧安装定位装置30安装在上压板31中部上端面；弹簧安装定位装置30包括上定位块35和上定位销34；上定位销34安装在上定位块35中间，上定位块35通过螺栓与上压板31相连；如图11所示，凸轮接触装置33包括轴瓦安装板36和轴瓦37；轴瓦37与凸轮38相接触，通过转动凸轮38，轴瓦37随之上下振动并带动上压板31上下振动，轴瓦37通过螺栓安装在轴瓦安装板36上；轴瓦安装板36通过螺栓安装在上压板31中间下端面上。
本发明所述的弹簧共振测试试验台的工作过程如下：
工作时，将待测工况下的凸轮38安装到驱动轴15上，根据待测弹簧20的型号选择对应的定位块35，并将待测弹簧20置于上压板31的定位块35之间；然后转动丝杠25，令下压装置19中的下定位块27与待测弹簧20上端压紧，调整待测弹簧20的压缩量；调整完成后拧紧锁紧螺钉29，使待测弹簧20固定；启动电机11，逐步提升电机11转速，当待测弹簧20处于共振状态时，电机11转速保持恒定；待电机11转速稳定后，启动弹簧应力采集装置5、转速传感器9和振动加速度传感器4；采集一定时间的弹簧共振状态下的数据后，逐步降低电机转速至停止转动；关闭信号采集设备。
通过以上方式，本发明所述的弹簧共振测试试验台，可安装不同类型的凸轮实现不同的加载曲线，可在不同加载工况下开展共振试验；本发明所述的弹簧共振试验台，改变凸轮上推程和回程的数量，可将变频电机的转动频率以整倍数提高，解决曲柄滑块式试验机频率低的问题；本发明所述的弹簧共振试验台，下压板通过丝杠螺母与丝杠连接，旋转丝杠可调节下压板的位置，从而适应不同高度的弹簧及对弹簧施加不同的压缩量。
本发明所述的凸轮式低阶频率弹簧共振试验台，可对弹簧进行低阶频率压缩试验，用以测试弹簧在共振状态下的疲劳寿命，结构简单可靠，操作方便，测试精确度高。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权力要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里展示与描述的图例。
Claims (10)
1.一种新型弹簧共振试验台，其特征在于：包括机架，所述机架下方固定有底座，底座上依次固定有连接的转速检测装置，轴承组件以及用于夹持待试验弹簧的夹持装置，所述轴承组件和夹持装置之间连接有凸轮轴装置，夹持装置上安装有振动加速度检测装置；所述转速检测装置用于采集电机的转速，所述振动加速度检测装置用于采集弹簧的振动频率。
2.如权力要求1所述的一种新型弹簧共振试验台，其特征在于，所述转速检测装置包括依次连接的联轴器、电机，所述转速检测装置还包括转速传感器，所述转速传感器位于联轴器的一侧，联轴器上贴有反光片。
3.如权力要求1所述的一种新型弹簧共振试验台，其特征在于，所述轴承组件包括轴承座，所述轴承座一端连接有轴承座支架，所述轴承座内有角接触滚动球轴承。
4.如权力要求1所述的一种新型弹簧共振试验台，其特征在于，所述凸轮轴装置上安装有凸轮，凸轮通过键槽与驱动轴连接，凸轮两端安装有定位套。
5.如权力要求1所述的一种新型弹簧共振试验台，其特征在于，所述用于夹持待试验弹簧的夹持装置上在左右两侧各有一个导柱，导柱上安装有下压装置和上压装置；待测试弹簧安装在下压装置和上压装置中间；待测弹簧上安装有弹簧应力检测装置，弹簧应力检测装置包括安装在待测弹簧上的应变片和信号采集设备
6.如权力要求5所述的一种新型弹簧共振试验台，其特征在于，所述下压装置包括下压板，下压板中间安装有弹簧压紧装置，两侧安装有导柱定位装置。
7.如权力要求6所述的一种新型弹簧共振试验台，其特征在于，所述弹簧压紧装置包括安装在下压板中间的丝杠固定座，丝杠固定座通过螺栓与下压板相连，丝杠固定座中间与丝杠相连，通过转动丝杠，可调整下压装置和上压装置之间的距离。
8.如权力要求6所述的一种新型弹簧共振试验台，其特征在于，所述导柱定位装置包括锁紧螺钉和导向套；导向套安装在左右两侧导柱上；锁紧螺钉安装在导向套上，与导柱面垂直，通过锁紧螺钉将下压装置固定在左右两侧导柱上。
9.如权力要求5所述的一种新型弹簧共振试验台，其特征在于，所述上压装置包括左右两侧的直线轴承、上压板、弹簧安装定位装置和凸轮接触装置；上压板通过左右两侧的直线轴承安装在导柱上；弹簧安装定位装置安装在上压板中部上端面；弹簧安装定位装置包括定位块和定位销；定位销安装在定位块中间，定位块通过螺栓与上压板相连。
10.如权力要求9所述的一种新型弹簧共振试验台，其特征在于，所述凸轮接触装置包括轴瓦；轴瓦与凸轮相接触，通过转动凸轮，轴瓦随之上下振动并带动上压板上下振动，轴瓦通过螺栓安装在上压板中间下端面上。
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