CN203643140U

CN203643140U - 一种大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置

Info

Publication number: CN203643140U
Application number: CN201320704007.2U
Authority: CN
Inventors: 马静
Original assignee: XI'AN LIANHU SPRING ELECTRICAL APPLIANCE FACTORY
Current assignee: XI'AN LIANHU SPRING ELECTRICAL APPLIANCE FACTORY
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2023-11-07

Abstract

本实用新型公开了一种大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置，包括底座、立柱、主振板和上座；其中：立柱为4个圆柱体，下端与底座螺纹连接，上端与上座连接，中部与主振板滑动配合；主振板两边设有连接轴，油缸通过连接轴带动主振板在立柱上滑动；在主振板中部导向轴，油缸通过连接轴带动导向轴运动；底座的中间有一通孔，沿通孔四周，均匀分布有导轨，导轨上安装有定位固定滑快，用于固定被试验弹簧；底座上还连接有一个轴，在轴上装有上滑板、下滑板、上触头和下触头，以改变主振板的运动行程。由于对弹簧采用了导向，使弹簧在试验中垂直度较好，弹簧在试验中稳定，数据可靠；由于导向的作用，试验整个过程中安全性好。

Description

一种大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置

技术领域

本实用新型属于液压制造和机械制造技术领域，涉及电子自动控制的一种液压和机械连动的装置，尤其涉及一种大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置。

背景技术

对于大型高压弹簧的强度和疲劳试验是热点和难点，目前，市场上只有中小型弹簧的强度试验设备和疲劳实验设备，而且强度试验和疲劳实验分开进行的。也就是说强度试验和疲劳实验是依赖两台试验设备。

弹簧的强度试验：试验过程只是对弹簧两端施加作用力，此设备一般不对弹簧进行导向，弹簧稳定性不好，易偏斜，对于较长的弹簧，试验中有可能导致弹簧飞出，对人员的安全有一定的威胁。

弹簧的疲劳试验：一种是采用偏心凸轮机械的方式使弹簧进行往复运动，另一种是采用电磁的形式使弹簧进行往复运动。这两种运动方式最大的缺点是：对弹簧施加力比较小，对高强度的大型弹簧无法进行试验，由于高强度弹簧生产要求，急需一种5吨～50吨力的试验弹簧强度和疲劳的设备。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种适用于5吨～50吨力的大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置，其特征在于，包括底座、立柱、主振板和上座；其中：

所述的立柱为4个，立柱的下端与底座螺纹连接，上端与上座连接，中部与主振板滑动配合；

所述主振板为长方体，该长方体的两边设有连接轴，所述连接轴与上座固定，并与上座上方的油缸相连接，油缸通过连接轴带动主振板在立柱上滑动；

在主振板中部有孔，在孔内安装有导向轴，该导向轴下端与被试弹簧相配合，上端与连接轴连接；导向轴四周装有外罩；外罩上连接有油缸，油缸通过连接轴带动导向轴运动；

所述的底座的中间有一通孔，该通孔的直径允许导向轴通过；沿通孔四周，均匀分布有6个导轨，每个导轨上安装有定位固定滑快，用于固定被试验弹簧；底座上还连接有一个轴，在轴上装有上滑板和下滑板，上滑板和下滑板上分别安装有上触头和下触头；上、下滑板可以调整位置，以改变主振板的运动行程。

本实用新型的大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置，是一种半自动化的装置，有一定高的效率；由于对弹簧采用了导向，使弹簧在试验中垂直度较好，弹簧在试验中稳定，数据可靠；由于导向的作用，试验整个过程中安全性好；采用了液压，噪音小。

附图说明

图1是本实用新型的大型高压弹簧强度和疲劳试验装置主视图。

图2是图1的A—A剖视图。

图3是图1的B—B视图。

图4是图1的C放大图。

图5是装置的液压原理图。

图6是装置的电器原理图。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

申请人的设计主要思路是：采用机械部件和液压系统相互协调动的方式，采用大流量高压三缸柱塞泵，通过溢流阀控制推动油缸的活塞进行直线运动或者往复运动，活塞与机械部件螺纹连接，将液压能转换成机械能，按一定的程序施加在被试验的弹簧上，达到一台设备完成对弹簧的强度试验和疲劳试验。

参见附图1～6，本实施例给出一种大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置，包括底座1、立柱2、主振板3、上座4；其中：

所述的立柱2为4个圆柱体，圆柱体的下端与底座1螺纹连接，上端与上座4连接，中部与主振板3滑动配合；

所述主振板3为长方体，该长方体的两边设有连接轴25，所述连接轴25与上座4固定，并与上座4上方的油缸（5-1，5-2）相连接，油缸（5-1，5-2）通过连接轴25带动主振板3在立柱2上滑动；

在主振板3中部有孔，在孔内安装有导向轴7，该导向轴7下端与被试弹簧相配合，上端与连接轴6连接；导向轴7四周装有外罩26；外罩26上连接有油缸5-3，油缸5-3通过连接轴6带动导向轴7运动（运动过程中，外罩26和油缸5-3一起可以自由通过上座4中心预留的孔）。

底座1的中间有一通孔，该通孔的直径允许导向轴7通过；沿通孔四周，均匀分布有6个导轨24，每个导轨24上安装有定位固定滑快22，用于固定被试验弹簧；

底座1一侧上还连接有一个轴8，在轴8上装有上滑板10和下滑板12，上滑板10和下滑板12上分别安装有上触头9和下触头14；上、下滑板（10，11）可以调整位置，以改变主振板3的运动行程。

本实施例中，选择大流量高压三缸径向柱塞泵一台，p=31mp，L=25ml/r，n=1500r/min；每个油缸最大付出力25吨，试验中最大付出力可达50吨；其主要包括有溢流阀，电磁换向阀2个，油缸3个（5-1、5-2和5-3），用高压油管按一定的顺序连接。

电气控制电路的电子元件包括：上、下触头（9，14），脉冲计数器，数控自动控制器，手动开关控制台、电磁换向阀等。上、下触头（9，14）与脉冲计数器相连接，脉冲计数器分别连接数控自动控制器和手动开关控制台，两个电磁换向阀分别与数控自动控制器和手动开关控制台连接，数控自动控制器和手动开关控制台均由电源供电（图6）。

具体实施的过程是：

底座1是1400×1200×400的长方体，材料铸钢，也可采用灰铸铁，为了减轻重量，在与地面接触部适当开出沟槽；底座1上方均匀分布有4个立柱2，底座1和立柱2采用螺纹连接，立柱2之间的间距为1000mm×800mm；底座1的中间有一孔（附图3），该孔的直径允许导向轴7通过；沿孔四周，均匀分布有6个导轨24，每个导轨24由2个螺钉23固定，导轨24上安装有定位固定滑快22，用于固定被试验弹簧。

在底座1的右边，还设置有一轴8，该轴8与底座1螺纹连接；用于安装带有触头的上下滑板（10，12）。

上座4是1400mm×1200mm×100mm的长方体，上座4下方与4个立柱2上的螺纹通过螺帽15和垫片16相连接；

底座1、立柱2和上座4固定成一体（附图2），中间空间高度为1000mm。

4个立柱2的直径为ф100mm的长圆柱体，要求装配垂直度0.1；相互平行度0.1。

主振板3是1200mm×1200mm×100mm的长方体，被装在上座4和底座1之间，四角处各有一通孔与4个立柱2滑动配合，通孔和立柱2间隙不大于0.1mm；主振板3中部有一通孔，用于安装导向轴7，在通孔的位置装有外罩26，外罩26用4个螺钉固定；在主振板3中部沿导向轴7和外罩26横向中心线两侧，各固定有一连接轴25，用于和上座4相连接，连接方式为：

1、在主振板3上沿导向轴7和外罩26横向中心线，避开外罩26外沿的合适位置开设螺纹孔；

2、用螺钉19和档板20连接在连接轴25的头部；

3、将带有档板20的连接轴25拧入主振板3上的螺纹孔中，螺纹孔另一端用螺纹堵头21堵死。

两个油缸（5-1，5-2）以法兰盘的形式与上座4连接，用12个螺钉17和垫片18固定，两个油缸（5-1，5-2）的活塞杆与连接轴25以螺纹的形式连接。

油缸5-3同样以法兰盘的形式与主振板3上的外罩26连接，用螺钉和垫片固定，油缸5-3上的活塞杆与连接轴6以螺纹的形式连接，连接轴6的另一端与主振板3上的导向轴7连接，用螺钉固死。

的导向轴7为圆柱体，上端的台阶上有一环形槽。导向轴7可以根据被试验弹簧的直径大小进行更换。

上触头9和下触头14分别安装在上滑板10和下滑板12上，上滑板10和下滑板12的位置根据试验弹簧的振幅进行调整。

挡块11安装在主振板3右面中部，当挡块11与上、下触头（9，14）相接触时，使其通电。

采用本实用新型的大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置，对弹簧的强度试验由手动操作完成，对弹簧的疲劳试验主要由自动控制完成，施压的往复运动和往复的次数反馈到脉冲计数器，计数器处理后传递到数控自动控制器，控制器将传递的信息与人为输入的程序比较和处理，发出指令控制电磁换向阀的工作，达到目的。

工作方法及步骤：

一、弹簧的强度试验：

1、打开电源，大流量高压三缸径向柱塞泵转动，移开上触头9，5分钟后，在手动开关控制台操作（附图5），使电磁阀换向1工作，油缸（5-1，5-2）下端进油，活塞杆向上移动，通过连接轴25使主振板3向上移动，移动到适当部位使其停止；同样，使油缸5-3通油，油缸5-3的活塞杆带动连接轴6向上移动，移动到适当部位使其停止；

2、选择合适的导向轴7，其与被测试弹簧内孔之间的间隙为1mm，将导向轴7安装在连接轴6上，用螺钉固紧；

3、将被测试弹簧安装在底座1的中部，用定位固定滑块22定位，固紧；

4、操作手动开关控制台，使油缸（5-1，5-2）上端进油，使主振板（3）向下移动，接触到被测试弹簧上端停止；

5、操作手动开关控制台，使油缸5-3上端进油，活塞杆向下移动，通过连接轴6使导向轴7向下移动，移动到弹簧内孔合适部位停止；

6、操作手动开关控制台，油缸（5-1，5-2）继续向下运动，当压力达到弹簧的强度值时停止（通过压力表的压力，可以换算出对弹簧的施加力），测量弹簧的变形量；

7、操作手动开关控制台，油缸（5-1，5-2）向上运动，运动到上部的合适部位停止；

8、取出弹簧，操作手动开关控制台，油缸（5-1，5-2）向下运动，运动到最下位置，关闭油泵电源；

9、试验结束。

二、弹簧的疲劳试验：

步骤1～5同弹簧的强度试验；

6、调整上触头9位置，使其与挡板11接触，使上触头9处于通电位置，调整下触头14位置，其与上触头9的距离减去挡板11的厚度等于弹簧在试验中的振幅，调整好位置后用螺钉13固紧；在试验中可适当调整；

7、将试验弹簧的频率和总振动次数输入脉冲计数器和数控自动控制器中；

8、启动数控自动控制器开关，主振板3在油缸（5-1，5-2）的作用下，在上下方向往复运动，压制弹簧在上下方向振动；

工作原理是：开始时，上触头9处于通电位置，脉冲计数器工作，进行计数，并将信号传递给数控自动控制器，数控自动控制器发出指令，电磁换向阀1进行换向，油缸（5-1，5-2）上端进油，下端出油，带动主振板3向下运动，挡块11随同运动；当与下触头14接触时，下触头14处于通电位置，脉冲计数器处理后将信号传递给数控自动控制器，数控自动控制器发出指令，电磁换向阀1进行换向，油缸（5-1，5-2）下端进油，上端出油，带动主振板3向上运动，挡块11随同运动；当挡块11与上触头9接触时，上触头9处于通电位置，这样重新开始循环；

9，当往复运动达到总振动次数时，脉冲计数器将信号传递给数控自动控制器，数控自动控制器发出指令，电磁换向阀1换向到中立位置，断开油缸（5-1，5-2）的油路，主振板3停止运动；

10、手动开关控制台操作，油缸（5-1，5-2）向上运动，运动到上部的合适部位停止；

11、取出被测试弹簧，手动开关控制台操作，油缸（5-1，5-2）向下运动，运动到最下位置，关闭油泵电源；

12、试验结束。

试验实施例：

实施例1：西电西凌公司产品，试验件3件。

弹簧材质：60Si2CrVA

压缩量：174mm；Hz=6次/min

N＞10000次，无永久性变形。

压强24小时后符合GB1239.4标准规定；达到要求，并经过实践考验。

Claims

1.一种大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置，其特征在于，包括底座（1）、立柱（2）、主振板（3）、上座（4）；其中：

所述的立柱（2）为4个，立柱（2）下端与底座（1）螺纹连接，上端与上座（4）连接，中部与主振板（3）滑动配合；

所述主振板（3）为长方体，该长方体的两边设有连接轴（25），所述连接轴（25）与上座（4）固定，并与上座（4）上方的油缸（5-1，5-2）相连接，油缸（5-1，5-2）通过连接轴（25）带动主振板（3）在立柱（2）上滑动；

在主振板（3）中部有孔，在孔内安装有导向轴（7），该导向轴（7）下端与被试弹簧相配合，上端与连接轴（6）连接；导向轴（7）四周装有外罩（26）；外罩（26）上连接有油缸（5-3），油缸（5-3）通过连接轴（6）带动导向轴（7）运动；

所述的底座（1）的中间有一通孔，该通孔的直径允许导向轴（7）通过；沿通孔四周，均匀分布有6个导轨（24），每个导轨（24）上安装有定位固定滑快（22），用于固定被试验弹簧；底座（1）上还连接有一个轴（8），在轴（8）上装有上滑板（10）和下滑板（12），上滑板（10）和下滑板（12）上分别安装有上触头（9）和下触头（14）；上、下滑板（10，11）可以调整位置，以改变主振板（3）的运动行程。

2.如权利要求1所述的大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置，其特征在于，所述的立柱（2）为4个为长圆柱体。

3.如权利要求1所述的大型高压弹簧的强度和疲劳试验装置，其特征在于，所述的导向轴（7）为圆柱体，上端的台阶圆上有一环形槽。