CN205027522U - 一种用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备，包括底板、顶板、安装镙杆、压力传感器、推杆、推杆帽和加载螺母；顶板平置于底板的正上方，底板与顶板的中心位置垂直对应，底板和顶板通过安装镙杆固定在一起；底板与顶板上分别均布中心通孔，通孔中心垂直对应；压力传感器位于顶板和底板之间，压力传感器的上端通过加载螺母固定在顶板的通孔上，下端与推杆帽连接；压力传感器通过传感器引线与外置数据显式仪表相连，将测量的压力数据传输到外置显式仪表；推杆上端与推杆帽连接，下端穿过底板上的中心通孔；弹簧试样安装在推杆帽和底板之间，并套在推杆的外部，通过调整压头距离顶板的距离设置压缩弹簧的初始压缩量。

Description

一种用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备

技术领域

本实用新型属于应力松弛测试技术领域，具体涉及一种可提高基于压簧应力松弛失效模式的可靠性评估精度的应力松弛加速试验测试设备。

背景技术

应力松弛是很多弹性元件和紧固件失效的直接原因，弹性元件长期使用及贮存状态下由于拉伸、压缩、弯曲和扭转等载荷作用不可避免的会发生应力松弛。抗应力松弛性能是弹性元件的一个重要机械性能指标。研究表明，压缩螺旋弹簧长期压缩应力作用下的应力松弛将导致弹簧驱动力的下降，直接影响卫星系统相关产品的可靠性。为定量评估产品的可靠性指标，需准确测量压缩螺旋弹簧的应力松弛性能，同时为保证可靠性评估结果精度，试验过程需进行严格控制，一方面最大化产品本身分散特性，另一方面尽量减小试验条件的分散性。

目前，大多数应力松弛测试设备为直接用加载螺母将压缩螺旋弹簧加载在芯轴上的结构，部分设备通过在螺旋弹簧上设置传感器，实现了对加载力值的实施显示与记录。相比前一种设备，可实时显示并记录加载力值的测试设备实现了巨大的进步，减小了由于反复拆装及额外测力机构导致的测量误差，提高了试验效率，能较好的测量压缩螺旋弹簧的应力松弛特性。然而，对于可靠性评估而言，需测量多个同批次、同状态产品的应力松弛特性，从而实现对其离散性的表征。于是该测试设备应用于可靠性评估中的缺点主要表现为：无法实现对多个产品的同时测量，每个试样单独测量会导致各个试样经历的试验条件存在偏差，为最终结果引入了额外的离散性，增大了测量误差。同时多个试验依次测量大大增加了试验总时间，降低了试验效率。

实用新型内容

本实用新型解决解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备，以避免重复试验引入的测试误差，提高试验效率。

本实用新型的技术方案是：一种用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备，包括底板、顶板、安装镙杆、压力传感器、推杆、推杆帽和加载螺母；顶板平置于底板的正上方，底板与顶板的中心位置垂直对应，底板和顶板通过安装镙杆固定在一起；底板与顶板上分别均布中心通孔，通孔中心垂直对应；压力传感器位于顶板和底板之间，压力传感器的上端通过加载螺母固定在顶板的通孔上，下端与推杆帽连接；压力传感器通过传感器引线与外置数据显式仪表相连，将测量的压力数据传输到外置显式仪表；推杆上端与推杆帽连接，下端穿过底板上的中心通孔；弹簧试样安装在推杆帽和底板之间，并套在推杆的外部，通过调整压头距离顶板的距离设置压缩弹簧的初始压缩量。

底板和顶板的平面尺寸相同；底板与顶板的中心区域分别均布有个中心通孔；底板上的通孔为光孔，推杆能够自由通过该孔；顶板上的通孔为螺纹孔，用于压力传感器的安装与固定。

底板和顶板的4个角垂直对应位置各开一个螺纹孔，通过加载螺母将4个安装镙杆固定。

所述安装镙杆的两端为直径较小的螺纹杆，通过加载螺母分别固定在底板和顶板上；中间为直径较大的光杆，使光杆部分无法通过螺纹孔，用于限位，保证底板与顶板平行。

4根安装镙杆的高度公差小于0.02mm。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型一次试验即可实现对同批次多个试样的应力松弛测试试验，降低了由于多次试验导致的试验误差，满足了可靠性评估对数据一致性的要求，提高了试验精度与效率，提升了评估精度；

(2)本试验采用了高精度压力测量传感器，试验过程中试验弹簧经一次安装即可完成所有试验测试，无需中途拆卸，降低了人为误差，提高了试验精度与试验效率；

(3)本试验中压力传感器安装相对独立，可根据实际使用要求，采用耐高温压力传感器，实现所需温度范围内的连续测量目的。

附图说明

图1为本实用新型的测试设备的示意图主视图；

图2为本实用新型的测试设备的示意图俯视图；

图3为本实用新型的测试设备的示意图俯视图；

图4为本实用新型的测试设备的安装镙杆示意图；

图5为本实用新型的测试设备的压力传感器示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型提供了一种可用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备，如图1和图2所示，主要包括以下几个模块：底板1、顶板2、安装镙杆3、压力传感器4、推杆5、推杆帽6和加载螺母7。

如图1和图2所示，顶板2平置于底板1的正上方，底板与顶板的中心位置垂直对应。底板1和顶板2通过4个安装镙杆3固定在一起。底板1与顶板2上分别均布7个中心通孔，7个通孔中心垂直对应，7个压力传感器4分别通过加载螺母7固定在顶板2上，压力传感器4通过传感器引线9与外置数据显式仪表相连，将测量的压力数据传输到外置显式仪表；压力传感器4下端与推杆帽6连接，推杆5下端通过底板1上的光孔，弹簧试样8安装在推杆帽6和底板1之间。

如图2中所示，顶板2中心区域开有7个通孔，分别用于固定7个压力传感器4；在顶板4个角位置各开有一个通孔，用于装配安装镙杆3。

如图3中所示，底板1中心区域开有7个通孔，7个推杆5分别从通孔10中穿过，推杆5与通孔10之间存在一定的间隙，推杆5可自由通过通孔10，两者之间不存在轴向上的约束。

如图4中所示，安装镙杆3的两端带外螺纹，两端分别通过加载螺母7固定在底板1和顶板2上。安装镙杆3采用高强度钢制作，其高度根据压缩弹簧在产品中的实际安装尺寸确定，用以初步保证试样压缩到规定的高度值，压簧实际压缩高度还可通过压力传感器安装位置进行进一步调整。四根安装镙杆3的高度一致性需严格控制，四根高度公差需小于0.02mm。

如图5中所示，压力传感器4上端带有外接螺纹，压力传感器4的上端穿过顶板2的中心通孔，并通过加载螺母7固定在顶板3上，可通过调节压力传感器4的安装高度对测试试样压簧的初始压缩高度进行调节。本实用新型测试设备中所选取的压力传感器的规格为KZβK-1，精确度级别为0.001，输出灵敏度为2.248mV/V，温度范围为0～150℃，量程为980N。压力传感器4通过传感器引线9将测试数据传输到外部数据记录与处理系统。

本实用新型可用于测量在加速温度应力、预设载荷下，螺旋弹簧试样8由于应力松弛导致的压力随时间的退化情况，本实用新型能同时进行多个试样的测试，满足了可靠性评估对数据一致性的要求。首先根据弹簧试样8实际工作状态确定弹簧试样8初始压缩量，进而确定安装镙杆3的尺寸；其次，将多个弹簧试样8分别安装在推杆5上，并通过压力传感器4实施测量弹簧试样8的压力；第三，选定不同的加速温度，将安装好试样的试验装置放置的温度箱中开展加速试验，通过压力传感器4实施测量并记录弹簧试样8的压力；最后，根据试验得到的多个试样同等条件下的压力退化数据，开展基于压簧应力松弛失效模式的可靠性评估。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备，其特征在于：包括底板(1)、顶板(2)、安装镙杆(3)、压力传感器(4)、推杆(5)、推杆帽(6)和加载螺母(7)；顶板(2)平置于底板(1)的正上方，底板(1)与顶板(2)的中心位置垂直对应，底板(1)和顶板(2)通过安装镙杆(3)固定在一起；底板(1)与顶板(2)上分别均布中心通孔，通孔中心垂直对应；压力传感器(4)位于顶板(2)和底板(1)之间，压力传感器(4)的上端通过加载螺母(7)固定在顶板(2)的通孔上，下端与推杆帽(6)连接；压力传感器(4)通过传感器引线(9)与外置数据显式仪表相连，将测量的压力数据传输到外置显式仪表；推杆(5)上端与推杆帽(6)连接，下端穿过底板(1)上的中心通孔；弹簧试样(8)安装在推杆帽(6)和底板(1)之间，并套在推杆(5)的外部，通过调整压头距离顶板的距离设置压缩弹簧的初始压缩量。

2.根据权利要求1所述的一种用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备，其特征在于：底板(1)和顶板(2)的平面尺寸相同；底板(1)与顶板(2)的中心区域分别均布有7个中心通孔；底板(1)上的通孔为光孔，推杆(5)能够自由通过该孔；顶板(2)上的通孔为螺纹孔，用于压力传感器(4)的安装与固定。

3.根据权利要求1所述的一种用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备，其特征在于：底板(1)和顶板(2)的4个角垂直对应位置各开一个螺纹孔，通过加载螺母(7)将4个安装镙杆(3)固定。

4.根据权利要求1所述的一种用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备，其特征在于：所述安装镙杆(3)的两端为直径较小的螺纹杆，通过加载螺母(7)分别固定在底板(1)和顶板(2)上；中间为直径较大的光杆，使光杆部分无法通过螺纹孔，用于限位，保证底板与顶板平行。

5.根据权利要求3所述的一种用于压缩弹簧可靠性评估的应力松弛测试设备，其特征在于：4根安装镙杆(3)的高度公差小于0.02mm。