CN206292119U

CN206292119U - 弹片振动装置

Info

Publication number: CN206292119U
Application number: CN201621357278.5U
Authority: CN
Inventors: 张清凤; 尹爱军
Original assignee: CHENGDU JIANGYE OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHENGDU JIANGYE OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2017-06-30
Anticipated expiration: 2026-12-12

Abstract

本实用新型涉及弹片疲劳测试领域，具体涉及一种弹片振动装置。该弹片振动装置包括具有多个夹持柄的曲柄摇杆机构、驱动电机、机架及多个弹片夹具，所述驱动电机设置于所述机架上，所述机架的顶端设置有基座，所述基座上设有连接座，所述曲柄摇杆机构设置于所述连接座，所述弹片夹具设置于所述基座，所述弹片夹具用于夹持被测弹片的一端，所述曲柄摇杆机构的夹持柄用于夹持被测弹片的另一端，所述曲柄摇杆机构用于在所述驱动电机的驱动下带动被测弹片做往复振动。本实用新型提供的弹片振动装置，结构简单，设计巧妙，且一次可以进行多个样品测试，测试效率高，成本低。

Description

弹片振动装置

技术领域

本实用新型涉及弹片疲劳测试技术领域，特别涉及一种弹片振动装置。

背景技术

弹片疲劳测试，即测试弹片的弹性和刚性，弹片振动装置即是对弹片进行疲劳测试的一个重要设备，其作用是在弹片疲劳测试时带动弹片做往复振动。目前进行弹片疲劳测试使用的弹片振动装置设计复杂，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种弹片振动装置。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种弹片振动装置，包括具有多个夹持柄的曲柄摇杆机构、驱动电机、机架及多个弹片夹具，所述驱动电机设置于所述机架上，所述机架的顶端设置有基座，所述基座上设有连接座，所述曲柄摇杆机构设置于所述连接座，所述弹片夹具设置于所述基座，所述弹片夹具用于夹持被测弹片的一端，所述曲柄摇杆机构的夹持柄用于夹持被测弹片的另一端，所述曲柄摇杆机构用于在所述驱动电机的驱动下带动被测弹片做往复振动。

根据本实用新型实施例，所述曲柄摇杆机构包括曲柄、摇杆及连杆，所述摇杆包括基体和转动柄，所述转动柄连接于所述基体的边缘，所述基体的边缘还连接有所述多个夹持柄，所述夹持柄的底端与所述基体连接，顶端设置有样品夹持槽，所述基体设置有用于连接振动轴的振动轴孔，所述转动柄设置有用于连接连杆的连杆通孔，所述连杆通孔到所述振动轴孔的距离与所述夹持柄的顶端到所述振动轴孔的距离相等，所述连杆的两个端部分别设置有轴承孔，连杆通过嵌入所述轴承孔的轴承与摇杆、曲柄连接。

根据本实用新型实施例，所述弹片夹具包括底座，所述底座的一个侧面设置有第一导电体，用于承载被测弹片，所述第一导电体的一端连接有第二导电体，所述第二导电体通过具有导电性的紧固件固定于所述底座上，所述第一导电体的另一端设置有压板，用于使放置于所述第一导电体上的被测弹片保持夹持状态，所述第二导电体与所述压板之间设置有导向凸台；所述底座的另一个侧面设置有导线，所述导线的一端与所述紧固件连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的弹片振动装置，包括曲柄摇杆机构、驱动电机、机架及多个弹片夹具，结构简单，设计巧妙；另一方面，曲柄摇杆机构具有多个夹持柄，弹片夹具为多个，使得一个装置一次可以进行多个样品测试，测试效率高，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1（a）、图1（b）为本实用新型实施例中弹片夹具的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中摇杆的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中连杆的结构示意图。

图4为本实用新型实施例中曲柄的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中曲柄摇杆机构的结构示意图。

图6为本实用新型实施例中弹片振动装置的结构示意图。

图7为导线与基座的连接示意图。

图8为弹片夹具与夹持柄的位置示意图。

图中标记

摇杆1；连杆2；曲柄3；振动轴4；连接座5；弹片夹具6；基座7；机架8；驱动电机9；底座101；滚花手拧螺丝102；导向凸台103；隔断板104；导线105；导线压板106；第一导电体107；第二导电体108；压板109；螺栓110；基体201；转动柄202；夹持柄203；振动轴孔204；第一减重孔205；第二减重孔206；连杆通孔207；样品夹持槽208。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-8，本实施例中提供的一种弹片振动装置，包括具有多个夹持柄203的曲柄摇杆机构、驱动电机9、机架8及多个弹片夹具6，驱动电机9设置于机架8上，机架8的顶端设置有基座7，基座7上设有连接座5，曲柄摇杆机构设置于连接座5，弹片夹具6设置于基座7，被测弹片的一端夹持于弹片夹具6，被测弹片的另一端夹持于曲柄摇杆机构的夹持柄203，曲柄摇杆机构用于在驱动电机的驱动下带动被测弹片做往复振动。

请参阅图1（a）、图1（b），作为一种具体的可实施方式，本实施例中，弹片夹具包括底座101，本实施例中，底座101为长方体结构，底座101上设置有滚花手拧螺丝102，弹片夹具通过滚花手拧螺丝102连接于连接座上。底座101的一个侧面设置有第一导电体107，第一导电体107用于承载被测弹片，即被测弹片放置于第一导电体107上。第一导电体107的一端连接有第二导电体108，第二导电体108通过具有导电性的紧固件固定于底座101上。第一导电体107的另一端设置有压板109，压板109用于使放置于第一导电体107上的被测弹片保持夹持状态，即，被测弹片放置于第一导电体107上后，用压板109将被测弹片压紧。第二导电体108与压板109之间设置有导向凸台103。底座101的另一个侧面设置有导线105，导线105的一端与紧固件连接。本实施例中，作为一种可实施方式的举例，导线105与第二导电体108分别位于底座101的两个相对的侧面，如图所示。

本实施例中，紧固件一方面要具有导电作用，使得在通电状态下导线105与第二导电体108电性连通，进而使得第二导电体108与第一导电体107电性连通，进而使得被测弹片与导线105电性连通；另一方面紧固件还要具有紧固作用，使得第二导电体108可以与底座101保持紧固连接。因此，作为一种较优的实施方式，紧固件采用金属材料制作的螺栓110，螺栓110的尾部与导线105连接。作为一种可实施方式的举例，第一导电体107为铜片，第二导电体108为钢片。

本实施例中，压板109通过螺钉（或螺栓）与底座101连接，安装被测弹片时，拧松螺钉，将被测弹片从压板109与底座101之间形成的空隙处插入，在导向凸台103的导向作用下，被测弹片顺势放在第一导电体107上，并与第二导电体108接触连接，最后拧紧螺钉。测试完成后将被测弹片取下时，拧松螺钉，将被测弹片顺势从第一导电体107上取下即可。导向凸台103不仅对被测弹片具有导向作用，便于安装被测弹片，同时也可以有效防止被测弹片在检测过程中偏离位置。

作为一种更优的实施方式，底座101的设置有导线105的侧面还设置有导线压板106，导线压板106用于使导线105的另一端紧贴于底座101。如图1所示，导线105的一端与螺栓110的尾部连接，并固定于底座101，导线105的另一端位于导线压板106与底座101之间，拧动螺钉缩短导线压板106与底座101之间的距离，直至导线105紧贴于底座101。这样设置，一方面可以防止在拆卸过程中导线105被拉断，另一方面也可以使导线105平整美观。

定义一个第一导电体107、一个第二导电体108、一个压板109、一根导线105组成一个夹持组件，如图1（b）所示，图中所示的弹片夹具包括两个夹持组件，两个第一导电体107之间通过隔断板104隔开，即两个夹持组件之间通过隔断板104隔开。一个测试组件可以用于一个被测弹片的疲劳测试，因此，图中所示的弹片夹具可以供两个被测弹片同时测试使用。容易理解地，根据底座101的尺寸设置，底座101上也可以设置两个及以上夹持组件，以便于两个及以上的被测弹片同时测试，自然地，底座101上也可以仅设置一个夹持组件。

请参阅图2-5，作为一种具体的可实施方式，本实施例中，曲柄摇杆机构包括曲柄3、摇杆1及连杆2。其中，摇杆1包括基体201和转动柄202，转动柄202连接于基体201的边缘，基体201的边缘还连接有多个夹持柄203，夹持柄203的底端与基体201连接，顶端设置有样品夹持槽208，一个夹持柄203的顶端可以设置一个及一个以上的样品夹持槽208，基体201设置有用于连接振动轴的振动轴孔204，转动柄202设置有用于连接连杆的连杆通孔207，连杆通孔207到振动轴孔204的距离与夹持柄203的顶端到振动轴孔204的距离相等。连杆2的两个端部分别设置有轴承孔，构成“8”字形结构，连杆2通过嵌入轴承孔的轴承与摇杆1、曲柄3连接，具体地，摇杆1通过贯穿于连杆通孔207、轴承孔的轴承与连杆2连接，连杆2通过贯穿另一个轴承孔的轴承连接曲柄3。

为保障曲柄摇杆机构的强度，本实施例中，优选曲柄的长度与所述摇杆的长度满足关系，其中，为摇杆摆角，L ₁为曲柄长度，L ₃为摇杆长度。

为减轻摇杆的重量，如图所示，本实施例中，基体201上设置有多个第一减重孔205，作为一种实施方式，第一减重孔205为圆形孔，围绕振动轴孔204均匀分布于基体201上。

为了进一步减轻摇杆重量，更优地，转动柄202上设置有第二减重孔206，本实施例中，第二减重孔206为倒圆角的矩形孔，矩形孔面积大，可以更好地减轻摇杆重量，矩形孔倒圆角，使得摇杆更美观。

如图所示，本实施例中，基体201为圆盘状结构，这样设置可以有效提高其固有频率，使其在400Hz以下实现1.4mm的大位移转动。

本实施例提供的摇杆，一次最多可测试八个样品，很大程度地提升测试效率；此外，测试频率高，周期短，振幅1.4mm时，频率可达450Hz。

作为一种更优选的实施方式，基体201、转动柄202、夹持柄203一体成型，并由碳纤维板切割而成。摇杆由碳纤维板制作，一方面可以进一步减轻摇杆质量，另一方面还可以增强其强度。摇杆一体成型，不仅便于制作，而且可以提高摇杆整体的稳定性。

振动轴4是实现弹片压缩的直接驱动机构，振动轴4通过摇杆1上的振动轴孔与摇杆2固连。本实施例中，振动轴4采用40Cr钢制造，摇杆1采用碳纤维材质制造，整个结构设计的转动惯量值为4.26×10^-7kg·m²。

在曲柄摇杆机构运动过程中会产生惯性力，从而影响整个机构的动态性能，因此，连杆2在满足受力要求的前提下，要求其质量尽量小。此外，连杆2质量越小，越有助于整个机构的平衡质量分配。因此，本实施例中，连杆2的长度为19mm，质量为0.32g，其所能承受的最大应力为2.077×110⁶N/m²，而屈服极限为9.3×10⁶N/m²，因此安全系数：n1 =9.3×10⁶/2.077×10⁶ = 4.78，可以很好地满足较大的刚度和强度需求。

本实施例中，曲柄3采用常用的合金钢40Cr材料，并经调质处理，做成实心轴结构，其抗拉强度σb≥750MPa，屈服点σs≥550MPa，扭转疲劳极限τ-1≥200 MPa，弯曲疲劳极限σ-1≥350 MPa。40Cr是使用最广泛的钢种之一，经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷可得到较高的疲劳强度。本实施例中所述的曲柄所能承受的最大应力1.117×107N/m2。40Cr的弯曲疲劳极限σ-1≥350MPa，因此安全系数S = 3.50×108 / 1.117×107= 31.3。一般情况下，材质均匀、载荷与应力计算准确时，取S = 1.3~1.5；材质不够均匀，计算不够精确时，S = 1.5~1.8。因此本实施例中所述曲柄可以满足强度要求较高的场合应用。

本实用新型实施例提供的弹片振动机构，曲柄摇杆机构设置于连接座5上，连接座5上设置有供曲柄3穿过的孔，曲柄3穿过连接座5后与驱动电机9的转轴连接。电机转动带动曲柄转动，曲柄3带动连杆2，连杆2带动摇杆1，实现摇杆1的往复摆动，即摇杆1的转动柄20摆动，进而也带动夹持柄30摆动，即带动样品摆动，转动柄20与夹持柄30的摆动角度与位移相等。

本实施例中，弹片夹具的数量6与曲柄摇杆机构中夹持柄203的数量相等，弹片夹具6通过滚花手拧螺丝102设置于基座7，一个弹片夹具6对应于一个夹持柄，被测弹片的一端夹持于夹持柄203顶端的样品夹持槽208中，另一端夹持于弹片夹具6的第一导电体107与压板109之间。基座7上设置有电连接座，导线105与电连接座连接，通电后被测弹片、弹片夹具、基座组成电路回路，在该电路回路中，若被测弹片断裂则电路回路断开，若被测弹片完好则电路回路畅通，可通过电路回路的通断判知被测弹片是否断裂。

本实施例提供的弹片振动装置结构简单，具有多个弹片夹具，一个曲柄摇杆机构具有多个夹持柄，一次可以实现多个样品的测试，提升测试效率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种弹片振动装置，其特征在于，包括具有多个夹持柄的曲柄摇杆机构、驱动电机、机架及多个弹片夹具，所述驱动电机设置于所述机架上，所述机架的顶端设置有基座，所述基座上设有连接座，所述曲柄摇杆机构设置于所述连接座，所述弹片夹具设置于所述基座，所述弹片夹具用于夹持被测弹片的一端，所述曲柄摇杆机构的夹持柄用于夹持被测弹片的另一端，所述曲柄摇杆机构用于在所述驱动电机的驱动下带动被测弹片做往复振动。

2.根据权利要求1所述的弹片振动装置，其特征在于，所述曲柄摇杆机构包括曲柄、摇杆及连杆，所述摇杆包括基体和转动柄，所述转动柄连接于所述基体的边缘，所述基体的边缘还连接有所述多个夹持柄，所述夹持柄的底端与所述基体连接，顶端设置有样品夹持槽，所述基体设置有用于连接振动轴的振动轴孔，所述转动柄设置有用于连接连杆的连杆通孔，所述连杆通孔到所述振动轴孔的距离与所述夹持柄的顶端到所述振动轴孔的距离相等，所述连杆的两个端部分别设置有轴承孔，连杆通过嵌入所述轴承孔的轴承与摇杆、曲柄连接。

3.根据权利要求2所述的弹片振动装置，其特征在于，所述曲柄的长度与所述摇杆的长度满足关系，其中，为摇杆摆角，L ₁为曲柄长度，L ₃为摇杆长度。

4.根据权利要求2所述的弹片振动装置，其特征在于，所述基体上设置有多个第一减重孔，所述多个第一减重孔均匀分布于所述基体。

5.根据权利要求2所述的弹片振动装置，其特征在于，所述基体为圆盘状结构。

6.根据权利要求2所述的弹片振动装置，其特征在于，所述曲柄的扭转疲劳极限≥200MPa，弯曲疲劳极限≥350 MPa，所述连杆的长度为19mm。

7.根据权利要求1-6任一所述的弹片振动装置，其特征在于，所述弹片夹具包括底座，所述底座的一个侧面设置有第一导电体，用于承载被测弹片，所述第一导电体的一端连接有第二导电体，所述第二导电体通过具有导电性的紧固件固定于所述底座上，所述第一导电体的另一端设置有压板，用于使放置于所述第一导电体上的被测弹片保持夹持状态，所述第二导电体与所述压板之间设置有导向凸台；所述底座的另一个侧面设置有导线，所述导线的一端与所述紧固件连接。

8.根据权利要求7所述的弹片振动装置，其特征在于，所述底座的设置有所述导线的侧面还设置有导线压板，用于使所述导线的另一端紧贴于底座。

9.根据权利要求8所述的弹片振动装置，其特征在于，所述底座上还设置有滚花手拧螺丝，用于将所述弹片夹具连接于所述基座。

10.根据权利要求9所述的弹片振动装置，其特征在于，所述第一导电体为多个，每相邻两个第一导电体之间通过隔断板隔开，所述第二导电体、所述压板、所述紧固件、所述导线的数量与所述第一导电体的数量相等，一个第一导电体、一个第二导电体、一个压板、一个紧固件、一根导线组成一个夹持组件。