RU2788307C1 - Device for testing springs for strength - Google Patents

Device for testing springs for strength Download PDF

Info

Publication number
RU2788307C1
RU2788307C1 RU2022113230A RU2022113230A RU2788307C1 RU 2788307 C1 RU2788307 C1 RU 2788307C1 RU 2022113230 A RU2022113230 A RU 2022113230A RU 2022113230 A RU2022113230 A RU 2022113230A RU 2788307 C1 RU2788307 C1 RU 2788307C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
springs
pneumatic cylinder
pneumatic
rod
tested
Prior art date
Application number
RU2022113230A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вэнь ЧЖАО
Валентина Павловна Белогур
Виктор Леонидович Жавнер
Милана Викторовна Жавнер
Original Assignee
Янь Чуаньчао
Filing date
Publication date
Application filed by Янь Чуаньчао filed Critical Янь Чуаньчао
Application granted granted Critical
Publication of RU2788307C1 publication Critical patent/RU2788307C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: testing equipment.
SUBSTANCE: invention relates to testing equipment, in particular to stands for testing springs for strength, and is intended for fatigue testing of springs for durability in a given load range. The device contains an oscillating drive and a test unit. The oscillating drive is made in the form of a spring drive consisting of a pneumatic cylinder and tested springs mounted in the test unit, the pneumatic cylinder is mounted vertically with the rod up. The test unit is mounted above the pneumatic cylinder by means of a support plate mounted on top of the end face of the pneumatic cylinder. In this case, the test unit contains lower and upper parallel plates connected by a detachable connection using radially placed guides made with the possibility of ensuring structural rigidity and moving a disk mounted on the end of the pneumatic cylinder rod along them. The tested springs are mounted on top and bottom of the mentioned disk between the upper and lower plates, the pneumatic cylinder is equipped with sensors for the position of its piston, located symmetrically relative to its average position. The pneumatic cylinder is controlled from the control unit using pneumatic air distributors, while for the initial pre-deformation of the tested springs, a pneumatic distributor of pre-deformation of the springs is mounted in the line between one of the pneumatic distributors and the rod cavity of the pneumatic cylinder.
EFFECT: expanding the functionality of the device.
6 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытаний пружин на прочность и предназначено для усталостных испытаний пружин на долговечность в заданном диапазоне нагрузок [G01M 13/00, G01N 3/32].The invention relates to test equipment, in particular to benches for testing springs for strength and is intended for fatigue testing of springs for durability in a given range of loads [G01M 13/00, G01N 3/32].

Из уровня техники известен СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ПРУЖИН НА УСТАЛОСТЬ [SU 953518 (A1), опубл.: 23.08.1982], в котором на основании установлен кронштейн, шарнирно соединенный с траверсой, которая шарнирно соединена с шатуном, который в свою очередь соединен с выходным звеном электропривода, образуя четырехзвенный механизм, в котором ведущее звено совершает полный поворот, а траверса (выходное звено) совершает возвратно-вращательное движение. Испытуемые пружины, установленные между траверсой и основанием, попеременно растягиваются и сжимаются. Между пружинами и основанием установлены устройства для изменения предварительной деформации пружин.Known from the prior art is a STAND FOR TESTING SPRINGS FOR FATIGUE [SU 953518 (A1), publ.: 08/23/1982], in which a bracket is installed on the base, pivotally connected to a traverse, which is pivotally connected to a connecting rod, which in turn is connected to the output an electric drive link, forming a four-link mechanism in which the driving link makes a complete turn, and the traverse (output link) performs a reciprocating rotational movement. The springs to be tested, placed between the traverse and the base, are alternately stretched and compressed. Between the springs and the base there are devices for changing the preliminary deformation of the springs.

К недостаткам стенда следует отнести ограниченную длину пружин сжатия, так как сама конфигурация стенда, в которой торцы пружин привода не параллельны, что в свою очередь приводит к потере устойчивости. Вторым недостатком стенда являются высокие затраты энергии, обусловленные приведенным к валу электродвигателя переменным моментом инерции всех звеньев. Кроме того, стенд имеет большие габариты.The disadvantages of the stand include the limited length of the compression springs, since the stand configuration itself, in which the ends of the drive springs are not parallel, which in turn leads to loss of stability. The second disadvantage of the stand is the high energy costs due to the variable moment of inertia of all links reduced to the motor shaft. In addition, the stand has large dimensions.

Наиболее близким по технической сущности является УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПРУЖИН [SU 979953 А1, опубл.: 07.12.1982], содержащее станину, установленные на ней полый цилиндрический корпус с продольной прорезью, стойки и рычаг, один конец которого взаимодействует со стойками с помощью шарикоподшипников, а другой размещен в прорези корпуса, установленные в корпусе четыре тарельчатые опоры для размещения между ними двух испытуемых пружин, две из которых установлены по обе стороны рычага и шарнирно взаимодействуют с ним, а две другие установлены у торцов корпуса, вибратор, взаимодействующий с рычагом, и поджимные винты для статического нагружения испытуемых пружин, закрепленные на торцах корпуса и взаимодействующие с соответствующими тарельчатыми опорами, отличающееся тем, что с целью расширения функциональных возможностей устройства путем создания в пружинах поперечных динамических деформаций, в станине выполнены продольные направляющие, устройство снабжено опорной пятой, установленной в направляющих с возможностью перемещения и фиксации в заданном положении, а один из поджимных винтов размещен в пяте.The closest in technical essence is a DEVICE FOR DYNAMIC TESTING OF SPRINGS [SU 979953 A1, publ.: 07.12.1982], containing a frame, a hollow cylindrical body with a longitudinal slot installed on it, racks and a lever, one end of which interacts with racks using ball bearings , and the other one is placed in the slot of the housing, four dish-shaped supports installed in the housing for placing between them two tested springs, two of which are installed on both sides of the lever and interact with it pivotally, and the other two are installed at the ends of the housing, a vibrator interacting with the lever, and clamping screws for static loading of the springs under test, fixed at the ends of the housing and interacting with the corresponding disc supports, characterized in that in order to expand the functionality of the device by creating transverse dynamic deformations in the springs, longitudinal guides are made in the frame, the device is equipped with a support heel, installed in guides with the ability to move and fix in a given position, and one of the clamping screws is located in the heel.

Такая конструкция уменьшает момент трения в этой шарнирной опоре, но основной технической проблемой прототипа является то, что он работает в очень малых пределах, составляющих несколько десятков миллиметров, что для современных мехатронных пружинных приводов с рекуперацией энергии не приемлемо.Such a design reduces the friction torque in this pivot bearing, but the main technical problem of the prototype is that it operates within very small limits of a few tens of millimeters, which is not acceptable for modern mechatronic spring drives with energy recovery.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей устройств для продолжительных испытания пружин на прочность.The technical result of the invention is to expand the functionality of devices for long-term strength testing of springs.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для испытания пружин на прочность, содержащее колебательный привод и испытательный блок, отличающееся тем, что колебательный привод выполнен в виде пружинного привода, состоящего из пневматического цилиндра и испытуемых пружин, смонтированных в испытательном блоке, пневматический цилиндр смонтирован вертикально штоком вверх, а испытательный блок смонтирован над пневматическим цилиндром с помощью опорной пластины, смонтированной сверху на торце пневматического цилиндра, при этом испытательный блок содержит нижнюю и верхнюю параллельно размещенные пластины, соединенные между собой разъемным соединением с помощью радиально размещенных направляющих, выполненных с возможностью обеспечения жесткости конструкции и перемещения по ним диска, смонтированного на конце штока пневматического цилиндра, сверху и снизу упомянутого диска между верхней и нижней пластинами смонтированы испытуемые пружины, пневматический цилиндр снабжен датчиками положения его поршня, расположенными симметрично относительно его среднего положения, управление пневматическим цилиндром осуществляется с блока управления с помощью пневматических распределителей воздуха, при этом для начальной предварительной деформации испытуемых пружин в магистрали между одним из пневматических распределителей и штоковой полостью пневматического цилиндра смонтирован пневматический распределитель предварительной деформации пружин.The specified technical result is achieved due to the fact that the device for testing springs for strength, containing an oscillatory drive and a test block, characterized in that the oscillatory drive is made in the form of a spring drive, consisting of a pneumatic cylinder and test springs mounted in a test block, a pneumatic cylinder is mounted vertically with the rod up, and the test block is mounted above the pneumatic cylinder using a support plate mounted on top of the end of the pneumatic cylinder, while the test block contains the lower and upper parallel plates connected to each other by a detachable connection using radially placed guides, made with the possibility ensuring the rigidity of the structure and moving along them the disk mounted on the end of the rod of the pneumatic cylinder, the test springs are mounted on top and bottom of the mentioned disk between the upper and lower plates, the pneumatic cylinder is supplied position sensors located symmetrically with respect to its middle position, the pneumatic cylinder is controlled from the control unit using pneumatic air distributors, while for the initial preliminary deformation of the tested springs in the line between one of the pneumatic distributors and the rod end of the pneumatic cylinder, a pneumatic distributor of preliminary spring deformations.

В частности, для компенсации диссипативных потерь и первичной максимальной деформации одной из пружин максимальное усилие пневматического цилиндра пружинного привода больше или равно максимальному усилию испытуемой пружины.In particular, to compensate for dissipative losses and primary maximum deformation of one of the springs, the maximum force of the pneumatic cylinder of the spring drive is greater than or equal to the maximum force of the spring under test.

В частности, вертикальное расположение пневматического цилиндра и испытательного блока обусловлено возможностью упрощения конструкции и обеспечения размещения на испытательный блок термокамеры или холодильной камеры для испытаний пружин в разных температурных режимах.In particular, the vertical arrangement of the pneumatic cylinder and the test block is due to the possibility of simplifying the design and ensuring the placement of a heat chamber or a refrigeration chamber on the test block for testing springs in different temperature conditions.

В частности, пневматические распределители выполнены с прямым электромагнитным управлением.In particular, the pneumatic distributors are designed with direct solenoid control.

В частности, в верхней и нижней пластинах и диске выполнено соосно отверстия, через которые в испытательном блоке разъемным соединением смонтированы стержни, выполненные с возможностью предотвращения потери устойчивости испытуемых пружин.In particular, holes are made coaxially in the upper and lower plates and the disk, through which rods are mounted in the test block with a detachable connection, designed to prevent buckling of the tested springs.

В частности, при небольшом диаметре испытуемых пружин их в четном количестве симметрично размещают на стержнях с помощью малых дисков, подвижно монтируемых на стержне, при этом количество пружин должно быть четным и не менее чем по две на каждом стержне с возможностью обеспечения работы устройства в режиме пружинного аккумулятора.In particular, with a small diameter of the tested springs, they are placed in an even number symmetrically on the rods using small disks movably mounted on the rod, while the number of springs must be even and not less than two on each rod with the possibility of ensuring the operation of the device in the spring mode. battery.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для испытания пружин на прочность с испытуемыми пружинами сжатия.In FIG. 1 shows a general view of the spring strength tester with the compression springs being tested.

На фиг. 2 изображен общий вид устройства для испытания пружин на прочность без испытуемых пружин сжатия.In FIG. 2 shows a general view of the spring strength tester without the compression springs to be tested.

На фиг. 3 изображена пневматическая схема устройства для испытания пружин на прочность.In FIG. 3 shows a pneumatic diagram of a device for testing springs for strength.

На фиг. 4 изображена кинематическая схема устройства для испытания пружин на прочность при испытании пружин сжатия.In FIG. 4 shows a kinematic diagram of a device for testing springs for strength when testing compression springs.

На фиг. 5 изображена кинематическая схема устройства для испытания пружин на прочность при испытании пружин растяжения.In FIG. 5 shows a kinematic diagram of a device for testing springs for strength when testing tension springs.

На фиг. 6 изображено расположение в устройстве для испытания пружин на прочность пружин сжатия с небольшим ходом.In FIG. 6 shows the arrangement in a spring tester for short stroke compression springs.

На фигурах обозначено: 1 - пневматический цилиндр, 2 - диск, 3 - опорная пластина, 4 - стойка, 5 - нижняя пластина, 6 - направляющие, 7 - верхняя пластина, 8 - испытуемые пружины, 9 - стержни, 10 - датчики положения, 11 - блок управления, 12 - пневматический распределитель поршневой полости, 13 - пневматический распределитель штоковой полости, 14 - пневматический распределитель предварительной деформации пружин, 15 - малые диски, 16 - блок подготовки воздуха.The figures indicate: 1 - pneumatic cylinder, 2 - disk, 3 - base plate, 4 - rack, 5 - bottom plate, 6 - guides, 7 - top plate, 8 - tested springs, 9 - rods, 10 - position sensors, 11 - control unit, 12 - piston cavity pneumatic distributor, 13 - rod cavity pneumatic distributor, 14 - spring pre-deformation pneumatic distributor, 15 - small discs, 16 - air preparation unit.

Осуществление изобретения.Implementation of the invention.

С целью расширения функциональных возможностей устройств для продолжительных испытаний пружин на прочность предлагается использовать в них пружинный привод с использованием испытуемых пружин 8, а для компенсации диссипативных потерь и первичной максимальной деформации одной из пружин 8 предлагается использовать пневматический цилиндр 1 пружинного привода с максимальным усилием больше или равным максимальному усилию испытуемой пружины 8.In order to expand the functionality of devices for long-term testing of springs for strength, it is proposed to use a spring drive in them using the tested springs 8, and to compensate for dissipative losses and the primary maximum deformation of one of the springs 8, it is proposed to use a pneumatic cylinder 1 of the spring drive with a maximum force greater than or equal to maximum force of the tested spring 8.

Устройство для испытания пружин на прочность состоит из вертикально расположенного на опорной поверхности пневматического цилиндра 1 (см. Фиг. 1, 2), в поршне которого установлен магнит, инициирующий включение датчиков положения 10. Датчики положения 10 выполнены с возможностью воздействия на них магнита, например, в виде датчиков Холла и расположены симметрично относительно среднего положения поршня пневматического цилиндра 1. Фактически это расстояние равно двойному значению амплитуды колебаний диска 2. Вертикальное расположение устройства обусловлено тем, что оно конструктивно проще, устройство занимает меньшую площадь в горизонтальной плоскости, позволяет сверху располагать термокамеру или холодильную камеру для испытаний пружин в разных температурных режимах.The device for testing springs for strength consists of a pneumatic cylinder 1 vertically located on the supporting surface (see Fig. 1, 2), in the piston of which a magnet is installed that initiates the activation of position sensors 10. The position sensors 10 are made with the possibility of exposing them to a magnet, for example , in the form of Hall sensors and are located symmetrically relative to the middle position of the piston of the pneumatic cylinder 1. In fact, this distance is equal to the double value of the oscillation amplitude of the disk 2. The vertical arrangement of the device is due to the fact that it is structurally simpler, the device occupies a smaller area in the horizontal plane, allows you to place the heat chamber on top or a cold chamber for testing springs in different temperature conditions.

На штоке пневматического цилиндра 1 разъемным соединением смонтирован диск 2.Disk 2 is mounted on the rod of pneumatic cylinder 1 with a detachable connection.

С торца пневматического цилиндра 1 со стороны штока смонтирована опорная пластина 3 на которой с помощью радиально расположенных стоек 4 смонтирован испытательный блок состоящий из нижней 5 и верхней 7 параллельно размещенных пластин, жестко соединенных между собой разъемным соединением радиально смонтированными направляющими 6. Направляющие 6 выполнены с возможностью размещения на них диска 2 и перемещения диска 2 вдоль испытательного блока между упомянутыми пластинами 5, 7. Диск 2 выполнен с возможностью размещения сверху и снизу упомянутого диска 2 между верхней 7 и нижней 5 пластинами испытуемых пружин 8.At the end of the pneumatic cylinder 1, on the rod side, a support plate 3 is mounted on which, with the help of radially arranged racks 4, a test block is mounted, consisting of a lower 5 and upper 7 parallel plates, rigidly connected to each other by a detachable connection by radially mounted guides 6. The guides 6 are made with the possibility placing disk 2 on them and moving disk 2 along the test block between the mentioned plates 5, 7. The disk 2 is made with the possibility of placing above and below the mentioned disk 2 between the upper 7 and lower 5 plates of the tested springs 8.

В каждой из пластин 5, 7 и диске 2 выполнено соосно, по крайней мере, по два отверстия, расположенными с угловым шагом, равным 180 градусам. Через указанные отверстия разъемным соединением смонтированы стержни 9 (см. Фиг. 2), выполненные с возможностью предотвращения потери устойчивости испытуемых пружин 8 с большим рабочим ходом.In each of the plates 5, 7 and disk 2, at least two holes are made coaxially, located with an angular step equal to 180 degrees. Through these holes, rods 9 (see Fig. 2) are mounted by a detachable connection, designed to prevent buckling of the tested springs 8 with a large working stroke.

Кроме того, устройство позволяет испытывать пружины небольшого диаметра и с небольшим рабочим ходом.In addition, the device allows you to test springs of small diameter and with a small stroke.

На фиг. 7 показано расположение трех пружин на стержне 9 с помощью малых дисков 15, свободно монтируемых на стержне 9. Такое конструктивное решение позволяет разместить на каждом из стержней 9 одинаковое количество испытуемых пружин 8. В иллюстрируемом варианте на стержнях 9 будет расположено шесть испытуемых пружин 8, по три на каждом из стержней 9.In FIG. Figure 7 shows the arrangement of three springs on the rod 9 with the help of small disks 15 freely mounted on the rod 9. This design solution allows placing the same number of tested springs 8 on each of the rods 9. In the illustrated embodiment, six test springs 8 will be located on the rods 9, each three on each of the rods 9.

На пневматическом цилиндре 1 установлены датчики положения 10 (см. Фиг. 3), соединенные с блоком управления 11. К поршневой полости пневматического цилиндра 1 подключен пневматический распределитель поршневой полости 12, а к штоковой полости пневматического цилиндра 1 подключен соответственно пневматический распределитель штоковой полости 13 пневматического цилиндра 1. Упомянутые пневматические распределители 12, 13 выполнены с прямым электромагнитным управлением.Position sensors 10 are installed on the pneumatic cylinder 1 (see Fig. 3), connected to the control unit 11. A pneumatic distributor of the piston cavity 12 is connected to the piston cavity of the pneumatic cylinder 1, and a pneumatic distributor of the rod cavity 13 of the pneumatic valve is connected to the rod cavity of the pneumatic cylinder 1, respectively. cylinder 1. Said pneumatic distributors 12, 13 are made with direct electromagnetic control.

Пневматические распределители 12, 13 подключены к блоку подготовки воздуха 16, снабженным прецизионным регулятором давления в котором пневматические распределители 12, 13 через прецизионный регулятор давления (на фигурах не показан) соединены с пневматической системой. Для начальной предварительной деформации испытуемых пружин 8 в пневматической схеме в магистрали между пневматическим распределителем штоковой полости 13 и штоковой полостью пневматического цилиндра 1 смонтирован пневматический распределитель предварительной деформации пружин 14. Упомянутый пневматический распределитель 14 выполнен с возможностью ручного управления или от блока управления 11 с помощью электромагнитного привода (на фигурах не показан).The pneumatic distributors 12, 13 are connected to the air preparation unit 16, equipped with a precision pressure regulator in which the pneumatic distributors 12, 13 are connected to the pneumatic system through a precision pressure regulator (not shown in the figures). For the initial pre-deformation of the tested springs 8 in the pneumatic circuit, in the line between the pneumatic distributor of the rod cavity 13 and the rod cavity of the pneumatic cylinder 1, a pneumatic distributor of spring pre-deformation 14 is mounted. (not shown in the figures).

Порядок подготовки устройства для испытания двух пружин на прочность следующий:The procedure for preparing a device for testing two springs for strength is as follows:

1) демонтируют верхнюю пластину 7;1) dismantle the top plate 7;

2) с вытянутого штока пневматического цилиндра 1 демонтируют диск 2;2) disk 2 is dismantled from the extended rod of the pneumatic cylinder 1;

3) к нижней пластине 5 монтируют стержни 9;3) rods 9 are mounted to the bottom plate 5;

4) на нижнюю пластину 5, снаружи стержней 9 монтируют первую испытуемую пружину 8;4) on the bottom plate 5, outside the rods 9, the first test spring 8 is mounted;

5) на шток пневматического цилиндра 1 монтируют диск 2;5) disc 2 is mounted on the rod of the pneumatic cylinder 1;

6) с помощью пневматического распределителя предварительной деформации пружин 14 в штоковую полость пневматического цилиндра 1 подают давление для втягивания штока и сжатия первой испытуемой пружины 8;6) with the help of a pneumatic distributor of the pre-deformation of the springs 14, pressure is applied to the rod end of the pneumatic cylinder 1 to retract the rod and compress the first spring 8 under test;

7) на диск 2 снаружи стержней 9 устанавливают вторую испытуемую пружину 8 которую сверху прижимают верхней пластиной 7, монтируемой к направляющим 6.7) on the disc 2 outside the rods 9 install the second test spring 8 which is pressed from above with the top plate 7 mounted to the guides 6.

Устройство для испытания пружин на прочность готово к работе (испытаниям).The device for testing springs for strength is ready for operation (testing).

Величину необходимого максимального рабочего хода обеспечивают с помощью датчиков положения 10, сигналы с которых поступают в блок управления 11.The value of the required maximum stroke is provided using position sensors 10, the signals from which are sent to the control unit 11.

Для испытаний пружин большого диаметра в испытательный блок соосно пневматическому цилиндру 1 устанавливают две испытуемых пружины 8 (см. Фиг. 4, 5). Для пружин небольшого диаметра, но с величиной рабочего хода равному рабочему ходу пневматического цилиндра 1 устанавливают не менее четырех пружин 8. При рабочем ходе равном или меньшем половины рабочего хода пневматического цилиндра 1 количество пружин может быть увеличено вдвое, при этом суммарное усилие всех испытуемых пружин 8 не должно быть больше усилия пневматического цилиндра 1.To test large-diameter springs, two tested springs 8 are installed in the test block coaxially with the pneumatic cylinder 1 (see Fig. 4, 5). For springs of small diameter, but with a stroke equal to the stroke of pneumatic cylinder 1, at least four springs 8 are installed. With a stroke equal to or less than half the stroke of pneumatic cylinder 1, the number of springs can be doubled, while the total force of all tested springs 8 there should not be more than the force of the pneumatic cylinder 1.

При небольшом диаметре испытуемых пружин 8 их в четном количестве симметрично размещают на стержнях 9 с помощью малых дисков 15 (см. Фиг. 6), подвижно монтируемых на стержне 9, при этом количество пружин должно быть четным и не менее чем по две на каждом стержне 9 с возможностью обеспечения работы устройства в режиме пружинного аккумулятора.With a small diameter of the tested springs 8, they are placed in an even number symmetrically on the rods 9 using small disks 15 (see Fig. 6), movably mounted on the rod 9, while the number of springs must be even and not less than two on each rod 9 with the ability to ensure the operation of the device in the mode of a spring battery.

Кроме того, при испытаниях пружин большой длины, но с величиной суммарного рабочего хода равному рабочему ходу пневматического цилиндра на шток пневматического цилиндра 1 с помощью муфты монтируют удлинитель (на фигурах не показан), обеспечивающий увеличение длины упомянутого штока, а направляющие 6 и стержни 9 устанавливают исходя из увеличенной длины штока.In addition, when testing springs of great length, but with a total stroke equal to the stroke of the pneumatic cylinder, an extension cord (not shown in the figures) is mounted on the rod of the pneumatic cylinder 1 with the help of a coupling, which ensures an increase in the length of the mentioned rod, and the guides 6 and the rods 9 are installed based on the increased stem length.

Испытания пружин на прочность с помощью заявляемого устройства осуществляют следующим образом.Strength testing of springs using the proposed device is carried out as follows.

При запуске устройства с помощью пневматического распределителя предварительной деформации пружин 14 отключают подачу воздуха высокого давления в штоковую полость пневматического цилиндра 1 и одновременно с помощью пневматического распределителя поршневой полости 12 в поршневую полость подают воздух с пониженным давлением для компенсации потерь на трение в штоке, поршне и внутреннее трение в испытуемых пружинах 8. Прецизионное регулирование давления осуществляют блоком подготовки воздуха 16. При достижении поршнем пневматического цилиндра 1 крайнего верхнего положения, при котором шток полностью вытянут, с датчика положения 10 в блок управления 11 поступает сигнал и блок управления 11 подает сигнал на отключение пневматического распределителя поршневой полости 12 и включение пневматического распределителя штоковой полости 13 пневматического цилиндра 1. Движение поршня в обратную сторону происходит под действием сжатого воздуха низкого давления и усилия испытуемых пружин 8.When starting the device with the help of a pneumatic distributor of pre-strain of springs 14, the high-pressure air supply to the rod cavity of the pneumatic cylinder 1 is turned off, and at the same time, air with reduced pressure is supplied to the piston cavity using the pneumatic distributor of the piston cavity 12 to compensate for friction losses in the rod, piston and internal friction in the tested springs 8. Precision pressure control is carried out by the air preparation unit 16. When the piston of the pneumatic cylinder 1 reaches the uppermost position, at which the rod is fully extended, a signal is sent from the position sensor 10 to the control unit 11 and the control unit 11 sends a signal to turn off the pneumatic of the piston cavity distributor 12 and the inclusion of the pneumatic distributor of the rod cavity 13 of the pneumatic cylinder 1. The piston moves in the opposite direction under the action of low pressure compressed air and the force of the tested springs 8.

Без учета диссипативных потерь время движения поршня пневматического цилиндра 1 из одного крайнего положения в другое равно полупериоду колебаний гармонического осциллятора и определяется по формуле:Without taking into account dissipative losses, the time of movement of the piston of the pneumatic cylinder 1 from one extreme position to another is equal to the half-period of oscillations of the harmonic oscillator and is determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где m1 - масса диска 2, m2 - масса штока с поршнем, m3 - масса пружины, с - жесткость пружин;where m 1 is the mass of the disk 2, m 2 is the mass of the rod with the piston, m 3 is the mass of the spring, c is the stiffness of the springs;

Таким образом, испытуемые пружины 8, являясь упругим звеном колебательной системы попеременно сжимаются и разжимаются относительно своего нейтрального положения. Изменение амплитуды циклической деформации испытуемых пружин 8 регулируется путем изменения расстояния между датчиками 10, выходы которых соединены с блоком управления 11. В этом случае пневматический цилиндр 1 работает в двух режимах: режим первичной зарядки пружинного аккумулятора, когда в штоковую полость пневматического цилиндра 1 через пневматический распределитель штоковой полости 13 подают максимальное давление. Переход во второй режим работы начинается с момента, когда отключают подачу воздуха высокого давления и с помощью пневматического распределителя поршневой полости 12 в поршневую полость пневматического цилиндра 1 подают сжатый воздух низкого давления через прецизионный регулятор давления с нижним пределом давления близким к нулю.Thus, the tested springs 8, being an elastic link of the oscillatory system, alternately compress and decompress relative to their neutral position. The change in the amplitude of the cyclic deformation of the tested springs 8 is controlled by changing the distance between the sensors 10, the outputs of which are connected to the control unit 11. In this case, the pneumatic cylinder 1 operates in two modes: the mode of primary charging of the spring accumulator, when the rod end of the pneumatic cylinder 1 through the pneumatic distributor rod cavity 13 serves the maximum pressure. The transition to the second mode of operation begins from the moment when the high-pressure air supply is turned off and, using the pneumatic distributor of the piston cavity 12, low-pressure compressed air is supplied to the piston cavity of the pneumatic cylinder 1 through a precision pressure regulator with a lower pressure limit close to zero.

Это позволяет компенсировать затраты энергии на потери на трение в пневматическом цилиндре 1 и потери на внутреннее трение в испытуемых пружинах 8, что позволяет снизить затраты энергии на весь срок длительных испытаний на усталостную прочность.This makes it possible to compensate for the energy costs for friction losses in the pneumatic cylinder 1 and for internal friction losses in the tested springs 8, which makes it possible to reduce energy costs for the entire period of long-term fatigue tests.

Описанное устройство является универсальным для испытаний как пружин сжатия, так и растяжения. При испытаниях пружин сжатия большой длины используют ограничительные стержни 9, расположенные в нижней 5 и верхней 7 пластинах испытательного блока. В упомянутых пластинах 5, 7 выполнен набор отверстий, организованный таким образом, что монтаж через них стержней 9 позволяет испытывать пружины наружным диаметром от 45 до 100 мм. При проведении испытаний пружин растяжения устройство позволяет устанавливать в испытательного блоке четыре или восемь испытуемых пружин 8. Общим для всех испытаний является условие, при котором максимальное рабочее усилие пневматического цилиндра должно быть больше суммарного усилия половины испытуемых пружин 8. Изменяя амплитуду колебаний штока пневматического цилиндра 1 получают возможность определять долговечность испытуемых пружин 8 различной конфигурации и при их разных рабочих деформациях, что обеспечивает достижение заявленного технического результата.The described device is universal for testing both compression and tension springs. When testing compression springs of great length, restrictive rods 9 are used, located in the lower 5 and upper 7 plates of the test block. In the said plates 5, 7, a set of holes is made, organized in such a way that the installation of rods 9 through them allows testing springs with an outer diameter of 45 to 100 mm. When testing tension springs, the device allows you to install four or eight tested springs 8 in the test block. Common to all tests is the condition under which the maximum working force of the pneumatic cylinder must be greater than the total force of half of the tested springs 8. By changing the amplitude of oscillations of the pneumatic cylinder rod 1, one obtains the ability to determine the durability of the tested springs 8 of various configurations and with their different working deformations, which ensures the achievement of the claimed technical result.

Claims (6)

1. Устройство для испытания пружин на прочность, содержащее колебательный привод и испытательный блок, отличающееся тем, что колебательный привод выполнен в виде пружинного привода, состоящего из пневматического цилиндра и испытуемых пружин, смонтированных в испытательном блоке, пневматический цилиндр смонтирован вертикально штоком вверх, а испытательный блок смонтирован над пневматическим цилиндром с помощью опорной пластины, смонтированной сверху на торце пневматического цилиндра, при этом испытательный блок содержит нижнюю и верхнюю параллельно размещенные пластины, соединенные между собой разъемным соединением с помощью радиально размещенных направляющих, выполненных с возможностью обеспечения жесткости конструкции и перемещения по ним диска, смонтированного на конце штока пневматического цилиндра, сверху и снизу упомянутого диска между верхней и нижней пластинами смонтированы испытуемые пружины, пневматический цилиндр снабжен датчиками положения его поршня, расположенными симметрично относительно его среднего положения, управление пневматическим цилиндром осуществляется с блока управления с помощью пневматических распределителей воздуха, при этом для начальной предварительной деформации испытуемых пружин в магистрали между одним из пневматических распределителей и штоковой полостью пневматического цилиндра смонтирован пневматический распределитель предварительной деформации пружин. 1. A device for testing springs for strength, containing an oscillating drive and a test block, characterized in that the oscillating drive is made in the form of a spring drive, consisting of a pneumatic cylinder and test springs mounted in a test block, the pneumatic cylinder is mounted vertically with the rod up, and the test the block is mounted above the pneumatic cylinder using a support plate mounted on top of the end of the pneumatic cylinder, while the test block contains the lower and upper parallel plates connected to each other by a detachable connection using radially placed guides, made with the possibility of ensuring the rigidity of the structure and moving along them disk mounted on the end of the rod of the pneumatic cylinder, above and below the mentioned disk between the upper and lower plates, the tested springs are mounted, the pneumatic cylinder is equipped with position sensors of its piston, located symmetrically Clearly relative to its middle position, the control of the pneumatic cylinder is carried out from the control unit using pneumatic air distributors, while for the initial pre-deformation of the tested springs in the line between one of the pneumatic distributors and the rod end of the pneumatic cylinder, a pneumatic spring pre-deformation distributor is mounted. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для компенсации диссипативных потерь и первичной максимальной деформации одной из пружин максимальное усилие пневматического цилиндра пружинного привода больше или равно максимальному усилию испытуемой пружины.2. The device according to claim 1, characterized in that to compensate for dissipative losses and the primary maximum deformation of one of the springs, the maximum force of the pneumatic cylinder of the spring drive is greater than or equal to the maximum force of the spring under test. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вертикальное расположение пневматического цилиндра и испытательного блока обусловлено возможностью упрощения конструкции и обеспечения размещения на испытательный блок термокамеры или холодильной камеры для испытаний пружин в разных температурных режимах. 3. The device according to claim 1, characterized in that the vertical arrangement of the pneumatic cylinder and the test block is due to the possibility of simplifying the design and ensuring the placement of a heat chamber or a cold chamber on the test block for testing springs in different temperature conditions. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневматические распределители выполнены с прямым электромагнитным управлением.4. The device according to claim 1, characterized in that the pneumatic distributors are made with direct electromagnetic control. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в верхней и нижней пластинах и диске выполнены соосно отверстия, через которые в испытательном блоке разъемным соединением смонтированы стержни, выполненные с возможностью предотвращения потери устойчивости испытуемых пружин.5. Device according to claim 1, characterized in that holes are made coaxially in the upper and lower plates and the disk, through which rods are mounted in the test block with a detachable connection, designed to prevent buckling of the springs under test. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при небольшом диаметре испытуемых пружин их в четном количестве симметрично размещают на стержнях с помощью малых дисков, подвижно монтируемых на стержне, при этом количество пружин должно быть четным и не менее чем по две на каждом стержне с возможностью обеспечения работы устройства в режиме пружинного аккумулятора. 6. The device according to claim 1, characterized in that with a small diameter of the tested springs, they are placed in an even number symmetrically on the rods using small disks movably mounted on the rod, while the number of springs must be even and not less than two on each rod with the ability to ensure the operation of the device in the mode of a spring accumulator.
RU2022113230A 2022-05-17 Device for testing springs for strength RU2788307C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2788307C1 true RU2788307C1 (en) 2023-01-17

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117309364A (en) * 2023-11-30 2023-12-29 济南考格尔汽车制造有限公司 Anti-fatigue testing device and method for vehicle fastener
RU2813756C1 (en) * 2023-09-20 2024-02-16 Сэнь Ли Method and device for determining internal friction of spring-type accumulator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU953518A1 (en) * 1981-01-29 1982-08-23 Челябинский Филиал Государственного Союзного Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательского Тракторного Института Stand for testing springs for fatigue
SU979953A1 (en) * 1977-05-31 1982-12-07 Предприятие П/Я Г-4847 Device for spring dynamic testing
SU1422059A1 (en) * 1986-01-09 1988-09-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта Bed for testing automatic regulators of braking modes
RU2251036C1 (en) * 2003-10-14 2005-04-27 Землянушнова Надежда Юрьевна Device for contact making of springs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU979953A1 (en) * 1977-05-31 1982-12-07 Предприятие П/Я Г-4847 Device for spring dynamic testing
SU953518A1 (en) * 1981-01-29 1982-08-23 Челябинский Филиал Государственного Союзного Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательского Тракторного Института Stand for testing springs for fatigue
SU1422059A1 (en) * 1986-01-09 1988-09-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта Bed for testing automatic regulators of braking modes
RU2251036C1 (en) * 2003-10-14 2005-04-27 Землянушнова Надежда Юрьевна Device for contact making of springs

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813756C1 (en) * 2023-09-20 2024-02-16 Сэнь Ли Method and device for determining internal friction of spring-type accumulator
CN117309364A (en) * 2023-11-30 2023-12-29 济南考格尔汽车制造有限公司 Anti-fatigue testing device and method for vehicle fastener

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104534011B (en) A kind of adjustable permanent magnet type magnetic current variable vibration isolating suspension of stiffness and damping
JP4217210B2 (en) High frequency multi-degree-of-freedom vibration test machine
CN107179183B (en) Flexural pivot three-dimensional loading fatigue test device
US7404334B2 (en) Testing system with soft reaction structure
KR200414788Y1 (en) Apparatus for testing tension, compression and durability
RU2788307C1 (en) Device for testing springs for strength
CN212585885U (en) Better motor test rack of antidetonation effect
KR20120112944A (en) Supporting apparatus for vibration test using air spring
CN107192612B (en) A kind of tension-torsion fatigue test board
CN207850664U (en) A kind of three axis resilient bushing fatigue testers
CN105699224B (en) Lumbar vertebrae fatigue tester
CN102901635A (en) Steering wheel fatigue-bending testing block and testing device
CN218600827U (en) Air spring durability test mechanism
CN216695489U (en) Coaxial type implant fatigue test vibration driving device and test equipment
RU2756136C1 (en) Stand for measuring thrust and reactive moment of propeller and dynamic characteristics of propeller with engine
RU2366919C1 (en) Test bench for testing of motor vehicle suspension elements
CN101451856B (en) Active magnetic suspension axial performance tester
CN108692932A (en) A kind of building structural member tie point intensity detecting device
RU2374611C2 (en) Device for definition of deviations and stiffness parametres of helical compresion springs
CN113466037A (en) Integrated tester for dynamic and static mechanical properties of clamp and using method thereof
RU105453U1 (en) INSTALLATION FOR TESTING SPRINGS FOR FATIGUE
JPH10332563A (en) Two-axis load testing apparatus
JP2004347441A (en) Loading test method
RU203608U1 (en) Test stand for vibration isolators of a vehicle cabin
RU2303250C1 (en) Installation for testing articles on fretting