圓柱螺旋彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)的開(kāi)發(fā)

1、產(chǎn)品與市場(chǎng)機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，第卷第期年月引言彈簧的應(yīng)用十分廣泛，可以說(shuō)是各種機(jī)械、電器、化工等產(chǎn)品的關(guān)鍵零件。凡是承受變載荷的彈簧，在企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量控制、用戶交驗(yàn)、新產(chǎn)品定型鑒定、認(rèn)證，行業(yè)抽檢和工藝調(diào)整環(huán)節(jié)中，必須進(jìn)行疲勞性能檢測(cè)。但根據(jù)彈簧的要求不同，對(duì)試驗(yàn)機(jī)的要求也不同。目前疲勞試驗(yàn)機(jī)分為機(jī)械式、電磁諧振式和電液伺服式。電磁諧振式彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)頻率高，振幅小，適用于氣門彈簧和柱塞簧等；電液伺服式彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)價(jià)格昂貴，一般中小型企業(yè)接受不了；機(jī)械式彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)的頻率可調(diào)，振幅范圍大，價(jià)格適宜，因此，它的應(yīng)用十分普遍。我中心開(kāi)發(fā)研制的圓柱螺旋彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)，可適用于汽車懸架

2、彈簧、摩托車減震彈簧以及其它類型彈簧的疲勞性能檢測(cè)。在研制過(guò)程中，吸收了國(guó)內(nèi)外同類型試驗(yàn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)頻率：振幅：可調(diào)試驗(yàn)載荷：被試驗(yàn)彈簧最大外徑：被試驗(yàn)彈簧自由長(zhǎng)度：計(jì)數(shù)器容量：工位：（即每次試驗(yàn)只彈簧）任一只彈簧斷裂試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)停機(jī)，并記錄斷裂時(shí)的試驗(yàn)次數(shù)；到預(yù)置的試驗(yàn)次數(shù)自動(dòng)停機(jī)。試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理本機(jī)采用傳統(tǒng)的連桿機(jī)構(gòu)。機(jī)械部分由電機(jī)、偏心裝置、隨動(dòng)器、直線導(dǎo)軌、夾具等組成。動(dòng)力由變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)輸出，通過(guò)減速器、軸承座、偏心裝置傳遞至連桿，帶動(dòng)壓盤對(duì)彈簧進(jìn)行壓縮（或拉伸）往復(fù)疲勞試驗(yàn)。如圖所示。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、運(yùn)行穩(wěn)定。其突出的特點(diǎn)是：充分利用

3、了彈簧具有儲(chǔ)存能量的特點(diǎn)，彈簧的裝夾對(duì)稱放置，使電機(jī)在轉(zhuǎn)矩接近平衡的狀態(tài)下啟動(dòng)，對(duì)稱的彈簧起到能量互補(bǔ)的作用，從而降低試驗(yàn)機(jī)本身電機(jī)的功率，節(jié)約能源；連桿的設(shè)計(jì)，為使機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)輕便、穩(wěn)定、效率高和避免急回運(yùn)動(dòng)、連桿對(duì)導(dǎo)向裝置產(chǎn)生較大的側(cè)向力，設(shè)計(jì)的壓力角盡量減小，采用加長(zhǎng)連桿的方式；導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向裝置采用直線導(dǎo)軌。這樣，不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本，而且試驗(yàn)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，同樣穩(wěn)定、可靠。彈簧預(yù)壓力的調(diào)節(jié)，方便、輕捷。關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)圓柱螺旋彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)研制中的技術(shù)關(guān)鍵在于驅(qū)圓柱螺旋彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)的開(kāi)發(fā)傅華棟，李維榮，丁寶平，姜膺（機(jī)械科學(xué)研究總院中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)所，北京）摘要：

4、彈簧的疲勞試驗(yàn)是彈簧性能檢測(cè)的關(guān)鍵工序，特別是汽車懸架彈簧、摩托車減震彈簧、發(fā)動(dòng)機(jī)氣門等關(guān)鍵彈簧，必須做彈簧產(chǎn)品疲勞性能的可靠性評(píng)定。但根據(jù)彈簧的不同要求，試驗(yàn)時(shí)采用的頻率、振幅等也有不同的要求。針對(duì)這種情況，開(kāi)發(fā)研制了圓柱螺旋彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)。關(guān)鍵詞：圓柱螺旋彈簧；疲勞試驗(yàn)機(jī)中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：（）收稿日期：作者簡(jiǎn)介：傅華棟（），男，碩士研究生。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)與理論。圖試驗(yàn)機(jī)組成示意圖電機(jī)夾具偏心輪隨動(dòng)器直線導(dǎo)軌電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品與市場(chǎng)動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造，要求整機(jī)體積小、重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，定位準(zhǔn)確、工藝性好、自動(dòng)化程度高。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（）受力分析及計(jì)算。偏心輪

5、參數(shù)：半徑：頻率：角速度：××偏心距：圓盤厚度：材料：鋼×根據(jù)理論力學(xué)相關(guān)公式計(jì)算離心力，兩圓極坐標(biāo)方程：求均勻薄片的重心：閉區(qū)域?qū)ΨQ于軸，重心（）必位于軸上：! ! %! ! %! ! $"! $! "! $" " ×" ×重心：（，）質(zhì)量：××××離心力：××××（）（）電機(jī)功率計(jì)算。經(jīng)過(guò)模擬編程運(yùn)算得出電機(jī)在偏心輪上的力矩為：×經(jīng)過(guò)大量的調(diào)研，綜合考慮試驗(yàn)機(jī)的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)、電動(dòng)機(jī)的性能、價(jià)格等因素，選

6、用電動(dòng)機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)：功率：轉(zhuǎn)速：扭矩：傳動(dòng)比：電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)電器控制使用可編程序控制器，其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、價(jià)格低、容易裝配，適用于本機(jī)，它的特點(diǎn)是：編程簡(jiǎn)單；采用簡(jiǎn)單指令編程，形象直觀，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，特別適合現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員使用；控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)：實(shí)現(xiàn)系列化、模塊化，可以靈活組成不同控制系統(tǒng)，在本試驗(yàn)機(jī)上使用，可以為繼續(xù)開(kāi)發(fā)提供條件，由于輸人、輸出可以直接與交流、直流相連，帶載能力強(qiáng)，在本系統(tǒng)上采用的是交流控制電壓，省略了變壓設(shè)備，使結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單、合理、低成本；抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高：這種控制器是專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，而且使用壽命長(zhǎng)，平均無(wú)故障時(shí)間在以上；因?yàn)樵撛O(shè)備基本工作在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，需要較長(zhǎng)的工作壽命，另外本機(jī)是為檢驗(yàn)彈簧可靠性而設(shè)計(jì)，所以要求自身可靠性高；易于操作及維護(hù)：可以將程序輸人到存儲(chǔ)器中，進(jìn)行寫入、讀出、檢測(cè)、修改等操作，還可以進(jìn)行監(jiān)控，因?yàn)樵囼?yàn)?zāi)康氖且乖嚰谄茐?，需隨時(shí)檢測(cè)試驗(yàn)情況，對(duì)數(shù)據(jù)要求進(jìn)行記錄，以便對(duì)試件進(jìn)行性能分析。結(jié)論圓柱螺旋彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)的研制成功，為試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造進(jìn)行了很好的嘗試和探索，填補(bǔ)了彈簧疲勞試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域的空白。該機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)作準(zhǔn)確迅速，性能穩(wěn)定可靠，操作方便等特點(diǎn)。適用于中小型彈簧制造廠和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室使用。參考文獻(xiàn)：張英會(huì)，劉輝航，王德成彈簧手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出