申请/专利权人：新誉轨道交通科技有限公司

申请日：2018-05-24

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN108760201B

主分类号：G01M5/00

分类号：G01M5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2018.11.30#实质审查的生效;2018.11.06#公开

摘要：本发明公开了一种波形弹簧辅助试验工装及测试方法，包括上箍环和下箍环，上、下箍环内径与电子万能材料试验机的压盘外径相适应，上箍环用于抱装在电子万能材料试验机的上压盘上，下箍环用于抱装在电子万能材料试验机的下压盘上；引伸计，安装在上箍环和下箍环上，用于测量上、下箍环的距离的变化。本发明借助辅助试验工装、利用电子万能材料试验机自动匀速加载，采用引伸计直接测量波形弹簧加载过程中的变形，能够克服现有技术手动加载和单点采样引起的测试误差，提高了测试的精度，并且操作简单，测试曲线由计算机自动记录，提高了波形弹簧性能分析的准确性和测试效率。

主权项：1.一种波形弹簧辅助试验工装，其特征在于：包括上箍环1和下箍环7，上、下箍环内径与电子万能材料试验机的压盘的外径相适应，上箍环1用于抱装在电子万能材料试验机的上压盘17上，下箍环7用于抱装在电子万能材料试验机的下压盘20上；引伸计19，安装在上箍环1和下箍环7上，用于测量上、下箍环的距离的变化；还包括百分表16，所述百分表16用于测量与校准上箍环1和下箍环7的距离；上箍环1和下箍环7上设置有凸耳8，凸耳8通过固定螺钉9或螺栓的紧固使上箍环1抱装在上压盘17上，凸耳8通过固定螺钉9或螺栓的紧固使下箍环7抱装在下压盘20上；上箍环1和下箍环7上均设置有第一凸台2和第二凸台13，所述上箍环的第二凸台13和下箍环的第二凸台13上安装有引伸计支座11，所述引伸计19安装在所述引伸计支座11上，所述上箍环1的第一凸台2上安装有百分表座4，下箍环的第一凸台2上安装有百分表顶尖座5，所述百分表16安装在所述百分表座4上，百分表的顶尖抵在百分表顶尖座5。

全文数据：波形弹簧辅助试验工装及测试方法技术领域[0001]本发明涉及一种波形弹簧辅助试验工装及测试方法，属于中小型电机制造领域。背景技术[0002]波形弹簧在中小型电机中应用广泛，用于调整轴承的预压力和间隙，使轴承工作在最佳润滑和滚动状态，减小电机运行过程中产生的振动和噪音。在电机设计过程中，我们必须掌握波形弹簧的弹力-变形关系，从而设计合适的波形弹簧安装空间，确保轴承获得最佳预紧力，延长轴承和电机的使用寿命。[0003]专利文件CN201610371287.8公开了一种测试装置，该装置通过手动调节螺栓加力，力的示值通过弹簧秤读出，弹簧高度通过游标卡尺测量，受操作人员因素影响，精度不高；而且，所测弹簧高度与预压力之间曲线通过极有限的独立测试点描出，不能准确反映波形弹簧的实际弹力-变形关系。_[0004]专利文件CN201720882342•X公开了一种弹力测量的工装，采用一定力弹簧对待测弹簧部件施力，使用游标卡尺测量弹簧的压缩尺寸，精度不高，不能准确、完整的反映波形弹簧的实际弹力-变形关系。发明内容[0005]本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种波形弹簧辅助试验工装及测试方法，以精确的测量出波形弹簧的实际弹力-变形关系曲线。[0006]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种波形弹簧辅助试验工装，包括[0007]上箍环和下箍环，上、下箍环内径与电子万能材料试验机的压盘外径相适应，上箍环用于抱装在电子万能材料试验机的上压盘上，下箍环用于抱装在电子万能材料试验机的下压盘上；[0008]引伸计，安装在上箍环和下箍环上，用于测量上、下箍环的距离的变化。[0009]进一步，本波形弹簧辅助试验工装还包括百分表，所述百分表用于测量与校准上箍环和下箍环的距离。[0010]进一步，上箍环和下箍环上设置有凸耳，凸耳通过固定螺钉或螺栓的紧固使上箍环抱装在上压盘上，凸耳通过固定螺钉或螺栓的紧固使下箍环抱装在下压盘上。[0011]进一步，上箍环和下箍环上均设置有第一凸台和第二凸台，所述上箍环的第二凸台和下箍环的第二凸台上安装有引伸计支座，所述引伸计安装在所述引伸计支座上，所述上箍环的第一凸台上安装有百分表座，下箍环的第一凸台上安装有百分表顶尖座，所述百分表安装在所述百分表座上，百分表的顶尖抵在百分表顶尖座。[0012]进一步，所述上箍环和上箍环的对应位置处设置有导向定位销孔，导向定位销插装在上、下箍环的导向定位销孔之间，以使引伸计支座上下对齐。[0013]本发明还提供了一种使用所述的波形弹簧辅助试验工装测量波形弹簧力学性能的测试方法，包括如下步骤：[0014]步骤SI，将上箍环、下箍环分别安装在电子万能材料试验机的上压盘、下压盘上；[0015]步骤S2,在上、下压盘之间置入待测波形弹簧，调整上、下压盘的距离至约等于待测波形弹簧的自然高度，再将引伸计安装在上箍环和下箍环上；[0016]步骤S3，控制电子万能材料试验机的上压盘匀速下压，通过电子万能材料试验机的高精度力传感器与引伸计同时连续采集信号，所述高精度力传感器采集弹力并输出，所述引伸计采集位移信号并输出，得出待测波形弹簧的弹力-变形关系曲线。[0017]进一步，所述高精度力传感器与引伸计的采样频率均大于或等于100Hz。[0018]进一步，所述步骤si中，在将上、下箍环抱紧在上、下压盘上时，使用导向定位销插装在上、下箍环上的对应位置处的导向定位销孔中，以使上下箍环对齐。[0019]进一步，在步骤S1与步骤S2之间还包括上、下压盘的距离调零的步骤，所述波形弹簧辅助试验工装还包括百分表，百分表安装在上箍环并用于测量上、下箍环的距离，移动上压盘至上、下压盘贴紧，并且，百分表读数调零。[0020]进一步，步骤S2中，根据百分表的读数调整上、下压盘的距离至上、下压盘的距离约等于待测波形弹簧的自然长度。[0021]采用了上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：[0022]1本发明所提供的辅助试验工装能够利用现有电子万能材料试验机的高精度力传感器，并配合引伸计对波形弹簧的弹力及变形进行测试，获得连续的测试曲线，测量精度高，且测量方便；[0023]2利用电子万能材料试验机自动匀速加载的特性替代现有技术的手动加载，加载精度提高;采用引伸计直接测量波形弹簧加载过程中的变形替代试验机横梁位移或游标卡尺测量，有效避免机械间隙、视觉误差等引起的测试误差;本发明能够大大减小测量误差，提高了波形弹簧性能分析的准确性和测试效率，进一步提高了电机产品设计中波形弹簧选型正确性，提高了产品设计可靠性；’、[0024]3利用百分表复核试验机上下压盘的实际间距，为数据的校核提供参考基准；[0025]4利用电子万能材料试验机的自动控制装置结合高精度载荷和位移传感器自动连续记录待测波形弹簧弹力-变形关系曲线，为进一步分析波形弹簧的力学性能和设计选型提供了准确的数据支撑。附图说明[0026]图1为本发明的波形弹簧辅助试验工装的整体结构示意图；[0027]图2为本发明的箍环的结构示意图；[0028]图3为本发明的辅助试验工装安装在电子万能材料试验机上的示意图。具体实施方式[0029]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。[0030]除非别作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。[0031]实施例1:°[0032]如图1、图2所示，一种波形弹簧辅助试验工装，包括[0033]上箍环1和下箍环7，上、下箍环内径与电子万能材料试验机的压盘的外径相适应，上箍环1用于抱装在电子万能材料试验机的上压盘17上，下箍环7用于抱装在电子万能材料试验机的下压盘20上；上箍环1的两端设置有凸耳8，两凸耳8之间通过固定螺钉9连接，从而使上箍环1抱紧在上压盘I7上，下箍环7的两端设置有凸耳8,两凸耳8之间通过固定螺钉9连接，从而使下箍环7抱紧在下压盘20上；~[0034]引伸计19,安装在上箍环1和下箍环7上，用于测量上、下箍环的距离的变化。上箍环1上设置有第一凸台2和第二凸台13,下箍环7上也设置有第一凸台2和第二凸台13，第一凸台2和第二凸台13上均设置有螺纹孔15,上箍环1上的第一凸台2与下箍环7上的第一凸台2位置相对应，上箍环1上的第二凸台13与下箍环7上的第二凸台13位置相对应，所述上箍环的第二凸台13和下箍环的第一凸台13上安装有引伸计支座11，引伸计支座11通过固定螺钉10安装在第二凸台I3上，所述引伸计I9安装在两个引伸计支座11上。上、下压盘的相对移动带动上、下箍环的相对移动，利用引伸计可以测出上、下箍环之间距离的变化，该距离的变化对应待测的波形弹簧的变形，波形弹簧变形过程中产生的弹力则由电子万能材料试验机的高精度力传感器1S测出，从而能得出弹力-变形关系曲线。[0035]本发明所提供的辅助试验工装能够利用现有电子万能材料试验机的高精度力传感器I8和引伸计I9对波形弹簧的弹力及变形进行测试，获得连续的测试曲线。利用现有电子万能材料试验机的高精度载荷传感器和夹持式引伸计，通过计算机控制连续记录波形弹簧加载过程中的弹力-变形关系曲线，精度高，测试方便。[0036]所述的波形弹簧辅助试验工装还包括百分表16,所述百分表16用于测量与校准上箍环1和下箍环7的距离。百分表座4通过螺钉3安装在所述上箍环1的第一凸台2上，百分表顶尖座5通过螺钉6安装在下箍环7的第一凸台2上，所述百分表16安装在所述百分表座4上，百分表的顶尖抵在百分表顶尖座5。[0037]为了在安装上、下箍环时，保证第二凸台I3的位置一致，所述上箍环丨和下箍环7的对应位置处设置有导向定位销孔14，导向定位销12插装在上、下箍环的导向定位销孔14之间，以使引伸计支座11上下对齐。导向定位销孔14优选设置在第二凸台13上，当然也可以设置在箍环的其他位置，保证导向定位销孔14在上箍环的位置与在下箍环的位置一致为最佳。[0038]图3示出了辅助试验工装与电子万能材料试验机的装配结构。在上述辅助试验工装的基础上，一种使用所述的波形弹簧辅助试验工装测量波形弹簧的测试方法，包括如下步骤：[0039]步骤S1，将上箍环1、下箍环7分别安装在电子万能材料试验机的上压盘17、下压盘20上，引伸计支座11、百分表座4和百分表顶尖座5分别安装在上、下箍环的对应凸台上，百分表16安装在百分表座4上;在安装上、下箍环时，保证两个第二凸台13的位置上下位置一致，使得引伸计能准确地测量出上、下箍环的竖直方向的距离变化，若引伸计的测量方向与上、下箍环的移动方向有夹角，则引伸计无法准确反映箍环距离的变化；[0040]步骤S2，在上、下压盘之间置入待测波形弹簧，调整上、下压盘的距离至约等于待测波形弹簧的自然高度，再将引伸计I9安装在上箍环1和下箍环7上，利用引伸计19测量上、下箍环的距离的变化；[0041]步骤S3，控制电子万能材料试验机的上压盘17匀速下压，通过电子万能材料试验机的高精度力传感器18与引伸计19同时连续采集信号，所述高精度力传感器18连续采集弹力并输出，所述引伸计19采集位移信号并输出，从而可得出待测波形弹簧的弹力-变形关系曲线。所述高精度力传感器18与引伸计I9的采样频率均大于或等于10〇Hz，相比于现有技术的人工手动测量，其测量精度大幅提高。实际操作时，通过操作计算机控制上压盘17匀速下压，高精度力传感器18与引伸计19同时连续采集弹力与变形位移信号，并输出，连续记录波形弹簧加载过程中的弹力_变形关系曲线，精度高，测试方便，便于进一步分析波形弹簧的性能。[0042]为了保证上、下箍环得以准确对齐，所述步骤S1中，在将上、下箍环抱紧在上、下压盘上时，使用导向定位销12插装在上、下箍环上的对应位置处的导向定位销孔14中，上、下箍环安装结束后，将导向定位销12从导向定位销孔14中拔出。[0043]在步骤S1与步骤S2之间还包括上、下压盘的距离调零的步骤，本实施例1中，百分表16安装在所述百分表座4上，百分表的顶尖抵在百分表顶尖座5。移动上压盘17至上、下压盘贴紧，此时，对百分表16的读数调零。然后进入步骤S2，调整上、下压盘的距离，将待测波形弹簧放置在二者之间，根据百分表16的读数调整上、下压盘的距离至百分表16的读数约等于待测波形弹簧的自然长度Lo,具体地，调节百分表16的读数等于待测波形弹簧的自然长度Lo，或者大于待测波形弹簧的自然长度Lo，但最大不超过待测波形弹簧的自然长度L〇的5%，S卩百分表的读数1.05L〇,也就意味着上、下压盘的距离等于或略大于待测波形弹簧的自然长度L。，此时将引伸计19安装在上箍环1和下箍环7上。[0044]在根据百分表的读数调整上、下压盘的距离时，电子万能材料试验机的高精度力传感器18的读数应始终为零，避免试验前对波形弹簧误加载，可以适当将上、下压盘的距离调大些，使上、下压盘的距离略大于待测波形弹簧的自然长度，在上压盘17下压时，高精压力传感器18会测量到一段弹力为零的阶段，该部分数据可人为剔除，不影响测量结果与精度。百分表在测量过程中起到校正引伸计与辅助测量的作用。在百分表调零后，可根据此时引伸计的读数对结果进行修正。[0045]在根据百分表的读数调整上、下压盘的距离时，上、下压盘的距离尽量不要小于待测波形弹簧的自然长度，否则在测量时会损失部分数据。[0046]使用本发明的辅助试验工装，利用电子万能材料试验机自动匀速加载的特性替代现有技术的手动加载，采用引伸计直接测量波形弹簧加载过程中的变形，有效避免机械间隙、视觉误差等引起的测试误差;能够克服现有技术手动加载和单点采样引起的测试误差，提高了测试的精度，并且操作简单，测试曲线由计算机自动记录，提高了波形弹簧性能分析的准确性和测试效率，进一步提高了电机产品设计中波形弹簧选型正确性，提高了产品设计可靠性。[0047]实施例2:[0048]如图2所示，一种波形弹簧辅助试验工装，包括[0049]上箍环1和下箍环7，上、下箍环内径与电子万能材料试验机的压盘的外径相适应，上箍环1用于抱装在电子万能材料试验机的上压盘17上，下箍环7用于抱装在电子万能材料试验机的下压盘20上;上箍环1的两端设置有凸耳8，两凸耳8之间通过雛雜，从而使上箍环1抱紧在上压盘I7上，下箍环7的两端设黯凸耳8,两凸耳S之间歷螺栓连接，从而使下箍环7抱紧在下压盘20上；[0050]引伸计19,安装在上箍环1和下箍环7上，用于测量上、下箍环的距离的变化。上箍环1上设置有第一凸台I3,下箍环7上也设置有第二凸台I3,所述上箍环的第二凸台13和下箍环的第二凸台13上各安装有一个引伸计支座11，所述引伸计19安装在两个引伸计支座丄丄上。第二凸台13在上箍环1上的设置位置与第二凸台13在下箍环7上的设置位置可以不一致，在安装两箍环时，只要保证两个第二凸台13的上下位置保持一致即可。此种情况图中未不出。上、下压盘的相对移动带动上、下箍环的相对带动，利用引伸计19可以测出上、下箍环之间距离的变化，该距离的变化对应待测的波形弹簧的变形。[0051]实施例3:[0052]上箍环1和下箍环7，上、下箍环内径与电子万能材料试验机的压盘的外径相适应，上箍环1用于抱装在电子万能材料试验机的上压盘17上，下箍环7用于抱装在电子万能材料试验机的下压盘20上；[0053]引伸计19,安装在上箍环1和下箍环7上，用于测量上、下箍环的距离的变化。上箍环1和下箍环7上各安装一个引伸计支座11，引伸计19安装在该两个引伸计支座11上，安装时，要保证两个引伸计支座的上下位置一致。此种情况图中未示出。[0054]所述的波形弹簧辅助试验工装还包括百分表16,所述百分表16用于测量与校准上箍环1和下箍环7的距离。所述上箍环1上安装有百分表座4,下箍环7上安装有百分表顶尖座5，所述百分表16安装在所述百分表座4上，百分表的顶尖抵在百分表顶尖座5，安装时，要保证百分表16与百分表的顶尖所在方向与上、下压盘的移动方向平行，在本实施例中，上、下压盘在竖直方向上移动，百分表16与百分表的顶尖保持在坚直方向上。[0055]以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种波形弹簧辅助试验工装，其特征在于:包括上箍环（1和下箍环7，上、下箍环内径与电子万能材料试验机的压盘的外径相适应，上箍环⑴用于抱装在电子万能材料试验机的上压盘1?上，下箍环7用于抱装在电子万能材料试验机的下压盘20上；弓丨伸计（19，安装在上箍环⑴和下箍环⑺上，用于测量上、下箍环的距离的变化。2.根据权利要求1所述的波形弹簧辅助试验工装，其特征在于:还包括百分表（16，所述百分表16用于测量与校准上箍环⑴和下箍环⑺的距离。3.根据权利要求2所述的波形弹簧辅助试验工装，其特征在于:上箍环1和下箍环7上设置有凸耳⑻，凸耳⑻通过固定螺钉⑼或螺栓的紧固使上箍环⑴抱装在上压盘（17上，凸耳⑻通过固定螺钉⑼或螺栓的紧固使下箍环⑺抱装在下压盘20上。4.根据权利要求2所述的波形弹簧辅助试验工装，其特征在于:上箍环（1和下箍环7上均设置有第一凸台（2和第二凸台（13，所述上箍环的第二凸台（13和下箍环的第二凸台（13上安装有引伸计支座（11，所述引伸计（19安装在所述引伸计支座（11上，所述上箍环（1的第一凸台（2上安装有百分表座4，下箍环的第一凸台（2上安装有百分表顶尖座⑸，所述百分表16安装在所述百分表座⑷上，百分表的顶尖抵在百分表顶尖座⑸。5.根据权利要求4所述的波形弹簧辅助试验工装，其特征在于:所述上箍环（1和下箍环7的对应位置处设置有导向定位销孔14，导向定位销（12插装在上、下箍环的导向定位销孔14之间，以使引伸计支座（11上下对齐。6.—种使用如权利要求1至5任一项所述的波形弹簧辅助试验工装测量波形弹簧力学性能的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，将上箍环（1、下箍环⑺分别安装在电子万能材料试验机的上压盘（17、下压盘20上；步骤S2,在上、下压盘之间置入待测波形弹簧，调整上、下压盘的距离至约等于待测波形弹簧的自然高度，再将引伸计19安装在上箍环⑴和下箍环⑺上；步骤S3,控制电子万能材料试验机的上压盘（17匀速下压，通过电子万能材料试验机的高精度力传感器1S与引伸计（19同时连续采集信号，所述高精度力传感器18采集弹力并输出，所述引伸计（19采集位移信号并输出，从而可得出待测波形弹簧的弹力-变形关系曲线。7.根据权利要求6所述的测量波形弹簧力学性能的测试方法，其特征在于:所述高精度力传感器I8与引伸计I9的采样频率均大于或等于100Hz。8.根据权利要求6所述的测量波形弹簧力学性能的测试方法，其特征在于:所述步骤31中，在将上、下箍环抱紧在上、下压盘上时，使用导向定位销（12插装在上、下箍环上的对应位置处的导向定位销孔14中，以使上、下箍环对齐。9.根据权利要求6所述的测量波形弹簧力学性能的测试方法，其特征在于:在步骤“与步骤S2之间还包括上、下压盘的距离调零的步骤，所述波形弹簧辅助试验工装还包括百分表（16，百分表16安装在上箍环（1并用于测量上、下箍环的距离，移动上压盘（17至上、下压盘贴紧，并且，百分表16读数调零。10.根据权利要求9所述的测量波形弹簧力学性能的测试方法，其特征在于:步骤S2中，根据百分表（16的读数调整上、下压盘的距离至上、下压盘的距离约等于待测波形弹簧的自然长度。

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