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我国弹簧试验机技术现状及发展趋势

我国弹簧试验机的生产,已有五十年历史。本文结合我厂产品对国内弹簧试验机的发展现状进行探讨。早期生产的弹簧试验机绝大多数**机械传递、模拟测量
,精度的提高受到限制。近些年来,随着科技的发展,大家在吸取国内外先进技术
,并与多所院校进行合作,已建立起了低、中、**的梯次,也由原来的单一拉压
试验向多种试验特性测试迈进。已开发出静态拉压、静态扭转、高频拉压疲劳、低
频拉压疲劳、扭转疲劳、在线检测等六种不同的检测方式:机械式、电子式、电磁
式、电液式、电气式、电液伺服式等六种不同的加载方式;量程从1N-500KN不同规
格的一百七十多种产品。
  一、弹簧试验机分类
  弹簧试验机按可完成的特性测试分类如下:
                  
立式装夹:单数显式双数显式全自动式微机控制式
              
扭转
                   
卧式装夹:双数显式单数显式全自动式微机控制式
              
拉压 度盘式   单数显式双数显式全自动式微机控制式
         
静态
特性测试      分选负荷分选 高度分选复合分选
                       
高频疲劳
              
拉压疲劳
         
动态         低频疲劳机械式电液伺服式
              
扭转疲劳
  二、中小负荷的弹簧拉压试验机使用情况及发展趋势  21弹簧拉压试验机的现状
  此类型的检测设备几年以前大多为手动加载、模拟式或单数显式,近十年,双
数显的测试设备已经成为主流设备,这是因为:1),双数显式试验机由于试验力
与位移均采用了高精度负荷传感器、位移传感器,高精度放大器等测量元气件,分
辨率高,克服了人眼的读数误差,测量精度高。2),来用计算机技术能使试验力
、位移两参数相关测量,可以预先设置试验参数,提高自动化程度和数据的准确性
;还可以保存试验参数,以备下次试验用,不用重复输入;能进行某些数据的计算
,试验数据的打印。例如:在测试过程中,TLS-S10001可以分别设置压缩(或拉伸
)
弹簧的压()至高()度或压缩(拉伸)变形量,自动采集对应的试验力,
储存于单片机中,在计算完分段刚度、自由高、初拉力、并判断完弹簧是否合格后
,将试验数据自动打印出来,还可以查询储存的试验数据。
  22弹簧试验机的发展趋势
  小负荷的弹簧,尤其是大刚度精密弹簧的首要要**设备的测试精度高,因为
位移的微小变化,便会引起试验力的较大变化,而保证试验力的测试精度,是很容
易的事情,但是要保证弹簧试验机的另一参数位移的精度,是保证弹簧测试精度的
关键,也是判断弹簧试验机精度高低的标准。因此,越来越多的使用者,都把位移
测试精度的高低当做衡量试验机水平高低的标准。在弹簧试验机的国家标准中,位
移精度的要**很低的,满足不了大刚度精密弹簧的要求,因此,对试验机制造商
来说,必须提高位移测试精度来满足使用者的要求。影响位移测试精度的因素很多
,如检测方法、整机结构、整机刚度、压盘的平行度、测量元件、材料、负荷传感
器位移下沉等,只要对这些因素加以克服,位移精度的保证是不成问题的。我企业
的弹簧试验机检测是严格按照日本标准对位移进行检测的,能够保证弹簧放置在压
盘的不同地方试验力基本一致,保证在试验力的满量程范围内,任意负荷都不会引
起负荷传感器的位移下沉。
  另外,弹簧试验机的加载方法对试验结果影响敢是不容忽视的。早期的加载方
法主要为普通交流电机带动传动系统加载,加载速度不可调整,对于弹簧等弹性元
件来说,由于回弹应力的存在,快速压缩时自动采集的数据与慢速压缩或静止压缩
采集的数据差别很大,现在多采用变速系统如交流伺服调速系统、通过逼真的模拟
弹簧的工作状态,真实测量弹簧在这一状态下的内部应力,为弹簧设计提供依据。

  随着计算机技术的发展,单片机的功能较简单的缺点又被微机所改善,智能化
功能设置专家系统、参数选择、数据库、清晰的视窗中文界面、简单的鼠标操作,
使弹簧测试过程中的*理想化状态成为可能,智能化水平得到了极大的提高,操作
者只要轻轻点击鼠标,就可以按照预先设置的任意模式进行测量、控制,通过设定
不同的试验速度、试验过程中的参数,使试验模式、整个试验过程可以按照人们的
意志进行控制,试验曲线和试验数据实时显示,试验数据亦可按行业标准或企业标
准进行计算、整理、输出,还可对以往的试验过程、试验结果进行查询,强大的计
算和数理统计功能代替了过去繁杂的工作,大大减轻了人的劳动量。另外,计算机
网络技术的应用,又会使检测控制机(简称下位机)与计算中心的主控机(简称上
位机)结合起来,实现试验数据的传输、处理、综合管理,在中心实验室,由上位
机对下位机群实现综合管理。
  随着人们对弹簧测试方法的不断研究,认识会不断深化,弹簧试验机会向着高
智能人方向发展,模拟弹簧的工作参数、状态、环境的试验机会不断出现,如盐雾
试验机、高低温试验机等。
  三、大负荷的弹簧压力试验机现状及发展趋势
  31大负荷弹簧压力试验机的现状
  此类型的试验机一般用于重型机械和铁路行业弹簧的检测。该厂生产大型弹簧
压力试验机已有三十多年的历史,在三十多年的发展过程中,试验机也经历了由简
单的手动控制、摆捶式测力,单片机控制、电子测量,到微机控制全自动测量的过
程。
  加载方式以液压式居多。200KN以下一般采用电机调速系统驱动机械传动系统
加载。该厂*初生产的TYE-100TYE-300TYE-500即是液压式加载、摆锤测力、
半开放式结构,主要用于汽车圆簧和板弹簧及铁路弹簧的测量。近几年,铁路系统
客车提速、弹簧标准修改,原来试验机的测量精度、测量方式及缺少的数据处理功
能已不适应新标准的要求。该厂推出的电子式及微机控制式两种不同档次的产品,
满足了这一要求,已经得到了大范围的推广,经用户使用验证后,效果理想,反映
不错。
  32大负荷弹簧压力试验机的发展趋势
  同小型弹簧试验机一样,随着测试技术的提高和计算机技术的应用,测试技术
及控制技术都要求有一个大的提高。从测试技术看,负荷与位移的高分辨率与稳定
性是发展趋势,宽的负荷测试范围也是发展趋势。从控制技术看,电子式、微机控
制式、电液伺服微机控制式将会并驾齐驱,以适应不同的消费者。但不管怎样,试
验机的测试精度会越来越高,产品的个性化会越来越明显。

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