[发明专利]压缩弹簧的低温弹性性能测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对压缩弹簧的弹性性能进行测试的装置，更特别地说，是指一种在低温-196～25℃环境下对压缩弹簧的弹性性能进行测试的装置。

背景技术

随着科学技术的发展，低温驱动装置的应用越来越广，而小型形状记忆合金弹簧是低温驱动装置的主要元件，由于形状记忆合金弹簧是由温度驱动的，对不同温度下弹簧系数的准确测定是设计和使用形状记忆合金驱动装置的重要条件。

目前，弹簧测试仪主要是针对一般材料制成的弹簧进行测试，而形状记忆合金弹簧是在不同温度下工作的，对于低温驱动装置里的形状记忆合金弹簧的弹簧系数测定，需要在一个低温环境进行测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种压缩弹簧的低温弹性性能测试装置，该测试装置通过液氮存放室提供低温的测试环境，通过位移调节器和力传感器的组合可以测量出压缩弹簧的位移和弹力，通过电源给加热件加热为工作室提供恒定温度的环境。

本发明是一种压缩弹簧的低温弹性性能测试装置，包括有低压直流电源、控温仪、液氮、测试仪器，该测试仪器由冷阱组件、支架组件、位移传感器、力传感器、导杆组件、试样夹具组成；所述低压直流电源输出36V，3A。

冷阱组件包括有液氮存放室、工作室、A加热件、连接件、法兰，法兰上设有液氮入口、真空阀、电源接口、导杆接入口，导杆接入口与连接件螺纹连接，连接件的中心通孔内安装有金属套管，法兰的下端连接有液氮存放室，液氮存放室的底部连接有工作室，工作室的底部安装有A加热件；

支架组件的底座上安装有C横梁，C横梁的两端平行安装有A支柱、B支柱，A横梁、B横梁平行安装在A支柱、B支柱上，B横梁的上端面上安装有位移调节器，B横梁的下端面与A横梁的上端面之间安装有力传感器，A横梁的下端面与C横梁的上端面之间安装有冷阱组件；

导杆组件包括有石英玻璃导杆、金属套管、隔热塞，所述隔热塞为锥形，其上部为圆柱段，下部为锥形段；石英玻璃导杆的一端穿过金属套管与试样导杆的上端面接触，石英玻璃导杆的另一端与力传感器连接；金属套管的上端与A横梁连接，金属套管的下端穿过隔热塞、B加热件与D横梁的上端面连接；

试样夹具的C支柱与D支柱平行安装在D横梁的下端面上，C支柱上安装有热电偶，热电偶用于对工作室内环境温度的测量；试样导杆的上端穿过D横梁上的通孔与石英玻璃导杆一端接触，试样导杆的下端穿过E横梁上的通孔，且试样导杆与C支柱、D支柱平行，试样导杆上套接有被测试样弹簧；E横梁通过螺钉安装在C支柱、D支柱上。

本发明压缩弹簧的低温弹性性能测试装置的优点在于：(1)由液氮、加热件为压缩弹簧测试提供了一个恒定的温度环境-196～25℃；(2)旋动螺旋位移调节器，带动力传感器和石英玻璃导杆向下运动，使试样导杆向下运动的同时压紧压缩弹簧，通过螺旋位移调节器测得压缩弹簧的位移，通过力传感器测得压缩弹簧的弹力；(3)能够提供压缩弹簧的位移恒定在一固定值，通过调节加热电流，将工作室的温度从低温向高温连续升温，或者从高温向低温连续降温，可以得到压缩弹簧的弹力随温度连续变化的关系。

附图说明

图1是本发明压缩弹簧的低温弹性性能测试装置的外部结构图。

图2是本发明冷阱组件的结构图。

图2A是图2的A-A视图。

图3是本发明导杆组件与试样夹具的装配图。

图4是Ti₅₀Ni₄₇Fe₃形状记忆合金压缩弹簧在不同温度下弹力与位移的关系图。

图S是Ti₅₀Ni₄₇Fe₃形状记忆合金压缩弹簧在恒定位移条件下弹力与温度的关系图。

图中：           1.冷阱组件       11.液氮存放室  12.工作室    13.A加热件

14.连接件        15.法兰          101.液氮入口   102.真空阀   103.电源接口

104.导杆接入口   105.冷阱外壳     106.冷阱内壳   107.真空腔

2.支架组件       201.A支柱        202.B支柱      203.A横梁    204.B横梁

205.C横梁        206.底座         3.位移调节器   4.力传感器

5.导杆组件       51.石英玻璃导管  52.金属套管    53.隔热塞