[发明专利]一种弹簧钢丝扭转疲劳试验方法及其装置

说明书

本发明公开一种弹簧钢丝扭转疲劳试验方法及其装置，通过设置钢丝试件，将弹簧拉压疲劳试验等效为同参数钢丝的扭转疲劳试验。本发明所述的试验方法通过将其试件与制成弹簧产品的钢丝同尺寸，与基于材料的旋转弯曲疲劳试验方法相比，它可以满足疲劳试验中尺寸因素的要求，减少了修正因素，获得的结果更为可靠；与基于产品的拉压疲劳试验方法相比，它在高应力，大振幅的试验要求场合中优势显著。所述的试验装置通过从采用弹簧夹头夹持、零件滚动轴承及圆头平键的设定，满足试验方法过程中高频长周期的需求，使得试验装置在实验运行过程中安全可靠，采用直驱伺服驱动系统作为传动方式，提升了试验装置长周期工作的安全性和稳定性。

技术领域

本发明涉及弹簧的疲劳试验技术领域，具体涉及一种弹簧钢丝扭转疲劳试验方法及其装置。

背景技术

弹簧产业是国家工业经济中十分重要的基础产业。在汽车、电器电子、铁路、航空航天、能源等产业中，弹簧都是不可或缺的关键基础件。

在实际工作条件下，多数弹簧在交变载荷作用下工作，其工作应力低于材料的屈服强度。弹簧在交变载荷下工作，经过长时间运行而发生失效的现象为疲劳破坏。据统计，约有80％以上弹簧失效是由疲劳引起的，其中大多数是突然断裂。随着现代机械向高速化和大型化方向发展，弹簧产品在高温、高压、重载和腐蚀等恶劣工况下运行，疲劳破坏事故更是层出不穷，造成的经济损失无法估量。因此，弹簧产品的疲劳强度与寿命设计对提高弹簧产品质量有着十分重要的意义。

弹簧的抗疲劳性能是保证弹簧强度与使用寿命的重要指标，不论是弹簧生产商，还是弹簧用户，通常都使用疲劳试验机对弹簧进行疲劳检测。目前广泛采用的是基于弹簧产品的拉压疲劳寿命测试方法，其试验载荷与波形参数接近弹簧实际工作参数。然而弹簧的服役条件决定了弹簧疲劳属于高周疲劳。弹簧高寿命高可靠性的特点，导致疲劳试验时间长，甚至出现无限寿命的结果。

申请号为CN201410559083、专利名称为一种弧形弹簧扭转疲劳试验装置及试验方法的专利申请文件公开了一种定扭矩定角度弧形弹簧扭转疲劳试验装置及试验方法，通过设置弧形弹簧检测模具，所述的弧形弹簧检测模具是由两道开口相对的弧形滑道形成环道，弹簧呈无压缩状态放置于弧形滑道并被两端的挡块夹持，弧形弹簧检测模具固定在实验台；通过在弧形弹簧检测模具的中心位置设置可以转动的扭转盘，转动的扭转盘在弧形弹簧的端压朝向弧形弹簧施加压力，使所述的弧形弹簧被压缩，扭转盘的驱动单元采用三相变频电机。通过在试验台上模拟弧形弹簧的扭转运动，从而获得在一定的扭矩值或者扭转角度下的弧形弹簧扭矩与角度关系曲线，以及弧形弹簧的疲劳寿命，为弧形弹簧的应用提供保障。所述的控制方法采用扭矩控制模式，设置试验扭矩值Tmax，控制扭转盘的输出扭矩逐渐增大，直到正或反向达到试验扭矩值Tmax，记录试验次数，实现弧形弹簧疲劳寿命的检测。