我國彈簧試驗機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

我國彈簧試驗機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

我國彈簧試驗機(jī)的生產(chǎn)，已有五十年歷史。本文結(jié)合我廠產(chǎn)品對國內(nèi)彈簧試驗機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行探討。早期生產(chǎn)的彈簧試驗機(jī)絕大多數(shù)領(lǐng)先機(jī)械傳遞、模擬測量，精度的提高受到限制。近些年來，隨著科技的發(fā)展，我們在吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，并與多所院校進(jìn)行合作，已建立起了低、中、高檔的梯次，也由原來的單一拉壓試驗向多種試驗特性測試邁進(jìn)。已開發(fā)出靜態(tài)拉壓、靜態(tài)扭轉(zhuǎn)、高頻拉壓疲勞、低頻拉壓疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞、在線檢測等六種不同的檢測方式：機(jī)械式、電子式、電磁式、電液式、電氣式、電液伺服式等六種不同的加載方式；量程從1N-500KN不同規(guī)格的一百七十多種產(chǎn)品。

　　一、彈簧試驗機(jī)分類
　　彈簧試驗機(jī)按可完成的特性測試分類如下：
    立式裝夾：單數(shù)顯式
              雙數(shù)顯式
              全自動式
              微機(jī)控制式
    扭轉(zhuǎn)臥式裝夾：
              雙數(shù)顯式
              單數(shù)顯式
              全自動式
              微機(jī)控制式
              拉壓
              度盤式
              單數(shù)顯式
              雙數(shù)顯式
              全自動式
              微機(jī)控制式
              靜態(tài)特性測試
              分選
              負(fù)荷分選
              高度分選
              復(fù)合分選
              高頻疲勞
              拉壓疲勞
              動態(tài)
              低頻疲勞
              機(jī)械式
              電液伺服式
              扭轉(zhuǎn)疲勞

　　二、中小負(fù)荷的彈簧拉壓試驗機(jī)使用情況及發(fā)展趨勢

　　2.1彈簧拉壓試驗機(jī)的現(xiàn)狀
　　此類型的檢測設(shè)備幾年以前大多為手動加載、模擬式或單數(shù)顯式，近十年，雙數(shù)顯的測試設(shè)備已經(jīng)成為主流設(shè)備，這是因為：
    1）雙數(shù)顯式試驗機(jī)由于試驗力與位移均采用了高精度負(fù)荷傳感器、位移傳感器，高精度放大器等測量元氣件，分辨率高，克服了人眼的讀數(shù)誤差，測量精度高。

    2）來用計算機(jī)技術(shù)能使試驗力、位移兩參數(shù)相關(guān)測量，可以預(yù)先設(shè)置試驗參數(shù)，提高自動化程度和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；還可以保存試驗參數(shù)，以備下次試驗用，不用重復(fù)輸入；能進(jìn)行某些數(shù)據(jù)的計算，試驗數(shù)據(jù)的打印。例如：在測試過程中，TLS-S10001可以分別設(shè)置壓縮（或拉伸）彈簧的壓（拉）至高（長）度或壓縮（拉伸）變形量，自動采集對應(yīng)的試驗力，儲存于單片機(jī)中，在計算完分段剛度、自由高、初拉力、并判斷完彈簧是否合格后，將試驗數(shù)據(jù)自動打印出來，還可以查詢儲存的試驗數(shù)據(jù)。

　　2.2彈簧試驗機(jī)的發(fā)展趨勢
　　小負(fù)荷的彈簧，尤其是大剛度精密彈簧的首要要求是設(shè)備的測試精度高，因為位移的微小變化，便會引起試驗力的較大變化，而保證試驗力的測試精度，是很容易的事情，但是要保證彈簧試驗機(jī)的另一參數(shù)位移的精度，是保證彈簧測試精度的關(guān)鍵，也是判斷彈簧試驗機(jī)精度高低的標(biāo)準(zhǔn)。因此，越來越多的使用者，都把位移測試精度的高低當(dāng)做衡量試驗機(jī)水平高低的標(biāo)準(zhǔn)。在彈簧試驗機(jī)的國家標(biāo)準(zhǔn)中，位移精度的要求是很低的，滿足不了大剛度精密彈簧的要求，因此，對試驗機(jī)制造商來說，必須提高位移測試精度來滿足使用者的要求。影響位移測試精度的因素很多，如檢測方法、整機(jī)結(jié)構(gòu)、整機(jī)剛度、壓盤的平行度、測量元件、材料、負(fù)荷傳感器位移下沉等，只要對這些因素加以克服，位移精度的保證是不成問題的。我公司的彈簧試驗機(jī)檢測是嚴(yán)格按照**標(biāo)準(zhǔn)對位移進(jìn)行檢測的，能夠保證彈簧放置在壓盤的不同地方試驗力基本一致，保證在試驗力的滿量程范圍內(nèi)，任意負(fù)荷都不會引起負(fù)荷傳感器的位移下沉。
　　另外，彈簧試驗機(jī)的加載方法對試驗結(jié)果影響敢是不容忽視的。早期的加載方法主要為普通交流電機(jī)帶動傳動系統(tǒng)加載，加載速度不可調(diào)整，對于彈簧等彈性元件來說，由于回彈應(yīng)力的存在，快速壓縮時自動采集的數(shù)據(jù)與慢速壓縮或靜止壓縮采集的數(shù)據(jù)差別很大，現(xiàn)在多采用變速系統(tǒng)如交流伺服調(diào)速系統(tǒng)、通過逼真的模擬彈簧的工作狀態(tài)，真實測量彈簧在這一狀態(tài)下的內(nèi)部應(yīng)力，為彈簧設(shè)計提供依據(jù)。
　　隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的功能較簡單的缺點又被微機(jī)所改善，智能化功能設(shè)置專家系統(tǒng)、參數(shù)選擇、數(shù)據(jù)庫、清晰的視窗中文界面、簡單的鼠標(biāo)操作，使彈簧測試過程中的最理想化狀態(tài)成為可能，智能化水平得到了極大的提高，操作者只要輕輕點擊鼠標(biāo)，就可以按照預(yù)先設(shè)置的任意模式進(jìn)行測量、控制，通過設(shè)定不同的試驗速度、試驗過程中的參數(shù)，使試驗?zāi)Ｊ健⒄麄€試驗過程可以按照人們的意志進(jìn)行控制，試驗曲線和試驗數(shù)據(jù)實時顯示，試驗數(shù)據(jù)亦可按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算、整理、輸出，還可對以往的試驗過程、試驗結(jié)果進(jìn)行查詢，強大的計算和數(shù)理統(tǒng)計功能代替了過去繁雜的工作，大大減輕了人的勞動量。另外，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，又會使檢測控制機(jī)（簡稱下位機(jī)）與計算中心的主控機(jī)（簡稱上位機(jī)）結(jié)合起來，實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的傳輸、處理、綜合管理，在中心實驗室，由上位機(jī)對下位機(jī)群實現(xiàn)綜合管理。
　　隨著人們對彈簧測試方法的不斷研究，認(rèn)識會不斷深化，彈簧試驗機(jī)會向著高智能人方向發(fā)展，模擬彈簧的工作參數(shù)、狀態(tài)、環(huán)境的試驗機(jī)會不斷出現(xiàn)，如鹽霧試驗機(jī)、高低溫試驗機(jī)等。

　　三、大負(fù)荷的彈簧壓力試驗機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
　　3.1大負(fù)荷彈簧壓力試驗機(jī)的現(xiàn)狀
　　此類型的試驗機(jī)一般用于重型機(jī)械和鐵路行業(yè)彈簧的檢測。該廠生產(chǎn)大型彈簧壓力試驗機(jī)已有三十多年的歷史，在三十多年的發(fā)展過程中，試驗機(jī)也經(jīng)歷了由簡單的手動控制、擺捶式測力，單片機(jī)控制、電子測量，到微機(jī)控制全自動測量的過程。
　　加載方式以液壓式居多。200KN以下一般采用電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)械傳動系統(tǒng)加載。該廠最初生產(chǎn)的TYE-100、TYE-300、TYE-500即是液壓式加載、擺錘測力、半開放式結(jié)構(gòu)，主要用于汽車圓簧和板彈簧及鐵路彈簧的測量。近幾年，鐵路系統(tǒng)客車提速、彈簧標(biāo)準(zhǔn)修改，原來試驗機(jī)的測量精度、測量方式及缺少的數(shù)據(jù)處理功能已不適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的要求。該廠推出的電子式及微機(jī)控制式兩種不同檔次的產(chǎn)品，滿足了這一要求，已經(jīng)得到了大范圍的推廣，經(jīng)用戶使用驗證后，效果理想，反映不錯。
　　3.2大負(fù)荷彈簧壓力試驗機(jī)的發(fā)展趨勢
　　同小型彈簧試驗機(jī)一樣，隨著測試技術(shù)的提高和計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，測試技術(shù)及控制技術(shù)都要求有一個大的提高。從測試技術(shù)看，負(fù)荷與位移的高分辨率與穩(wěn)定性是發(fā)展趨勢，寬的負(fù)荷測試范圍也是發(fā)展趨勢。從控制技術(shù)看，電子式、微機(jī)控制式、電液伺服微機(jī)控制式將會并駕齊驅(qū)，以適應(yīng)不同的消費者。但不管怎樣，試驗機(jī)的測試精度會越來越高，產(chǎn)品的個性化會越來越明顯。