[发明专利]一种平面涡卷弹簧加速贮存寿命测试系统

说明书

本发明公开一种针对平面涡卷弹簧加速贮存寿命测试系统，包括初始应力施加装置、测量装置、温度应力施加装置；初始应力施加装置由底座、中心轴、传感器挡板、耳片传力结构和辅助杆组成；所述的测量装置为力传感器和应变片，测量卷簧的衰退变化；所述的温度应力施加装置为高温试验箱,实现室温至200℃间的温度控制；试验时，初始应力施加装置内装卷簧，放置在高温环境试验箱中；初始应力施加装置的强度和耐高温设计满足最高应力条件下的加载要求。本发明可实现平面涡卷弹簧在一定温度下应力松弛的连续带温测量；可实现室温到200℃不同温度的带温应力松弛的直接测量，更加接近实际情况；具有安装和拆卸方便，测量及时，测量精度高的优点。

技术领域

本发明一种平面涡卷弹簧加速贮存寿命测试系统，属于航空机械加速贮存与寿命评估技术领域，是一种加速贮存寿命测试系统，具体设计一套针对平面涡卷弹簧的带应力加速贮存寿命测试系统。

背景技术

平面涡卷弹簧是用细长材料基于阿基米德螺旋线绕制而成的平面螺旋线形弹簧，其一端固定，另一端施加力矩，使材料产生弯曲变形。由于卷绕圈数可以很多，变形角大，具有在较小体积内储存较多能量的特点，被广泛运用在航空器领域中。平面涡卷弹簧的主要失效模式是应力松弛与永久变形，导致弹簧的性能满足不了要求，在某些关键动作中无法提供足够的能量导致失效。因此平面涡卷弹簧的应力松弛性能对航空产品的贮存寿命具有重要影响，需要精确的测试平面涡卷弹簧的应力松弛性能衰退趋势，进而对平面涡卷弹簧的贮存寿命进行评估。

当前并无针对带初始应力的平面涡卷弹簧加速寿命测试系统，测试平面涡卷弹簧应力松弛性能的方法仍是依靠手工,用专门的力矩测试装置测力矩。每测量一次,需对松弛装置降温至室温，装卸一次,故费时费力,测量的人为误差大。而且室温下测量数据不易反映较高温度下的应力松弛真实特征，频繁的升温与降温过程也会影响弹簧本身的表现。因此，目前缺乏针对性的平面涡卷弹簧加速寿命测试系统，急需探索针对平面涡卷弹簧的应力松弛测试方法，满足平面涡卷弹簧加速退化试验面临的迫切需求。

发明内容

本发明针对平面涡卷弹簧的加速退化试验的需求，目前的针对对弹簧的加速寿命测试系统中，缺少针对平面涡卷弹簧的加速寿命测试系统，使获得准确有效的平面涡卷弹簧的加速退化试验的试验数据非常困难，本发明提出了一种针对平面涡卷弹簧加速贮存寿命测试系统。

本发明提出的一种针对平面涡卷弹簧加速贮存寿命测试系统，包括初始应力施加装置、测量装置和温度应力施加装置，具体结构如下:

1)初始应力施加装置

夹具部分由底座、中心轴、传感器挡板、耳片传力结构和辅助杆组成，中心轴与底座配合的结构类似于卷尺外壳，将平面涡卷弹簧的外耳通过耳片传力结构固定在传感器挡板上，由辅助杆辅助底座与中心轴转动，使平面涡卷弹簧加载到试验要求的预紧应力所对应位置后由销子固定。

2)测量装置

所述的测量装置为传感器和应变片，来测量平面涡卷弹簧的衰退变化。将传感器置于传感器挡板的凹槽内，传感器受力点正对平面涡卷弹簧外耳片的耳片传力结构，应变片粘贴在应变最大处，使用连接线将传感器与应变测试仪相连接。

3)温度应力施加装置

所述的温度应力施加装置为高温试验箱,可实现室温至200℃间的温度控制。

试验时，初始应力施加装置内装平面涡卷弹簧，放置在高温环境试验箱中。初始应力施加装置的强度和耐高温设计满足最高应力条件下的加载要求。

一种平面涡卷弹簧加速寿命测试方法，具体步骤如下：

步骤1：连接传感器与应变测试仪，将应变片贴在应变最大处后连接应变测试仪，并设置参数；

步骤2：保持传感器于不受力状态后，将应变测试仪归零，静置一旁待用；

步骤3：将平面涡卷弹簧固定在中心轴内；