一种扭簧疲劳试验装置及扭簧表面缺陷演变监测方法与流程

技术特征：
1.一种扭簧疲劳试验装置，包括支架(10)，其特征在于：在支架的台板(10)中部设置有通孔和呈圆柱形的透明筒体(26)，透明筒体(26)穿过通孔且被固定；在透明筒体(26)内设置有活塞组件，活塞组件的活塞(27)与透明筒体(26)内壁活动密封，活塞组件的活塞杆连接凸轮机构(25)，凸轮机构(25)连接伺服电机；在透明筒体(26)顶部密封连接有可拆卸的螺旋盖(19)，螺旋盖(19)外壁的螺纹与透明筒体(26)内壁呈螺纹配合，在螺旋盖(19)底壁固定连接有力传感器(22)，由螺旋盖(19)、透明筒体(26)内壁、活塞(27)共同围合成的腔室(28)作为容纳扭簧(21)的空间，在腔室(28)内设置有水平固定在透明筒体(26)上的柱体(41)，扭簧(21)套设在柱体(41)上，扭簧(21)的其中一个爪部抵靠在力传感器(22)底面、另一个爪部抵靠在活塞(27)顶面。2.根据权利要求1所述的扭簧疲劳试验装置，其特征在于：在台板(10)上设置有第一注吸机构和第二注吸机构，第一注吸机构通过带阀门的管子一(17)与腔室(28)连通，第二注吸机构通过带阀门的管子二(37)与腔室(28)连通，第一注吸机构的料筒一(13)内用于储存渗透液，第二注吸机构的料筒二(33)内用于储存显像液，第一注吸机构和第二注吸机构都能够将储存的对应液体注入腔室(28)，也能够将腔室(28)内的液体吸入对应的料筒中。3.根据权利要求2所述的扭簧疲劳试验装置，其特征在于：第一注吸机构包括水平布置的料筒一(13)，料筒一(13)上设置有加料部一(15)，料筒一(13)内设置有柱塞一，柱塞一通过绳子连接电动伸缩杆一(11)的伸缩杆，料筒一(13)的出液口连接管子一(17)，管子一(17)的末端连接有柔性细管一(20)，柔性细管一(20)伸入腔室(28)底部；第二注吸机构包括水平布置的料筒二(33)，料筒二(33)上设置有加料部二(35)，料筒二(33)内设置有柱塞二，柱塞二通过绳子连接电动伸缩杆二(31)的伸缩杆，料筒二(33)的出液口连接管子二(37)，管子二(37)的末端连接有柔性细管二(23)，柔性细管二(23)伸入腔室(28)底部；管子一(17)的末端、管子二(37)的末端分别位于靠近力传感器(22)的透明筒体(26)壁处。4.根据权利要求3所述的扭簧疲劳试验装置，其特征在于：管子一(17)的末端、管子二(37)的末端分别位于活塞(27)下方的透明筒体(26)内，柔性细管一(20)、柔性细管二(23)分别贯穿活塞(27)并与活塞(27)密封连接，柔性细管一(20)的末端、柔性细管二(23)的末端位于活塞(27)顶面；在活塞(27)上移至极限位置时，柔性细管一(20)、柔性细管二(23)均未被拉直。5.根据权利要求3所述的扭簧疲劳试验装置，其特征在于：管子一(17)具有水平段和竖直段一(29)，水平段和竖直段一(29)上分别设置有控制阀；管子二(37)具有水平段和竖直段二(39)，水平段和竖直段二(39)上分别设置有控制阀；在位于控制阀一(18)与透明筒体(26)之间的管子一(17)上通过三通管件有带控制阀的压缩气源进口管段(30)，压缩气源进口管段(30)外接压缩气源，在位于控制阀二(38)与透明筒体(26)之间的管子二(37)上通过三通管件连接有带控制阀的压缩气源出口管段(40)。6.根据权利要求1-5任一项所述的扭簧疲劳试验装置，其特征在于：所述装置还包括控制器，控制器分别连接伺服电机、电动伸缩杆、力传感器(22)、控制阀、压缩气源。7.一种采用权利要求6所述扭簧疲劳试验装置的试验方法，其特征在于，步骤包括：步骤1，获取扭簧试件的压缩量；步骤2，先将扭簧试件套在腔室(28)内的柱体(41)上，再将螺旋盖(19)拧在透明筒体(26)顶部，并根据所得压缩量调整好螺旋盖(19)拧入深度；
步骤3，控制伺服电机开启，按预设频率对扭簧试件开展压缩试验；步骤4，当力传感器(22)监测到压力归零时，控制伺服电机关闭，试验结束。8.一种采用权利要求6所述扭簧疲劳试验装置的扭簧表面缺陷演变监测方法，其特征在于，步骤包括：步骤a，获取扭簧试件的压缩量，将扭簧试件套在腔室(28)内的柱体(41)上，将螺旋盖(19)拧在透明筒体(26)顶部，并根据所得压缩量调整好螺旋盖(19)拧入深度；控制伺服电机开启，按预设频率对扭簧试件开展压缩试验；步骤b，在预设时段s1始点时刻，先控制第一注吸机构的管子一(17)上的控制阀开启，然后控制电动伸缩杆一(11)的伸缩杆伸至预设位置后停止，将渗透液注入腔室(28)内；步骤c，在预设时段s1终点时刻，先控制电动伸缩杆一(11)的伸缩杆缩回至预设位置，然后控制管子一(17)上的控制阀关闭，将渗透液吸入料筒一(13)内；步骤d，先控制伺服电机停止预设时段s2，然后控制压缩气源进口管段(30)上的控制阀打开，控制压缩气源开启，同时控制压缩气源出口管段(40)上的控制阀打开，然后按照预设时间通入压缩气，结束后同时关闭压缩气源、压缩气源进口管段(30)上和压缩气源出口管段(40)上的控制阀；步骤e，在预设时段s3始点时刻，先控制第二注吸机构的管子二(37)上的控制阀开启，然后控制电动伸缩杆二(31)的伸缩杆伸至预设位置后停止，将显像液注入腔室(28)内；步骤f，在预设时段s3终点时刻，先控制电动伸缩杆二(31)的伸缩杆缩回至预设位置，然后控制管子二(37)上的控制阀关闭，将显像液吸入料筒二(33)内；步骤g，拆下螺旋盖(19)，取出扭簧试件，对扭簧试件表面缺陷进行评估，并拍照记录缺陷图像；步骤h，重复执行步骤a-g，直到扭簧试件失效。9.根据权利要求8所述的扭簧表面缺陷演变监测方法，其特征在于：步骤d中，压缩气的温度控制为40-45℃。

技术总结
本发明提供了扭簧疲劳试验装置及扭簧表面缺陷演变监测方法，该装置包括在透明筒体内设置有活塞组件，其顶部连接有可拆卸的螺旋盖，螺旋盖与透明筒体内壁呈螺纹配合，在螺旋盖底壁固定连接有力传感器，由螺旋盖、透明筒体内壁、活塞共同围合成的腔室作为容纳扭簧的空间；该方法步骤包括：获取扭簧试件的压缩量，控制注吸机构反复注入和吸纳渗透液、显像液；对扭簧试件表面拍照记录、评估表面缺陷。采用本发明方案，在不拆卸扭簧试件的情况下，不仅能够在试验过程中对扭簧表面缺陷演变情况进行快速监测，而且便于在试验过程中的任一时段/阶段对扭簧表面缺陷演变情况进行监测，还具有试验过程中扭簧表面缺陷演变情况监测效率高的优点。率高的优点。率高的优点。


技术研发人员：钱建才 许斌 吕基成 吴厚昌 方敏 钟勇
受保护的技术使用者：中国兵器装备集团西南技术工程研究所
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/6/28