我國彈簧試驗機技術現狀及發展趨勢

我國彈簧試驗機的生產，已有五十年歷史。本文結合我廠產品對國內彈簧試驗
機的發展現狀進行探討。早期生產的彈簧試驗機絕大多數機械傳遞、模擬測量
，精度的提高受到限制。近些年來，隨著科技的發展，我們在吸收*技術
，并與多所院校進行合作，已建立起了低、中、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。已開發出靜態拉壓、靜態扭轉、高頻拉壓疲勞、低
頻拉壓疲勞、扭轉疲勞、在線檢測等六種不同的檢測方式：機械式、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
格的一百七十多種產品。
　　一、彈簧試驗機分類
　　彈簧試驗機按可完成的特性測試分類如下：
                    立式裝夾：單數顯式 雙數顯式 全自動式 微機控制式
               扭轉
                    臥式裝夾：雙數顯式 單數顯式 全自動式 微機控制式
               拉壓  度盤式   單數顯式 雙數顯式 全自動式 微機控制式
          靜態
特性測試       分選 負荷分選  高度分選 復合分選
                        高頻疲勞
               拉壓疲勞
          動態          低頻疲勞 機械式 電液伺服式
               扭轉疲勞
　　二、中小負荷的彈簧拉壓試驗機使用情況及發展趨勢
　　2．1彈簧拉壓試驗機的現狀
　　此類型的檢測設備幾年以前大多為手動加載、模擬式或單數顯式，近十年，雙
數顯的測試設備已經成為主流設備，這是因為：1），雙數顯式試驗機由于試驗力
與位移均采用了高精度負荷傳感器、位移傳感器，高精度放大器等測量元氣件，分
辨率高，克服了人眼的讀數誤差，測量精度高。2），來用計算機技術能使試驗力
、位移兩參數相關測量，可以預先設置試驗參數，提高自動化程度和數據的準確性
；還可以保存試驗參數，以備下次試驗用，不用重復輸入；能進行某些數據的計算
，試驗數據的打印。例如：在測試過程中，TLS-S10001可以分別設置壓縮（或拉伸
）彈簧的壓（拉）至高（長）度或壓縮（拉伸）變形量，自動采集對應的試驗力，
儲存于單片機中，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
，將試驗數據自動打印出來，還可以查詢儲存的試驗數據。
　　2．2彈簧試驗機的發展趨勢
　　小負荷的彈簧，尤其是大剛度精密彈簧的首要要求是設備的測試精度高，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的另一參數位移的精度，是保證彈簧測試精度的
關鍵，也是判斷彈簧試驗機精度高低的標準。因此，越來越多的使用者，都把位移
測試精度的高低當做衡量試驗機水平高低的標準。在彈簧試驗機的國家標準中，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、整機結構、整機剛度、壓盤的平行度、測量元件、材料、負荷傳感
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
的彈簧試驗機檢測是嚴格按照日本標準對位移進行檢測的，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，任意負荷都不會引
起負荷傳感器的位移下沉。
　　另外，彈簧試驗機的加載方法對試驗結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帶動傳動系統加載，加載速度不可調整，對于彈簧等彈性元
件來說，由于回彈應力的存在，快速壓縮時自動采集的數據與慢速壓縮或靜止壓縮
采集的數據差別很大，現在多采用變速系統如交流伺服調速系統、通過逼真的模擬
彈簧的工作狀態，真實測量彈簧在這一狀態下的內部應力，為彈簧設計提供依據。

　　隨著計算機技術的發展，單片機的功能較簡單的缺點又被微機所改善，智能化
功能設置專家系統、參數選擇、數據庫、清晰的視窗中文界面、簡單的鼠標操作，
使彈簧測試過程中的化狀態成為可能，智能化水平得到了極大的提高，操作
者只要輕輕點擊鼠標，就可以按照預先設置的任意模式進行測量、控制，通過設定
不同的試驗速度、試驗過程中的參數，使試驗模式、整個試驗過程可以按照人們的
意志進行控制，試驗曲線和試驗數據實時顯示，試驗數據亦可按行業標準或企業標
準進行計算、整理、輸出，還可對以往的試驗過程、試驗結果進行查詢，強大的計
算和數理統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
網絡技術的應用，又會使檢測控制機（簡稱下位機）與計算中心的主控機（簡稱上
位機）結合起來，實現試驗數據的傳輸、處理、綜合管理，在中心實驗室，由上位
機對下位機群實現綜合管理。
　　隨著人們對彈簧測試方法的不斷研究，認識會不斷深化，彈簧試驗機會向著高
智能人方向發展，模擬彈簧的工作參數、狀態、環境的試驗機會不斷出現，如鹽霧
試驗機、高低溫試驗機等。
　　三、大負荷的彈簧壓力試驗機現狀及發展趨勢
　　3．1大負荷彈簧壓力試驗機的現狀
　　此類型的試驗機一般用于重型機械和鐵路行業彈簧的檢測。該廠生產大型彈簧
壓力試驗機已有三十多年的歷史，在三十多年的發展過程中，試驗機也經歷了由簡
單的手動控制、擺捶式測力，單片機控制、電子測量，到微機控制全自動測量的過
程。
　　加載方式以液壓式居多。200KN以下一般采用電機調速系統驅動機械傳動系統
加載。該廠zui初生產的TYE-100、TYE-300、TYE-500即是液壓式加載、擺錘測力、
半開放式結構，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
客車提速、彈簧標準修改，原來試驗機的測量精度、測量方式及缺少的數據處理功
能已不適應新標準的要求。該廠推出的電子式及微機控制式兩種不同檔次的產品，
滿足了這一要求，已經得到了大范圍的推廣，經用戶使用驗證后，效果理想，反映
不錯。
　　3．2大負荷彈簧壓力試驗機的發展趨勢
　　同小型彈簧試驗機一樣，隨著測試技術的提高和計算機技術的應用，測試技術
及控制技術都要求有一個大的提高。從測試技術看，負荷與位移的高分辨率與穩定
性是發展趨勢，寬的負荷測試范圍也是發展趨勢。從控制技術看，電子式、微機控
制式、電液伺服微機控制式將會并駕齊驅，以適應不同的消費者。但不管怎樣，試
驗機的測試精度會越來越高，產品的個性化會越來越明顯。