我国弹簧试验机技术现状及发展趋势

我国弹簧试验机的生产，已有五十年历史。本文结合我厂产品对国内弹簧试验
机的发展现状进行探讨。早期生产的弹簧试验机绝大多数机械传递、模拟测量
，精度的提高受到限制。近些年来，随着科技的发展，我们在吸收*技术
，并与多所院校进行合作，已建立起了低、中、的梯次，也由原来的单一拉压
试验向多种试验特性测试迈进。已开发出静态拉压、静态扭转、高频拉压疲劳、低
频拉压疲劳、扭转疲劳、在线检测等六种不同的检测方式：机械式、电子式、电磁
式、电液式、电气式、电液伺服式等六种不同的加载方式；量程从1N-500KN不同规
格的一百七十多种产品。
　　一、弹簧试验机分类
　　弹簧试验机按可完成的特性测试分类如下：
                    立式装夹：单数显式 双数显式 全自动式 微机控制式
               扭转
                    卧式装夹：双数显式 单数显式 全自动式 微机控制式
               拉压  度盘式   单数显式 双数显式 全自动式 微机控制式
          静态
特性测试       分选 负荷分选  高度分选 复合分选
                        高频疲劳
               拉压疲劳
          动态          低频疲劳 机械式 电液伺服式
               扭转疲劳
　　二、中小负荷的弹簧拉压试验机使用情况及发展趋势
　　2．1弹簧拉压试验机的现状
　　此类型的检测设备几年以前大多为手动加载、模拟式或单数显式，近十年，双
数显的测试设备已经成为主流设备，这是因为：1），双数显式试验机由于试验力
与位移均采用了高精度负荷传感器、位移传感器，高精度放大器等测量元气件，分
辨率高，克服了人眼的读数误差，测量精度高。2），来用计算机技术能使试验力
、位移两参数相关测量，可以预先设置试验参数，提高自动化程度和数据的准确性
；还可以保存试验参数，以备下次试验用，不用重复输入；能进行某些数据的计算
，试验数据的打印。例如：在测试过程中，TLS-S10001可以分别设置压缩（或拉伸
）弹簧的压（拉）至高（长）度或压缩（拉伸）变形量，自动采集对应的试验力，
储存于单片机中，在计算完分段刚度、自由高、初拉力、并判断完弹簧是否合格后
，将试验数据自动打印出来，还可以查询储存的试验数据。
　　2．2弹簧试验机的发展趋势
　　小负荷的弹簧，尤其是大刚度精密弹簧的首要要求是设备的测试精度高，因为
位移的微小变化，便会引起试验力的较大变化，而保证试验力的测试精度，是很容
易的事情，但是要保证弹簧试验机的另一参数位移的精度，是保证弹簧测试精度的
关键，也是判断弹簧试验机精度高低的标准。因此，越来越多的使用者，都把位移
测试精度的高低当做衡量试验机水平高低的标准。在弹簧试验机的国家标准中，位
移精度的要求是很低的，满足不了大刚度精密弹簧的要求，因此，对试验机制造商
来说，必须提高位移测试精度来满足使用者的要求。影响位移测试精度的因素很多
，如检测方法、整机结构、整机刚度、压盘的平行度、测量元件、材料、负荷传感
器位移下沉等，只要对这些因素加以克服，位移精度的保证是不成问题的。我公司
的弹簧试验机检测是严格按照日本标准对位移进行检测的，能够保证弹簧放置在压
盘的不同地方试验力基本一致，保证在试验力的满量程范围内，任意负荷都不会引
起负荷传感器的位移下沉。
　　另外，弹簧试验机的加载方法对试验结果影响敢是不容忽视的。早期的加载方
法主要为普通交流电机带动传动系统加载，加载速度不可调整，对于弹簧等弹性元
件来说，由于回弹应力的存在，快速压缩时自动采集的数据与慢速压缩或静止压缩
采集的数据差别很大，现在多采用变速系统如交流伺服调速系统、通过逼真的模拟
弹簧的工作状态，真实测量弹簧在这一状态下的内部应力，为弹簧设计提供依据。

　　随着计算机技术的发展，单片机的功能较简单的缺点又被微机所改善，智能化
功能设置专家系统、参数选择、数据库、清晰的视窗中文界面、简单的鼠标操作，
使弹簧测试过程中的化状态成为可能，智能化水平得到了极大的提高，操作
者只要轻轻点击鼠标，就可以按照预先设置的任意模式进行测量、控制，通过设定
不同的试验速度、试验过程中的参数，使试验模式、整个试验过程可以按照人们的
意志进行控制，试验曲线和试验数据实时显示，试验数据亦可按行业标准或企业标
准进行计算、整理、输出，还可对以往的试验过程、试验结果进行查询，强大的计
算和数理统计功能代替了过去繁杂的工作，大大减轻了人的劳动量。另外，计算机
网络技术的应用，又会使检测控制机（简称下位机）与计算中心的主控机（简称上
位机）结合起来，实现试验数据的传输、处理、综合管理，在中心实验室，由上位
机对下位机群实现综合管理。
　　随着人们对弹簧测试方法的不断研究，认识会不断深化，弹簧试验机会向着高
智能人方向发展，模拟弹簧的工作参数、状态、环境的试验机会不断出现，如盐雾
试验机、高低温试验机等。
　　三、大负荷的弹簧压力试验机现状及发展趋势
　　3．1大负荷弹簧压力试验机的现状
　　此类型的试验机一般用于重型机械和铁路行业弹簧的检测。该厂生产大型弹簧
压力试验机已有三十多年的历史，在三十多年的发展过程中，试验机也经历了由简
单的手动控制、摆捶式测力，单片机控制、电子测量，到微机控制全自动测量的过
程。
　　加载方式以液压式居多。200KN以下一般采用电机调速系统驱动机械传动系统
加载。该厂zui初生产的TYE-100、TYE-300、TYE-500即是液压式加载、摆锤测力、
半开放式结构，主要用于汽车圆簧和板弹簧及铁路弹簧的测量。近几年，铁路系统
客车提速、弹簧标准修改，原来试验机的测量精度、测量方式及缺少的数据处理功
能已不适应新标准的要求。该厂推出的电子式及微机控制式两种不同档次的产品，
满足了这一要求，已经得到了大范围的推广，经用户使用验证后，效果理想，反映
不错。
　　3．2大负荷弹簧压力试验机的发展趋势
　　同小型弹簧试验机一样，随着测试技术的提高和计算机技术的应用，测试技术
及控制技术都要求有一个大的提高。从测试技术看，负荷与位移的高分辨率与稳定
性是发展趋势，宽的负荷测试范围也是发展趋势。从控制技术看，电子式、微机控
制式、电液伺服微机控制式将会并驾齐驱，以适应不同的消费者。但不管怎样，试
验机的测试精度会越来越高，产品的个性化会越来越明显。