CN102156078B - 一种涡簧扭矩测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种涡簧扭矩测试装置，包括支承部件、涡簧扭转端部件、涡簧夹持部件和涡簧扭矩测量部件，特征在于：涡簧扭转端部件包括固定板、转角盘、转臂、动接板和芯管；涡簧夹持部件包括转动架、联簧轴、静接板和盖板；转角盘和转臂用于确定扭转角，转动架、联簧轴夹持涡簧外内簧臂。本发明通过设计了新的适应涡簧的夹持部件，可以测量不同扭转角下的涡簧扭矩和动态冲击扭矩，而且本装置可以采用台钳作为支承部件，具有使用方便，成本低的特点，可以广泛使用。

Description

一种涡簧扭矩测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，具体为一种涡簧扭矩测试装置。

背景技术

涡簧扭矩是衡量涡簧工作特性的重要指标之一，涡簧扭矩的测量是测定涡簧性能指标工作中必不可少的一部分。由于涡簧结构特殊，专门针对涡簧的静态扭矩测量的仪器较少，针对涡簧冲击特性测试的装置更是几乎没有。目前，涡簧扭矩测定工作主要是在扭矩试验机上完成的，现有的扭矩试验机结构复杂，价格昂贵，而且在扭矩试验机上进行涡簧扭矩测试时，大都是通过对涡簧进行简单的装夹固定后测得的，大大降低了涡簧扭矩测量的准确性。申请号为00259938.4公布了一种弹簧扭矩试验机，其体积庞大、结构复杂，在测量涡簧扭矩时，其测力销及推力销与簧臂固定形式为线接触，在扭转过程中簧臂与销棒之间很容易产生滑移，影响测量精度；另外该弹簧扭矩试验机不能进行涡簧冲击特性测试。

发明内容

要解决的技术问题

为了克服扭矩试验机使用不便、成本较高的缺点，同时可以适应涡簧的特殊结构，能够准确测量涡簧静扭矩和动态冲击扭矩，本发明提出了一种涡簧扭矩测试装置。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种涡簧扭矩测试装置，包括支承部件、涡簧扭转端部件、涡簧夹持部件和涡簧扭矩测量部件，涡簧扭转端部件和涡簧扭矩测量部件均固定在支承部件上，涡簧扭矩测量部件包括扭矩传感器，所述涡簧扭矩测试装置特征在于：涡簧扭转端部件包括固定板、转角盘、转臂、动接板和芯管；固定板固定在支承部件上；转角盘为带有周向环形面的圆盘形结构，转角盘底面与固定板侧面贴合固定，在转角盘周向环形面上均匀开有若干定位孔，转角盘中心及固定板对应位置均开有轴孔，芯管插入转角盘中心及固定板的轴孔内，并与转角盘及固定板过盈配合；转臂内端有沿转臂厚度方向的通孔，芯管穿过该通孔并与转臂轴承连接，转臂外端顶面上有垂直于顶面的盲孔，用于与转角盘周向环形面上定位孔配合将转角盘与转臂固定；动接板固定连接在转臂侧面，在动接板的外侧面上有台阶状凸块，用于与涡簧夹持部件固连；涡簧夹持部件包括转动架、联簧轴、静接板和盖板；静接板和盖板固连，并形成“U“型槽用于放置待测涡簧和联簧轴，且静接板的外侧与扭矩传感器固连，用于将待测涡簧的扭矩传递给扭矩传感器；联簧轴穿过待测涡簧内簧臂卷成的中心通孔，两端分别与静接板和盖板固连，联簧轴中部有垂直于联簧轴中心轴线的螺孔，在螺孔中伸出有螺钉，将联簧轴与待测涡簧内簧臂固连；待测涡簧外簧臂与转动架一端固连，转动架另一端与动接板的台阶状凸块固连。

本发明的一个优选方案，其特征在于：所述支承部件为台钳。

本发明的一个优选方案，其特征在于：通过将转臂固定在转角盘内的不同角度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。

本发明的一个优选方案，其特征在于：在转臂内端通孔周围圆形均匀分布有若干动接板固定孔，在动接板对应位置也开有相同数量的圆形均匀分布的安装孔，通过选取动接板在转臂上的不同固定角度，并配合转臂在转角盘内的不同固定角度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。

本发明的一个优选方案，其特征在于：通过在转角盘预定位置插入截止销，测量待测涡簧动态冲击扭矩。

本发明的一个优选方案，其特征在于：联簧轴中心轴线与扭矩传感器接头端中心轴线共线。

本发明的一个优选方案，其特征在于：联簧轴两端固定在支持架上，支持架为“U”型结构，“U”型结构的两臂分别卡接固定在静接板和盖板上。

本发明的一个优选方案，其特征在于：待测涡簧内簧臂上开有渐缩孔，当待测涡簧卷成后，内簧臂上的渐缩孔与穿过联簧轴中部螺孔的螺钉卡接，将待测涡簧内簧臂与联簧轴固定。

本发明的一个优选方案，其特征在于：联簧轴的两端有轴向的内六角凹槽，通过转动联簧轴在支持架上的固定角度，并配合转臂在转角盘内的不同固定角度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。

有益效果

本发明设计了新的适应涡簧的夹持部件，可以测量不同扭转角下的涡簧扭矩和动态冲击扭矩，而且本装置可以采用台钳作为支承部件，具有使用方便，成本低的特点，可以广泛使用。

附图说明

图1：本发明结构示意图；

图2：涡簧扭转端部件结构示意图；

图3：涡簧扭转端部件结构剖视图；

图4：涡簧夹持部件结构示意图；

图5：涡簧夹持部件结构剖视图；

图6：涡簧结构示意图；

图7：涡簧展开后的示意图；

图8：联簧轴结构示意图；

图9：支持架结构示意图；

图10：转动架结构示意图；

图11：静接板结构示意图：

其中：1、台钳；2、固定板；3、转角盘；4、转臂；5、转臂手柄；6、锁销；7、芯管；8、动接板；9、轴承；10、支持架；11、盖板；12、待测涡簧；13、静接板；14、转动架；15、联簧轴；16、扭矩传感器；17、传感器安装板；18、连板块；19、短立板；20、截止销。

具体实施方式

下面结合实施例描述本发明：

实施例：

本实施例所述的涡簧扭矩测试装置包括支承部件、涡簧扭转端部件、涡簧夹持部件和涡簧扭矩测量部件。

参照附图1，采用台钳1作为支承部件，涡簧扭转端部件固定在台钳1的活动台块上，涡簧扭矩测量部件固定在台钳1的固定台上，通过台钳1的丝杠来调整活动台块与固定台的距离，可以方便实现待测涡簧的安装和扭矩测试。

参照附图2和附图3，涡簧扭转端部件包括固定板2、转角盘3、转臂4、动接板8和芯管7。固定板2为连接部件，其下端侧面通过螺钉固定在活动台块上，上端侧面与转角盘3底面贴合，并用螺栓将固定板2与转角盘3固定；转角盘3为涡簧扭转角的限定部件，其为带有周向环形面的圆盘形结构，在周向环形面上均匀开有若干定位孔，孔的中心轴线过转角盘3的中心轴线，本实施例中有24个定位孔，即相邻两个定位孔间的角度的15°，转角盘3中心开有轴孔，并在固定板2的对应位置也开有同心轴孔，用于穿过芯管7，且芯管7与转角盘3和固定板2为过盈配合；转臂4及固定在转臂4上的动接板8为转动部件，用于带动涡簧夹持部件转动，使待测涡簧产生扭矩，转臂4内端有沿厚度方向的通孔，也是用于穿过芯管7，且芯管7与转臂4通过轴承9连接，使得转臂4可绕芯管7转动；在安装时，该转臂4内端通孔与转角盘3中心轴孔同心，转臂4外端顶面上有垂直于顶面的盲孔，用于与转角盘3周向环形面上定位孔配合，通过锁销6将转角盘3与转臂4在设定的角度位置固定，为了便于转动转臂4，在转臂4外端侧面还固定安装了转臂手柄5；在转臂4内端通孔周围还均匀圆形分布有若干动接板固定孔，本实施例中为8个，该固定孔除了可以起到固定动接板8的作用外，还可以通过调整动接板8在转臂4上的安装角度，配合转臂4在转角盘3内的不同固定角度来限定待测涡簧12的扭转角；动接板8的外侧面上有台阶凸块，台阶凸块上开有两个螺纹孔，用于与涡簧夹持部件螺栓固定连接。

参照附图4和附图5，涡簧夹持部件包括转动架14、支持架10、联簧轴15、静接板13和盖板11。

参照附图10，转动架14主要起将待测涡簧12的外簧臂与动接板8的台阶凸块相连的作用，从而能够通过动接板8的转动带动待测涡簧12外簧臂转动，使待测涡簧12产生扭矩，转动架14一端上有两个螺纹通孔，用于与动接板8台阶凸块上的两个螺纹孔通过螺栓固连，转动架14中部还有两个螺纹通孔，用于与待测涡簧12外簧臂螺钉连接，转动架14另一端是“U”型结构，主要起将待测涡簧12限位的作用，且在“U”型结构的两侧面上开有同轴孔，用于穿过联簧轴15，且转动架14可绕联簧轴15转动。

参照附图9，支持架10为“U”型结构，“U”型结构的两侧面上开有同轴孔，且在两侧面的端面上开有通孔，通孔中心轴线垂直于支持架同轴孔中心轴线。

参照图5和图11，静接板13和盖板11下部通过螺栓固连，并且形成“U”空间，用于放置待测涡簧12、支持架10、转动架14和联簧轴15，其中支持架10的两侧面可以分别嵌入静接板13和盖板11中，并与静接板13和盖板11固定，静接板13外侧有接头可与涡簧扭矩测量部件中的扭矩传感器16测试端接头螺栓固连，将待测涡簧12的扭矩传递给扭矩传感器16。

参照图8，联簧轴15的两端有轴向的内六角凹槽，，在联簧轴15的中部有垂直于联簧轴15中心轴线的螺纹通孔，在联簧轴15两端凹槽的壁面上也均布若干销孔。联簧轴15的主要作用是将待测涡簧的内簧臂固定，在待测涡簧12内簧臂上开有近似为水滴形的渐缩孔，当待测涡簧12卷成后，水滴形的渐缩孔中较大直径区域可用来穿过螺钉，较小直径区域用来卡住螺钉，安装时，将联簧轴15穿过待测涡簧12内簧臂卷成的中心通孔，且在联簧轴15的中部螺纹通孔上带有螺钉，联簧轴15中部的螺纹通孔与待测涡簧12的渐缩孔位置对应，并用螺钉穿过待测涡簧12的渐缩孔后，将待测涡簧12的内簧臂勾住，从而将联簧轴15与待测涡簧12固定。参照附图5，联簧轴15两端安装在支持架“U”型结构两侧面的同轴孔内，并且用销穿过支持架两侧面的端面通孔和联簧轴15两端壁面上的销孔，将联簧轴15与支持架10固定。而在联簧轴15两端开轴向内六角凹槽，则可以通过内六角扳手将联簧轴15转动，从而能够改变联簧轴15在支持架10上的固定位置，进而改变内簧臂的位置，即待测涡簧的扭转角。

当采用本装置测量待测涡簧的扭矩时，动接板8带动转动架14转动，转动架14带动待测涡簧12的外簧臂转动，产生扭矩，待测涡簧12内簧臂与联簧轴15固连，联簧轴15与支持架10固连，支持架10固定在静接板13和盖板11之间，从而待测涡簧12产生的扭矩依次通过联簧轴15、支持架10和静接板13传递到扭矩传感器16上。为了提高测量的准确性，联簧轴15的中心轴线应当与扭矩传感器16接头端中心轴线共线。

本实施例在测量涡簧静态扭矩时，通过转臂手柄5转动转臂4，并配合动接板8在转臂4上的安装位置和联簧轴15在支持架10上的固定位置，获得待测涡簧12的不同扭转角，扭矩传感器16即测得待测涡簧12不同扭转角下的扭矩值。

在测量涡簧动态冲击扭矩时，根据冲击特性试验要求，在冲击终止位置插入截止销20，然后将转臂4扭转至冲击起始扭转角，释放转臂4后，转臂4在待测涡簧12扭矩作用下旋转并撞击截止销20，扭矩传感器16将采集此过程中待测涡簧12的扭矩。

在进行涡簧应力松弛特性试验时，根据应力松弛试验要求，通过转臂4将待测涡簧12扭转至特定扭转角，并用锁销6将转臂4与转角盘3固定，在此扭转角位置静置若干小时(如50小时)，扭矩传感器16将采集此过程中待测涡簧12的扭矩。

Claims (9)

1.一种涡簧扭矩测试装置，包括支承部件、涡簧扭转端部件、涡簧夹持部件和涡簧扭矩测量部件，涡簧扭转端部件和涡簧扭矩测量部件均固定在支承部件上，涡簧扭矩测量部件包括扭矩传感器，所述涡簧扭矩测试装置特征在于：涡簧扭转端部件包括固定板、转角盘、转臂、动接板和芯管；固定板固定在支承部件上；转角盘为带有周向环形面的圆盘形结构，转角盘底面与固定板侧面贴合固定，在转角盘周向环形面上均匀开有若干定位孔，转角盘中心及固定板对应位置均开有轴孔，芯管插入转角盘中心及固定板的轴孔内，并与转角盘及固定板过盈配合；转臂内端有沿转臂厚度方向的通孔，芯管穿过该通孔并与转臂轴承连接，转臂外端顶面上有垂直于顶面的盲孔，用于与转角盘周向环形面上定位孔配合将转角盘与转臂固定；动接板固定连接在转臂侧面，在动接板的外侧面上有台阶状凸块，用于与涡簧夹持部件固连；涡簧夹持部件包括转动架、联簧轴、静接板和盖板；静接板和盖板固连，并形成“U”型槽用于放置待测涡簧和联簧轴，且静接板的外侧与扭矩传感器固连，用于将待测涡簧的扭矩传递给扭矩传感器；联簧轴穿过待测涡簧内簧臂卷成的中心通孔，两端分别与静接板和盖板固连，联簧轴中部有垂直于联簧轴中心轴线的螺孔，在螺孔中伸出有螺钉，将联簧轴与待测涡簧内簧臂固连；待测涡簧外簧臂与转动架一端固连，转动架另一端与动接板的台阶状凸块固连。

2.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于：所述支承部件为台钳。

3.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于：通过将转臂固定在转角盘内的不同角度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。

4.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于：在转臂内端通孔周围圆形均匀分布有若干动接板固定孔，在动接板对应位置也开有相同数量的圆形均匀分布的安装孔，通过取动接板在转臂上的不同固定角度，并配合转臂在转角盘内的不同固定角度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。

5.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于：通过在转角盘预定位置插入截止销，测量待测涡簧动态冲击扭矩。

6.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于：联簧轴中心轴线与扭矩传感器接头端中心轴线共线。

7.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于：联簧轴两端通过销固定在支持架上，支持架为“U”型结构，“U”型结构的两臂分别卡接固定在静接板和盖板上。

8.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于：待测涡簧内簧臂上开有渐缩孔，当待测涡簧卷成后，内簧臂上的渐缩孔与穿过联簧轴中部螺孔的螺钉卡接，将待测涡簧内簧臂与联簧轴固定。

9.根据权利要求7所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于：联簧轴的两端有轴向的内六角凹槽，通过转动联簧轴在支持架上的固定角度，并配合转臂在转角盘内的不同固定角度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。

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