CN104931245A - 一种新型弹簧刚度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型弹簧刚度检测装置，包括顶杆、基座、锁紧螺母、压力传感器、导杆、套筒、步进电机，前端盖通过第一锁紧螺母与基座连接；顶杆一端穿过前端盖装在基座上，另一端与压力传感器连接，压力传感器与导杆的一端连接，平垫圈、弹簧预紧螺母设在导杆上，导杆的另一端与预紧螺杆连接，预紧螺杆与轴套连接，轴套通过联轴器与步进电机连接，步进电机装于滑轨上；套筒设在前端盖和后端盖间，步进电机和压力传感器通过信号线依次与数据采集卡、计算机连接。通过检测步进电机的转角、导杆的螺距、压力传感器的压力换算出弹簧的压力与位移，从而检出弹簧的刚度，并且通过计算机实时显示，具有测量精度高，使用方便，提高了弹簧测量效率。

Description

一种新型弹簧刚度检测装置

技术领域

本发明属于检测仪器领域，尤其是一种新型弹簧刚度检测装置。

背景技术

弹簧是利用其弹性来工作的机械零件，圆柱压缩弹簧应用最为广泛。在超大型螺旋桨计算机静平衡装置开发中，为了防止螺旋桨的瞬时惯性力压坏压力传感器，有必要在传感器末端安装缓冲弹簧，因此需要知道缓冲弹簧的压力、位移以及刚度。

传统的弹簧刚度检测装置采用手动调节弹簧的压缩量，通过计算机检测弹簧压力，卡尺测量压缩位移后计算弹簧刚度，使得操作繁琐，检测效率低、可视化效果差、测量精度低，因此发明一种操作简单、测量精度高、可视化效果好的弹簧刚度检测装置尤为重要。

发明内容

本发明涉及弹簧力、弹簧位移以及弹簧刚度检测，能够通过计算机实时显示弹簧力与弹簧位移之间的关系，并且能够计算出弹簧刚度。

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种新型弹簧刚度检测装置，能够实时检测弹簧压力、弹簧位移以及弹簧刚度。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种新型弹簧刚度检测装置，其特征在于，包括基座、顶杆、前端盖、压力传感器、套筒、导杆、平垫圈、弹簧预紧螺母、后端盖、预紧螺杆、轴套、联轴器、步进电机、滑轨、数据采集卡、计算机，所述基座通过螺钉固定在工作台上，前端盖通过第一锁紧螺母与基座螺纹连接；顶杆穿过前端盖、一端装在基座上，另一端与压力传感器的一端螺纹连接，压力传感器的另一端与导杆的一端螺纹连接，平垫圈、弹簧预紧螺母设置在导杆上，导杆的另一端与预紧螺杆螺纹连接，预紧螺杆穿过后端盖后与轴套螺纹连接，所述预紧螺杆与后端盖螺纹连接，轴套通过联轴器与步进电机连接，所述步进电机安装于滑轨上；套筒设在前端盖和后端盖之间、并通过螺纹连接，步进电机和压力传感器通过信号线依次与数据采集卡、计算机连接。

优选地，所述顶杆穿过前端盖及装在基座上的部分为光杆，与压力传感器连接的一端为螺纹杆；所述导杆为螺纹杆。

优选地，前端盖与压力传感器之间设有与顶杆螺纹连接的第二锁紧螺母。

优选地，导杆上与压力传感器相邻的位置设置有第三锁紧螺母。

优选地，所述套筒为圆柱形套筒，在套筒左端圆周方向开U形槽；所述前端盖与后端盖为圆柱形。

本发明所述的弹簧刚度检测装置，采用步进电机调节弹簧的压缩量，通过计算机实时检测弹簧的压力以及压缩量，绘制出弹簧压力—位移曲线，从而计算出弹簧的刚度，具有检测精度高，响应速度快，可视化效果好等优点。同时本发明所述的弹簧刚度检测装置能够用于检测外负载压力，并且通过调节弹簧预紧螺母可保护压力传感器因过载而造成的损坏，增加了本装置的可移植性。

附图说明

图1为本发明所述弹簧刚度检测装置一实施例的结构图。

图2为套筒外观图。

图中：

1、顶杆；2、基座；3、第一锁紧螺母；4、前端盖；5、第二锁紧螺母；6、压力传感器；7、套筒；8、导杆；9、第三锁紧螺母；10、弹簧；11、平垫圈；12、弹簧预紧螺母；13、后端盖；14、预紧螺杆；15、轴套；16、联轴器；17、步进电机；18、滑轨；19、信号线；20、数据采集卡；21、计算机。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明所述的新型弹簧刚度检测装置，包括顶杆1、基座2、第一锁紧螺母33、前端盖44、第二锁紧螺母5、压力传感器6、套筒7、导杆8、第三锁紧螺母9、平垫圈11、弹簧预紧螺母12、后端盖13、预紧螺杆14、轴套15、联轴器16、步进电机17、滑轨18、信号线19、数据采集卡20、计算机21。

所述基座2通过螺钉固定在工作台上，前端盖4通过第一锁紧螺母3与基座2螺纹连接；通过调节第一锁紧螺母3可以锁紧前端盖4与基座2的螺纹连接，并且可以调节前端盖4的伸缩量。顶杆1穿过前端盖4、一端装在基座2上，另一端与压力传感器6的一端螺纹连接。所述顶杆1穿过前端盖4及装在基座2上的部分为光杆，与压力传感器6连接的一端为螺纹杆。在超大型螺旋桨计算机静平衡装置开发中，为了防止螺旋桨的瞬时惯性力压坏压力传感器6，在传感器末端安装缓冲弹簧10。测出弹簧10的刚度后，调节弹簧预紧螺母12，设置弹簧10的安全压力为压力传感器6量程的70％～90％。若顶杆1左端触头受到小于弹簧10调定的压力，检测压力合格；若顶杆1左端触头受到大于弹簧10调定压力，则顶杆1缩回，保护了压力传感器6。

前端盖4与压力传感器6之间设有与顶杆1螺纹连接的第二锁紧螺母5。通过调节第二锁紧螺母5锁紧顶杆1与压力传感器6的螺纹连接，可调节顶杆1相对于前端盖4的伸缩量。所述导杆8为螺纹杆。压力传感器6的另一端与导杆8的一端螺纹连接，采用第三锁紧螺母9对导杆8与压力传感器6的螺纹连接进行锁紧。平垫圈11、弹簧预紧螺母12设置在导杆8上，其中平垫圈11套在导杆8上，与导杆8实现光孔连接，弹簧预紧螺母12与导杆8实现螺纹连接、并位于平垫圈11与预紧螺杆14之间。导杆8的另一端与预紧螺杆14螺纹连接，预紧螺杆14穿过后端盖13后与轴套15螺纹连接。所述预紧螺杆14与后端盖13螺纹连接，轴套15通过联轴器16与步进电机17连接，所述步进电机17安装于滑轨18上，保证步进电机17只能够左右移动，不可绕自身轴心转动。套筒7设在前端盖4和后端盖13之间、并通过螺纹连接，步进电机17和压力传感器6通过信号线19依次与数据采集卡20、计算机21连接。

如图2所示，套筒7为圆柱形套筒7，在套筒7左端圆周方向开U形槽；所述前端盖4与后端盖13为圆柱形。

在测量弹簧刚度时，弹簧10套入导杆8上，一端与第三锁紧螺母9相接触，另一端与平垫圈11相接触，旋转弹簧预紧螺母12使平垫圈11压缩弹簧10。通过旋转预紧螺杆14挤压平垫片11，从而可对弹簧10压缩。测试之前调节弹簧预紧螺母12，使弹簧10存在2～10N压力，同时使第二锁紧螺母5与前端盖4内壁紧密贴合。轴套15需旋到底，通过步进电机17带动轴套15旋转，从而带动预紧螺杆14旋转，起到压缩弹簧的作用。通过步进电机17用来检测预紧螺杆14旋转的角度，使用螺距规测量预紧螺杆14螺距就可以通过数据采集卡20计算出弹簧10的位移量。

压力传感器6检测的压力信号与步进电机17检测的角度信号通过信号线19传输给数据采集卡20，计算机21与数据采集卡20采用信号线19通信，并将螺距规测量得到的预紧螺杆14螺距输入数据采集卡20中，实现弹簧10压力、位移、刚度的实时显示。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种新型弹簧刚度检测装置，其特征在于，包括基座(2)、顶杆(1)、前端盖(4)、压力传感器(6)、套筒(7)、导杆(8)、平垫圈(11)、弹簧预紧螺母(12)、后端盖(13)、预紧螺杆(14)、轴套(15)、联轴器(16)、步进电机(17)、滑轨(18)、数据采集卡(20)、计算机(21)，所述基座(2)通过螺钉固定在工作台上，前端盖(4)通过第一锁紧螺母(3)与基座(2)螺纹连接；顶杆(1)穿过前端盖(4)、一端装在基座(2)上，另一端与压力传感器(6)的一端螺纹连接，压力传感器(6)的另一端与导杆(8)的一端螺纹连接，平垫圈(11)、弹簧预紧螺母(12)设置在导杆(8)上，导杆(8)的另一端与预紧螺杆(14)螺纹连接，预紧螺杆(14)穿过后端盖(13)后与轴套(15)螺纹连接，所述预紧螺杆(14)与后端盖(13)螺纹连接，轴套(15)通过联轴器(16)与步进电机(17)连接，所述步进电机(17)安装于滑轨(18)上；套筒(7)设在前端盖(4)和后端盖(13)之间、并通过螺纹连接，步进电机(17)和压力传感器(6)通过信号线(19)依次与数据采集卡(20)、计算机(21)连接。

2.根据权利要求1所述的弹簧刚度检测装置，其特征在于，所述顶杆(1)穿过前端盖(4)及装在基座(2)上的部分为光杆，与压力传感器(6)连接的一端为螺纹杆；所述导杆(8)为螺纹杆。

3.根据权利要求1所述的弹簧刚度检测装置，其特征在于，前端盖(4)与压力传感器(6)之间设有与顶杆(1)螺纹连接的第二锁紧螺母(5)。

4.根据权利要求1所述的弹簧刚度检测装置，其特征在于，导杆(8)上与压力传感器(6)相邻的位置设置有第三锁紧螺母(9)。

5.根据权利要求1所述的弹簧刚度检测装置，其特征在于，所述套筒(7)为圆柱形套筒，在套筒(7)左端圆周方向开U形槽；所述前端盖(4)与后端盖(13)为圆柱形。