CN105067253A - 一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，包括有机架，其特征在于：机架上安装固定机构、检测机构和移料机构。本发明所达到的有益效果：通过多个滑台实现自动取料和自动放料功能，取代了人工操作，提高了效率。通过扭力传感器反复测量卷弹簧在收缩和伸长过程中扭力的变化，从而确定其服役寿命，取代了卷弹簧断裂方式，使测量结果更加有效和准确。能够实现多个卷弹簧的连续测量，整个过程无需人员介入，并且结构巧妙，便于操作和维护。外齿圈和蜗杆构成蜗杆蜗轮传动副，其具有自锁功能，当固定柱卡紧后，无论固定柱受到多大的力，转动环都不会发生转动，从而保证测试过程的稳定进行。

Description

一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机

技术领域

本发明涉及平面涡卷弹簧测试领域，特别涉及一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机。

背景技术

卷弹簧又名发条弹簧，是螺旋线在一个平面内的弹簧，由特制材料绕制成平面螺旋形的一种弹簧。弹簧一端固定，另一端作用扭矩后材料材料受弯曲力矩，产生弯曲弹性变形，因而弹簧在自身平面产生扭转。其变形角的大小和扭矩成正比，具有高扭力，与多角度之扭转力距故运用于长时间作功之机构，具有不易疲劳之特性，其运用类似扭簧。卷弹簧的主要性能指标为最大扭矩，最小扭矩和服役寿命等。

测试卷弹簧服役寿命的方式往往采用电机带动其内端反复旋转，直至发生断裂，然后得出其服役寿命。由于卷弹簧本身便属于长时间服役的部件，因此测试时间往往很长，传统测试方式是人工将卷弹簧装到测试机上然后启动测试机开始测算。这个过程不仅耗时较长，而且卷弹簧的更换均需要人工操作，导致效率低下，此外卷弹簧在断裂之前便可能丧失弹性变形能力，从而导致测算结果不准确。

发明内容

本发明提出了一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，能够自动准确测算卷弹簧的服役寿命。

本发明的技术解决方案：一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，包括有机架，机架上安装固定机构、检测机构和移料机构；固定机构包括固定圆板、转动环、固定柱、第一固定座和至少两个夹紧液压缸，固定圆板与水平面垂直并且中央处开设有通孔，转动环活动套装在固定圆板的外缘上，固定柱垂直设置在转动环上，第一固定座安装在机架上，第一固定座上有一与固定柱平行的固定轴，夹紧液压缸的活塞杆上安装有前端面呈圆弧面的固定头，并且均朝向通孔；检测机构包括转轴，扭力传感器和第一电机；转轴垂直于固定圆板并能够穿过通孔，转轴上设有沿其径向伸出的挡板或档杆；扭力传感器连接在转轴和第一电机之间；移料机构包括第一滑台和第二滑台；第二滑台滑动安装在第一滑台上，第一滑台的运动方向平行于通孔与第一固定座的连线，第二滑台的运动方向平行于转轴的轴线，第二滑台上安装有气动卡爪。

优选的，夹紧液压缸的数量为三个，并且任意两个夹紧液压缸之间的距离相等。

优选的，检测机构还包括第三滑台，第一电机安装在第三滑台上，第三滑台能够带动转轴沿转轴的轴线方向运动。

优选的，移料机构还包括第四滑台，第四滑台滑动安装在第一滑台上，第二滑台滑动安装在第四滑台上。

优选的，第二滑台上还滑动安装能够带动气动卡爪移动的第五滑台，第五滑台的运动方向与第二滑台的运动方向相同。

优选的，机架上还设置有第二固定座，第二固定座位于第一固定座的水平一侧或竖直一侧。

优选的，扭力传感器和第一电机之间还连接有联轴器。

优选的，转动环为外齿圈，机架上有与该外齿圈相互啮合的蜗杆，蜗杆由第二电机驱动。

本发明所达到的有益效果：

1.通过多个滑台实现自动取料和自动放料功能，取代了人工操作，提高了效率。

2.通过扭力传感器反复测量卷弹簧在收缩和伸长过程中扭力的变化，从而确定其服役寿命，取代了卷弹簧断裂方式，使测量结果更加有效和准确。

3.能够实现多个卷弹簧的连续测量，整个过程无需人员介入，并且结构巧妙，便于操作和维护。

4.外齿圈和蜗杆构成蜗杆蜗轮传动副，其具有自锁功能，当固定柱卡紧后，无论固定柱受到多大的力，转动环都不会发生转动，从而保证测试过程的稳定进行。

附图说明

附图1是本发明的结构立体图；

附图2是本发明的结构主视图；

附图3是本发明的结构俯视图；

附图4是本发明的结构右视图；

附图5是本发明中固定机构的结构示意图。

附图标记：

1固定圆板；2第二滑台；3第四滑台；4第三滑台；5第五滑台；6第一滑台；7固定头；8夹紧液压缸；9第五液压缸；10第二液压缸；11第一电机；12第三液压缸；13第四液压缸；14第一液压缸；15气动卡爪；16第一固定座；17卷弹簧；17.1内端；17.2外端；18转轴；18.1挡板；19固定柱；20第二固定座；21转动环；22机架。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明技术方案作进一步详细描述，但本发明的保护范围不局限于所述实施例。

如图1至5所示，一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，包括有机架，机架上安装固定机构、检测机构和移料机构。

固定机构包括固定圆板1、转动环21、固定柱19、第一固定座16、第二固定座20和三个夹紧液压缸8，固定圆板1与水平面垂直并且中央位置开设有通孔，转动环21活动套装在固定圆板的外缘上。固定柱19垂直设置在转动环上。转动环为外齿圈，并与安装在机架22上的蜗杆（未示出）相互啮合，蜗杆由第二电机（未示出）驱动。第一固定座16和第二固定座20均安装在机架上的前不同位置处。第一固定座16和第二固定座20上均有一与固定柱19平行的固定轴，并且两者的中心均位于同一水平线上。夹紧液压缸8安装在机架上，其活塞杆上安装有前端面呈圆弧面的固定头7，并且均朝向通孔，并且任意两个夹紧液压缸8之间的距离相等。第一固定座16用于放置待检的卷弹簧17，放置数量不少于5个，而第二固定座20用于放置检测完毕的卷弹簧17。

检测机构位于固定圆板1的后侧面，其包括第三滑台4，转轴18，扭力传感器和第一电机11。第三滑台4滑动装配在机架（未示出）上并能够在第三液压缸12的驱动下沿垂直于固定圆板1的方向运动。第一电机11安装在第三滑台4上，第一电机11的主轴依次连接联轴器（未示出）、扭力传感器（未示出）和转轴18。第三滑台4运动时能够带动转轴18穿过通孔使转轴18位于三个加紧液压缸的中心。转轴18上设有沿其径向伸出的挡板18.1或档杆。

移料机构位于固定圆板1的前侧面，其包括第一滑台6、第二滑台2、第四滑台3和第五滑台5，并分别通过第一液压缸14、第二液压缸10、第四液压缸13和第五液压缸9驱动。第一滑台6滑动装配在机架上并能够在第一液压缸14驱动下沿水平方向运动。第四滑台3滑动装配在第一滑台6上并能够在第四液压缸13驱动下沿竖直方向运动。第二滑台2滑动装配在第四滑台3上并能够在第二液压缸10的驱动下沿平行于转轴18轴线的方向运动。第五滑台5滑动转配在第二滑台2上并能够在第五液压缸9的驱动下与第二滑台2同向运动，第五滑台5上安装气动卡爪15。

本实施例中，所有滑台的安装方式可以采用滑轨或导向柱的方式安装，均可以实现沿某一方向直线运动，安装方式和机构均属于现有技术，不再赘述。前侧面是指在工作状态下的常见面，后侧面则为不常见面。

本发明的工作原理和过程

先将待检测的卷弹簧17依次放置到第一固定座16上，然后移料机构中的相关滑台运动使得气动卡爪15恰好位于放置在固定座上的卷弹簧17的前方。气动卡爪15将卷弹簧17夹住后，移料机构中的相关滑台再次运动使得气动卡爪15恰好位于转轴18的前方。此时第三滑台4向前运动使转轴18穿过通孔并且位于卷弹簧17的中央，然后启动第二电机带动转动环转动，使固定柱运动过程中卡紧在卷弹簧的外端中。然后启动第一电机11使转轴18转动时其上的挡板18.1恰好钩住卷弹簧17的内端17.1带动其一同转动。卷弹簧17转动时，其外端17.2恰好能够钩住固定柱19，此时第一电机11暂停。然后三个加紧液压缸的活塞杆同时向转轴18方向伸出使得固定头7的前端面与卷弹簧17的外侧壁接触从而约束住卷弹簧17的位置。紧接着气动卡爪15撤出，第一电机11再次启动带动卷弹簧17的内端17.1扭转，此时扭力传感器每隔一段时间记录一次扭力数值。当卷弹簧17扭转到最大程度时，第一电机11暂停，卷弹簧17在弹性势能作用下恢复原来状态，此时扭力传感器再次间隔相同时间记录一次数值，将这个过程记作一个周期。该扭转过程不断重复，直到某个周期中检测到的复位过程中扭力大小下降到某一个设定值时，判断该卷弹簧17报废，此时所用时间记为该卷弹簧17的服役寿命。由于卷弹簧17仍然完好，此时利用气动卡爪15将检测完毕的卷弹簧17取下并放置到第二固定座20上，然后再从第一固定座16上抓取下一个待检测的卷弹簧17进行第二次检测作业。

在测试时卷弹簧的最外层的那圈会发生变形因此会导致与固定头前端面发生相对位移，因此为了减小摩擦力，在前端面上开设凹槽，在凹槽中设置滚珠或导轮，并使滚珠或导轮的一部分位于前端面之外，如此一来，卷弹簧的外圈能够与滚珠或导轮接触。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，包括有机架，其特征在于：机架上安装固定机构、检测机构和移料机构；固定机构包括固定圆板、转动环、固定柱、第一固定座和至少两个夹紧液压缸，固定圆板与水平面垂直并且中央处开设有通孔，转动环活动套装在固定圆板的外缘上，固定柱垂直设置在转动环上，第一固定座安装在机架上，第一固定座上有一与固定柱平行的固定轴，夹紧液压缸安装在机架上，其活塞杆上安装有前端面呈圆弧面的固定头，并且均朝向通孔；检测机构包括转轴，扭力传感器和第一电机；转轴垂直于固定圆板并能够穿过通孔，转轴上设有沿其径向伸出的挡板或档杆；扭力传感器连接在转轴和第一电机之间；移料机构包括第一滑台和第二滑台；第二滑台滑动安装在第一滑台上，第一滑台的运动方向平行于通孔与第一固定座的连线，第二滑台的运动方向平行于转轴的轴线，第二滑台上安装有气动卡爪。

2.根据权利要求1所述的一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，其特征在于：夹紧液压缸的数量为三个，并且任意两个液压缸之间的距离相等。

3.根据权利要求2所述的一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，其特征在于：检测机构还包括第三滑台，第一电机安装在第三滑台上，第三滑台能够带动转轴沿转轴的轴线方向运动。

4.根据权利要求3所述的一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，其特征在于：移料机构还包括第三滑台，第三滑台滑动安装在第一滑台上，第二滑台滑动安装在第三滑台上。

5.根据权利要求4所述的一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，其特征在于：第二滑台上还滑动安装能够带动气动卡爪移动的第四滑台，第四滑台的运动方向与第二滑台的运动方向相同。

6.根据权利要求5所述的一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，其特征在于：机架上还设置有第二固定座，第二固定座位于第一固定座的水平一侧或竖直一侧。

7.根据权利要求6所述的一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，其特征在于：扭力传感器和第一电机之间还连接有联轴器。

8.根据权利要求7所述的一种带自锁功能的卷弹簧寿命检测机，其特征在于：转动环为外齿圈，机架上有与该外齿圈相互啮合的蜗杆，蜗杆由第二电机驱动。