CN108344641A - 接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置及测试方法 - Google Patents

接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置及测试方法 Download PDF

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Abstract

接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置及测试方法，它涉及一种结合强度测试装置及方法。本发明解决了现有的现有的接触器双断点桥式触头焊接结合强度的测量方法存在不能直接定量测量焊接结合力‑位移的问题。支架上设置有与桥式触头试件外形相应的型腔，支架上沿其长度方向加工有导向槽，导向槽的横截面呈“凸”字形，拉头的一端穿装在支架的导向槽内，拉头的中部设置有设置有凸台。试验单元与测试单元复位；启动测试装置的驱动单元，使支架和拉头分别从测试装置的中部保持对中地做匀速反向运动，通过测试装置的测试单元测得焊接部位在整个拉动过程中的拉力和拉头位移。本发明用于测试接触器双断点桥式触头焊接结合强度。

Description

接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及一种接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置及测试方法，属于仪器与电接触领域。
背景技术
接触器广泛应用于电力、配电与用电场合的自动控制电路，主要用于频繁操作和远距离控制，是自动控制系统中的重要元件之一。其触头的结构型式通常有桥式触头和指形触头两种，其中双断点桥式触头的应用最为广泛。触头质量的优劣在很大程度上决定了电器产品的性能与可靠性，其中触头与触桥之间的焊接结合强度是影响触头质量的关键因素之一。目前对于接触器双断点桥式触头焊接结合强度的测量方法最为常见的是剪切法，该法检测触头要求设计专用的剪切夹具并配备拉力测试仪，通过剪切后观看焊接面积的大小，根据剪切力和焊接面积之间的对应关系作出一张“焊接面积-剪切力曲线图”，然后根据焊接面积的大小来求得被检测触头的最小剪切力值，存在一定的局限性。因此，如何提供一种接触器双断点桥式触头焊接结合强度的测试装置，可直接测量焊接结合力-位移且操作简易是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
综上，现有的接触器双断点桥式触头焊接结合强度的测量方法不能直接定量测量焊接结合力-位移。
发明内容
本发明为解决现有的接触器双断点桥式触头焊接结合强度的测量方法存在不能直接定量测量焊接结合力-位移的问题，进而提供一种接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置及测试方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置包括基座1、两个蜗轮2、两根蜗杆3、电机4、减速器5、两个齿轮6、编码器7、支架8、调节块9、拉头10、固定块11、力传感器12、支撑座13、第一丝杠支座14、两根双向丝杠15、工业相机16、第二丝杠支座17、四个螺母18和固定座19；电机4和减速器5构成驱动单元，两个齿轮6构成传动单元，两根双向丝杠15和工业相机16构成试验单元，支架8、调节块9、拉头10、固定块11构成试件夹具，编码器7和力传感器12构成测试单元，两个齿轮6由主动齿轮和从动齿轮构成；驱动单元、固定座19、第二丝杠支座17、第一丝杠支座14和支撑座13依次设置在基座1的上端面上，电机4的输出端与减速器5的一端相连，减速器5的另一端安装有主动齿轮，两根蜗杆3依次固套在转轴上，所述转轴安装在固定座19的上端面上，从动齿轮安装在所述转轴上的一端上，主动齿轮和从动齿轮相互啮合，两根双向丝杠15平行设置，每根双向丝杠15的一端安装在支撑座13上，每根双向丝杠15的另一端安装在固定座19上，每根双向丝杠15的所述一端上安装有一个蜗轮2，每个蜗轮2与相应的一根蜗杆3啮合，每根双向丝杠15上螺纹连接有两个螺母18，第二丝杠支座17与位于同侧的两个螺母18固接，第一丝杠支座14与位于同侧的另外两个螺母18固接；支架8的一端与第二丝杠支座17连接，支架8上设置有与桥式触头试件外形相应的型腔，支架8上沿其长度方向加工有导向槽，导向槽的横截面呈“凸”字形，拉头10的一端穿装在支架8的导向槽内，拉头10的中部设置有设置有凸台，拉头10的凸台与桥式触头试件焊接部凸起相搭接，拉头10的另一端固定在第一丝杠支座14上，调节块9和固定块11对应安装在支架8的两侧壁上；
力传感器12的一端与拉头10相连接，力传感器12的另一端与第一丝杠支座14相连接固定，工业相机16位于基座1的上端面上且位于第一丝杠支座14和第二丝杠支座17之间，编码器7包括光栅尺和计数头，光栅尺安装在第一丝杠支座14上，计数头安装在第二丝杠支座17上。
进一步地，基座1为矩形板基座。
进一步地，支架8位于第二丝杠支座17的中部，拉头10位于第一丝杠支座14的中部。
进一步地，固定块11由条形挡板和条形固定板构成，条形挡板和条形固定板呈十字交叉制成一体，条形挡板的轮廓与桥式触头试件轮廓相同设置，条形固定板上对称加工有两个螺纹通孔。
进一步地，调节块9为条形，调节块9两端对应加工有两个固定螺纹通孔，调节块9的中部加工有调节螺纹孔。
进一步地，所述支架8的一端和所述拉头10的另一端均设置有连接法兰，连接法兰上均加工有两个螺纹通孔。
一种接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试方法是按着以下步骤实现的：
步骤一、测试前将测试装置的试验单元与测试单元复位；
步骤二、松动连接支架8和调节块9的两个螺钉21以将调节块9从支架8上拆下，然后将桥式触头试件20装入支架8的型腔内，然后装上调节块9并用两个第一螺钉21将支架8与调节块9重新连接；
步骤三、微调工业相机16，获得计算机的清晰动态图像；
步骤四、通过松动或拧紧连接支架8与调节块9的两个第一螺钉21，来调整支架8与调节块9的间隙距离，以此调整拉头10上的凸台端面与桥式触头试件20焊接部位的位置对准，然后通过调节块9中间的第二螺钉22使桥式触头试件20与调节块9顶紧并固定；
步骤五、启动测试装置的驱动单元，使支架8和拉头10分别从测试装置的中部保持对中地做匀速反向运动，通过测试装置的测试单元测得焊接部位在整个拉动过程中的拉力和拉头位移，通过控制器传输到计算机显示器上进行拉力-位移曲线的显示和记录，通过曲线将最大拉力记为桥式触头试件20焊接的结合强度，并获得发生最大拉力时拉头的实时位置；
步骤六、按照步骤一至五，测试接触器双断点桥式触头试件另一断点触头的焊接结合强度。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置采用单边拉头测试接触器双断点桥式触头焊接结合强度，本发明可以实时精确测量接触器双断点桥式触头焊接部位在整个拉动过程中的拉力和拉头位移，通过控制器传输到计算机显示器上进行拉力-位移曲线的显示和记录，通过曲线将最大拉力记为桥式触头试件焊接的结合强度，并获得发生最大拉力时拉头的实时位置；
本发明的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置的第一丝杠支座和第二丝杠支座相向运动或背向运动，由编码器测得并记录实时位移；试件载荷力通过力传感器施加，同时由力传感器测得并记录实时力，实现了高分辨率的测量能力以及力-位移的实时动态监测，提高本发明测试装置的精度和精密性；
本发明的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试方法具有原理可信，结构简单、紧凑，操作简易的优点；本发明具有良好的科研应用价值，而且对电接触领域的测试技术及装置的发展有着重要意义。
附图说明
图1是本发明的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置的整体结构俯视图；
图2是本发明中具体实施方式一中接触器双断点桥式触头的立体图；
图3是本发明中具体实施方式一中试件夹具的整体结构立体图；
图4是本发明中具体实施方式一中试件夹具的分解图；
图5是本发明中具体实施方式一中试件夹具的主视图；
图6是本发明中具体实施方式一中试件夹具的俯视图；
图7是本发明中具体实施方式一中试件夹具的左视图。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1～7所示，本实施方式的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置包括基座1、两个蜗轮2、两根蜗杆3、电机4、减速器5、两个齿轮6、编码器7、支架8、调节块9、拉头10、固定块11、力传感器12、支撑座13、第一丝杠支座14、两根双向丝杠15、工业相机16、第二丝杠支座17、四个螺母18和固定座19；电机4和减速器5构成驱动单元，两个齿轮6构成传动单元，两根双向丝杠15和工业相机16构成试验单元，支架8、调节块9、拉头10、固定块11构成试件夹具，编码器7和力传感器12构成测试单元，两个齿轮6由主动齿轮和从动齿轮构成；驱动单元、固定座19、第二丝杠支座17、第一丝杠支座14和支撑座13依次设置在基座1的上端面上，电机4的输出端与减速器5的一端相连，减速器5的另一端安装有主动齿轮，两根蜗杆3依次固套在转轴上，所述转轴安装在固定座19的上端面上，从动齿轮安装在所述转轴上的一端上，主动齿轮和从动齿轮相互啮合，两根双向丝杠15平行设置，每根双向丝杠15的一端安装在支撑座13上，每根双向丝杠15的另一端安装在固定座19上，每根双向丝杠15的所述一端上安装有一个蜗轮2，每个蜗轮2与相应的一根蜗杆3啮合，每根双向丝杠15上螺纹连接有两个螺母18，第二丝杠支座17与位于同侧的两个螺母18固接，第一丝杠支座14与位于同侧的另外两个螺母18固接；支架8的一端与第二丝杠支座17连接，支架8上设置有与桥式触头试件外形相应的型腔，支架8上沿其长度方向加工有导向槽，导向槽的横截面呈“凸”字形，拉头10的一端穿装在支架8的导向槽内，拉头10的中部设置有设置有凸台，拉头10的凸台与桥式触头试件焊接部凸起相搭接，拉头10的另一端固定在第一丝杠支座14上，调节块9和固定块11对应安装在支架8的两侧壁上；
力传感器12的一端与拉头10相连接，力传感器12的另一端与第一丝杠支座14相连接固定，工业相机16位于基座1的上端面上且位于第一丝杠支座14和第二丝杠支座17之间，编码器7包括光栅尺和计数头，光栅尺安装在第一丝杠支座14上，计数头安装在第二丝杠支座17上。
电机4输出扭矩经减速器5后依次驱动主动齿轮旋转，主动齿轮旋转带动从动齿轮旋转，从动齿轮旋转带动两根蜗杆3同步旋转，从而带动两个涡轮2同步旋转，两个涡轮2带动两根双向丝杠14驱动第一丝杠支座13和第二丝杠支座16做匀速相向运动或背向运动，从而驱动支架8和拉头10分别从测试装置的中部保持对中地做匀速反向运动，进而将载荷施加到桥式触头试件上；
不仅可实现以非常低的速度做相向(压缩)或背向(拉伸)的双向运动，还可保证在相向或背向运动过程中支架8和拉头10的对中性，同时还使本发明具有工作力大、外形结构紧凑的特点，本发明提高了在微型系统中应用的适应性，例如放置在扫描电子显微镜的型腔中。
具体实施方式二：如图1所示，本实施方式基座1为矩形板基座。如此设计，便于加工制作。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图1所示，本实施方式支架8位于第二丝杠支座17的中部，拉头10位于第一丝杠支座14的中部。如此设计，可保证测试装置在相向或背向运动过程中支架8和拉头10的对中性，同时还使本发明具有工作力大、外形结构紧凑的特点。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：如图1、3和图4所示，本实施方式固定块11由条形挡板和条形固定板构成，条形挡板和条形固定板呈十字交叉制成一体，条形挡板的轮廓与桥式触头试件轮廓相同设置，条形固定板上对称加工有两个螺纹通孔。如此设计，通过固定块11可以将桥式触头试件限位并固定；通过松动或拧紧连接支架8与固定块11的两个螺钉21，来调整支架8与调节块9的间隙距离，间隙距离可控可调，结合工业相机16完成拉头10上的凸台端面与桥式触头试件20焊接部位的位置对准。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：如图3和图4所示，本实施方式调节块9为条形，调节块9两端对应加工有两个固定螺纹通孔，调节块9的中部加工有调节螺纹孔。如此设计，可实现本发明试件夹具对焊件厚度的精细调整，提高本装置的通用性，同时可实现本发明试件夹具具有记录动态图像、分辨材料微观组织变化状态的功能。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。
具体实施方式六：如图3所示，本实施方式所述支架8的一端和所述拉头10的另一端均设置有连接法兰，连接法兰上均加工有两个螺纹通孔。如此设计，可实现支架8与第二丝杠支座17可拆卸连接，可实现拉头10与第一丝杠支座14可拆卸连接。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：如图1～7所示，一种接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试方法步骤如下：
步骤一、测试前将测试装置的试验单元与测试单元复位；
步骤二、松动连接支架8和调节块9的两个螺钉21以将调节块9从支架8上拆下，然后将桥式触头试件20装入支架8的型腔内，然后装上调节块9并用两个第一螺钉21将支架8与调节块9重新连接；
步骤三、微调工业相机16，获得计算机的清晰动态图像；
步骤四、通过松动或拧紧连接支架8与调节块9的两个第一螺钉21，来调整支架8与调节块9的间隙距离，以此调整拉头10上的凸台端面与桥式触头试件20焊接部位的位置对准，然后通过调节块9中间的第二螺钉22使桥式触头试件20与调节块9顶紧并固定；
步骤五、启动测试装置的驱动单元，使支架8和拉头10分别从测试装置的中部保持对中地做匀速反向运动，通过测试装置的测试单元测得焊接部位在整个拉动过程中的拉力和拉头位移，通过控制器传输到计算机显示器上进行拉力-位移曲线的显示和记录，通过曲线将最大拉力记为桥式触头试件20焊接的结合强度，并获得发生最大拉力时拉头的实时位置；
步骤六、按照步骤一至五，测试接触器双断点桥式触头试件另一断点触头的焊接结合强度。

Claims (7)

1.一种接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置，其特征在于：所述触头焊接结合强度测试装置包括基座(1)、两个蜗轮(2)、两根蜗杆(3)、电机(4)、减速器(5)、两个齿轮(6)、编码器(7)、支架(8)、调节块(9)、拉头(10)、固定块(11)、力传感器(12)、支撑座(13)、第一丝杠支座(14)、两根双向丝杠(15)、工业相机(16)、第二丝杠支座(17)、四个螺母(18)和固定座(19)；电机(4)和减速器(5)构成驱动单元，两个齿轮(6)构成传动单元，两根双向丝杠(15)和工业相机(16)构成试验单元，支架(8)、调节块(9)、拉头(10)、固定块(11)构成试件夹具，编码器(7)和力传感器(12)构成测试单元，两个齿轮(6)由主动齿轮和从动齿轮构成；驱动单元、固定座(19)、第二丝杠支座(17)、第一丝杠支座(14)和支撑座(13)依次设置在基座(1)的上端面上，电机(4)的输出端与减速器(5)的一端相连，减速器(5)的另一端安装有主动齿轮，两根蜗杆(3)依次固套在转轴上，所述转轴安装在固定座(19)的上端面上，从动齿轮安装在所述转轴上的一端上，主动齿轮和从动齿轮相互啮合，两根双向丝杠(15)平行设置，每根双向丝杠(15)的一端安装在支撑座(13)上，每根双向丝杠(15)的另一端安装在固定座(19)上，每根双向丝杠(15)的所述一端上安装有一个蜗轮(2)，每个蜗轮(2)与相应的一根蜗杆(3)啮合，每根双向丝杠(15)上螺纹连接有两个螺母(18)，第二丝杠支座(17)与位于同侧的两个螺母(18)固接，第一丝杠支座(14)与位于同侧的另外两个螺母(18)固接；支架(8)的一端与第二丝杠支座(17)连接，支架(8)上设置有与桥式触头试件外形相应的型腔，支架(8)上沿其长度方向加工有导向槽，导向槽的横截面呈“凸”字形，拉头(10)的一端穿装在支架(8)的导向槽内，拉头(10)的中部设置有设置有凸台，拉头(10)的凸台与桥式触头试件焊接部凸起相搭接，拉头(10)的另一端固定在第一丝杠支座(14)上，调节块(9)和固定块(11)对应安装在支架(8)的两侧壁上；
力传感器(12)的一端与拉头(10)相连接，力传感器(12)的另一端与第一丝杠支座(14)相连接固定，工业相机(16)位于基座(1)的上端面上且位于第一丝杠支座(14)和第二丝杠支座(17)之间，编码器(7)包括光栅尺和计数头，光栅尺安装在第一丝杠支座(14)上，计数头安装在第二丝杠支座(17)上。
2.根据权利要求1所述的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置，其特征在于：基座(1)为矩形板基座。
3.根据权利要求1或2所述的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置，其特征在于：支架(8)位于第二丝杠支座(17)的中部，拉头(10)位于第一丝杠支座(14)的中部。
4.根据权利要求3所述的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置，其特征在于：固定块(11)由条形挡板和条形固定板构成，条形挡板和条形固定板呈十字交叉制成一体，条形挡板的轮廓与桥式触头试件轮廓相同设置，条形固定板上对称加工有两个螺纹通孔。
5.根据权利要求1、2或4所述的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置，其特征在于：调节块(9)为条形，调节块(9)两端对应加工有两个固定螺纹通孔，调节块(9)的中部加工有调节螺纹孔。
6.根据权利要求5所述的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置，其特征在于：所述支架(8)的一端和所述拉头(10)的另一端均设置有连接法兰，连接法兰上均加工有两个螺纹通孔。
7.一种利用权利要求1-6中任一权利要求所述的接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置的测试方法，其特征在于所述铆钉型复层电触头结合强度测试方法步骤如下：
步骤一、测试前将测试装置的试验单元与测试单元复位；
步骤二、松动连接支架(8)和调节块(9)的两个螺钉(21)以将调节块(9)从支架(8)上拆下，然后将桥式触头试件(20)装入支架(8)的型腔内，然后装上调节块(9)并用两个第一螺钉(21)将支架(8)与调节块(9)重新连接；
步骤三、微调工业相机(16)，获得计算机的清晰动态图像；
步骤四、通过松动或拧紧连接支架(8)与调节块(9)的两个第一螺钉(21)，来调整支架(8)与调节块(9)的间隙距离，以此调整拉头(10)上的凸台端面与桥式触头试件(20)焊接部位的位置对准，然后通过调节块(9)中间的第二螺钉(22)使桥式触头试件(20)与调节块(9)顶紧并固定；
步骤五、启动测试装置的驱动单元，使支架(8)和拉头(10)分别从测试装置的中部保持对中地做匀速反向运动，通过测试装置的测试单元测得焊接部位在整个拉动过程中的拉力和拉头位移，通过控制器传输到计算机显示器上进行拉力-位移曲线的显示和记录，通过曲线将最大拉力记为桥式触头试件(20)焊接的结合强度，并获得发生最大拉力时拉头的实时位置；
步骤六、按照步骤一至五，测试接触器双断点桥式触头试件另一断点触头的焊接结合强度。
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