CN109141840B

CN109141840B - 一种锲形锁紧装置试验台

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Publication number: CN109141840B
Application number: CN201810799647.3A
Authority: CN
Inventors: 王付华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2020-05-26
Anticipated expiration: 2038-07-18
Also published as: CN109141840A

Abstract

本发明提供了一种新型的锲形锁紧装置试验台，包括第一工作台和第二工作台，所述第一工作台和第二工作台上分别设有夹紧机构和锁紧力传感检测机构，所述夹紧机构和锁紧力传感检测机构通过杠杆梁进行连接，所述杠杆梁旋转设置于固定在第二工作台上的支撑调节机构上；该试验台根据杠杆原理进行设计，杠杆梁与立柱采用轴承配合，能够以轴承为支点回转。当杠杆梁处于静止平衡状态时，锲形锁紧装置产生的锁紧力可从与压力传感器适配的仪表上读出。该试验台可同时对锲形锁紧装置进行锁紧力测试及寿命即耐久性测试，劳动成本低、检测效率高，因此，本发明所述试验台具有广泛的应用前景。

Description

一种锲形锁紧装置试验台

技术领域

本发明涉及一种锲形锁紧装置性能测试的技术领域，更具体地说，是一种用于测试锲形锁紧装置的锁紧力和寿命的试验台。

背景技术

近年来电子应用行业大量使用的标准电子机箱中，对于子冷板或其他器件与母板之间的安装紧固方式，大都采用了锲形锁紧装置，锲形锁紧装置的作用是将PCB板锁紧固定在机箱内的冷板凹槽上，同时在PCB板与冷板间起导热作用，其基本外形、结构见图1，这种安装方式使得装配和更换子冷板或其他器件时显得方便。根据中华人民共和国电子行业军用标准：<SJ20382-2007锲形锁紧装置规范>中第3节“要求”中3.2.2条“寿命(耐久性)”所述：锁紧装置，按“锁紧—松开”为一次，连续或累积2000次后，性能不降低。这一要求如用手工完成极为耗时，但国内尚未见此类专用机械设备及相关报道；另外，目前在国内各类电子机箱中被广泛使用的各种锲形锁紧装置规格要远多于<SJ20382-2007锲形锁紧装置规范>中表1、表2所示几种，国外对各种锲形锁紧装置规格的锁紧力有各不相同的明确量化值，但国内未见专用于检测锁紧力的设备。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于测量锲形锁紧装置锁紧力的试验台，该试验台根据杠杆原理进行设计，可同时对锲形锁紧装置进行锁紧力测试及寿命(耐久性)测试。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种锲形锁紧装置试验台，包括第一工作台和第二工作台，所述第一工作台设置于第二工作台的底部并突出于第二工作台的侧端面，所述第一工作台和第二工作台上分别设有夹紧机构和锁紧力传感检测机构，所述夹紧机构和锁紧力传感检测机构通过杠杆梁进行连接，所述杠杆梁旋转设置于固定在第二工作台上的支撑调节机构上；

所述夹紧机构包括夹紧块、紧定螺钉和螺桩，所述螺桩固定在远离第二工作台的第一工作台的一端，所述夹紧块滑动设置在第一工作台上，所述紧定螺钉从螺桩的外端面穿过螺桩固定在夹紧块上并带动夹紧块在第一工作台上滑动；所述第二工作台与夹紧块形成的水平面上设有偏心轴组件，所述偏心轴组件的顶面设有垫块，所述垫块与设置在杠杆梁一端的受力点组件相连接；

所述锁紧力传感检测机构包括设有压力传感器的压力传感器座、碟形弹簧和碟形弹簧垫块，所述压力传感器座固定在与偏心轴组件相对的第二工作台的一端，所述压力传感器座的顶面依次设有碟形弹簧和碟形弹簧垫块，所述碟形弹簧垫块通过调节螺钉与杠杆梁的另一端相连接。

进一步的，所述支撑调节机构包括固定在第二工作台上的固定螺母和立柱，所述固定螺母和立柱通过锁紧螺母进行连接，所述立柱通过支点轴固定在杠杆梁上，所述杠杆梁可绕支点轴回转。

进一步的，所述夹紧块的底部设有夹紧块凸台，所述第一工作台上设有与夹紧块凸台相匹配的凹槽，所述夹紧块通过夹紧块凸台在第一工作台上的凹槽内滑动。

进一步的，所述偏心轴组件包括偏心轴、上夹板、下夹板和滚轮，所述偏心轴通过第一螺钉紧固在上夹板和下夹板形成的轴孔中，所述滚轮采用间隙配合套设在偏心轴的中部，所述上夹板上设有两对盲孔，每个盲孔内固定有一个支撑桩。

进一步的，所述受力点组件设置在杠杆梁一端的杠杆梁孔内，所述受力点组件包括螺套、螺母、受力轴和一对第二螺钉，所述螺套穿过杠杆梁孔并通过螺母紧固在杠杆梁上，所述受力轴的外径与螺套内径相适配，所述受力轴滑动设置在螺套内，所述受力轴的两端设置有一对第二螺钉，一对所述第二螺钉与垫块相接触。

进一步的，所述夹紧块的顶面与第二工作台的台阶面等高，所述偏心轴组件的底面贴合在夹紧块和第二工作台上。

进一步的，所述第二工作台上设有第一T型槽和第二T型槽，所述压力传感器座的底部设有与第一T型槽相适配的凸台，所述第二T型槽内设有T形槽螺母，所述T形槽螺母将固定螺母紧固在第二工作台上。

进一步的，所述压力传感器座的顶面设有与压力传感器适配、并与碟形弹簧外径相适配的圆凹平面。

进一步的，所述碟形弹簧垫块的顶部设有与调节螺钉相适配的凹槽，所述碟形弹簧垫块的内部设有与碟形弹簧的内孔相适配的凸台。

进一步的，所述第二工作台和夹紧块上分别设有与锲形锁紧装置相贴合的凸出块。

有益效果：本发明提供了一种锲形锁紧装置试验台，本发明所述试验台具有以下优势：1、能对锲形锁紧装置的寿命(耐久性)测试与锁紧力检测、锁紧高度变量检测同时自动进行，检测结果在检测过程中通过仪表直接显示，可节约大量检测时间及人工费用。2、对锁紧力及锁紧高度变量的检测可满足目前所见国内外所有规格的锲形锁紧装置。3、可以采用伺服电机进行编程操作，也可采用电动扭矩扳手进行计数操作。因此该试验台既满足了国军标<SJ20382-2007锲形锁紧装置规范>中对锲形锁紧装置寿命(耐久性)测试的要求，又可同时对锲形锁紧装置进行锁紧力测试以与国外同类产品的技术要求接轨，而且本发明的试验台的工作方式为机械动作，极大地提高检测效率，同时测试过程中的所得测试数据由仪表直接显示读出。因此，本发明所述试验台具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为是本发明固定在机架上的立体结构示意图。

图2为锲形锁紧装置的结构示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明偏心轴组件的结构示意图。

图5为本发明受力点组件的结构示意图。

图6为本发明设计原理的简化力学模型图。

图中：1、T形槽螺母；2、固定螺母；3、压力传感器座；4、碟形弹簧；5、碟形弹簧垫块；6、锁紧螺母；7、立柱；8、调节螺钉；9、杠杆梁；10、支点轴；11、受力点组件；111、螺套；112、螺母；113、受力轴；114、第二螺钉；12、垫块；13、偏心轴组件；131、偏心轴；132、上夹板；133、下夹板；134、滚轮；135、第一螺钉；136、支撑桩；14、夹紧块；15、紧定螺钉；16、螺桩；17、第二工作台；18、第一工作台；19、第一T型槽；20、第二T型槽；21、凸出块；22、试件；23、组合垫圈；24、前锲块；25、中锲块；26、簧片；27、螺杆；28、后锲块；29、机架；30、底板；31、联轴器；32、支架。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

以下实施例所述的锲形锁紧装置的结构图如图2所示，由组合垫圈23、前锲块24、中锲块25、簧片26、螺杆27、后锲块28组成。锲形锁紧装置是一种目前被广泛使用在电子机箱里的铝合金组件，作用是将PCB板锁紧固定在机箱内的冷板凹槽上，同时在PCB板与冷板间起导热作用。后锲块28自带螺母与螺杆27适配，在实际使用中，锲形锁紧装置与PCB板一起位于冷板凹槽内，转动图2中螺杆27时，在各锲块斜面相互作用下，中锲块25向上抬起，锲形锁紧装置的宽度尺寸从H1变到H2，如图2中双点划线所示，从而将PCB板锁紧固定于冷板凹槽内。

本发明的结构形式为一种小型试验台，用于对锲形锁紧装置(以下简称试件)进行寿命(耐久性)测试及锁紧力测试。

一种锲形锁紧装置试验台，如图3所示，包括第一工作台18和第二工作台17，所述第一工作台18设置于第二工作台17的底部并突出于第二工作台17的侧端面，所述第一工作台18和第二工作台17上分别设有夹紧机构和锁紧力传感检测机构，所述夹紧机构和锁紧力传感检测机构通过杠杆梁9进行连接，所述杠杆梁9旋转设置于固定在第二工作台17上的支撑调节机构上，所述杠杆梁9的支点两边力臂等长。

所述夹紧机构包括夹紧块14、紧定螺钉15和螺桩16，所述螺桩16固定在远离第二工作台17的第一工作台18的一端，所述夹紧块14滑动设置在第一工作台18上，所述紧定螺钉15从螺桩16的外端面穿过螺桩16固定在夹紧块14上并带动夹紧块14在第一工作台18上滑动直至将试件压紧；所述夹紧块14的顶面与第二工作台17的台阶面等高，所述偏心轴组件13的底面贴合在夹紧块14和第二工作台17上，所述偏心轴组件13的顶面设有垫块12，所述垫块12与设置在杠杆梁9一端的受力点组件11相连接。

所述锁紧力传感检测机构包括设有压力传感器的压力传感器座3、碟形弹簧4和碟形弹簧垫块5，所述压力传感器座3固定在与偏心轴组件13相对的第二工作台17的一端，所述压力传感器座3的顶面依次设有碟形弹簧4和碟形弹簧垫块5，所述碟形弹簧垫块5通过调节螺钉8与杠杆梁9的另一端相连接；所述碟形弹簧4可吸收试件高度变化的变量并将锁紧力传递到位于压力传感器座3的传感器上，碟形弹簧4的弹簧片数可根据杠杆梁9的高低选择；调节螺钉8用于调节工作初始状态时杠杆梁9的水平，同时形成杠杆梁9的另一力点传递锁紧力。

所述支撑调节机构包括固定在第二工作台17上的固定螺母2和立柱7，所述固定螺母2和立柱7通过锁紧螺母6进行连接，所述立柱7通过支点轴10固定在杠杆梁9上，所述杠杆梁9可绕支点轴10回转；所述立柱7的位置在高低、纵向可调，以适应不同规格的试件；所述支点轴10轴心线到调节螺钉8轴心的距离等同于到受力点组件11轴心距离，压力传感器上所承受的正压力等于试件产生的锁紧力。

所述夹紧块14的底部设有夹紧块凸台，所述第一工作台18上设有与夹紧块凸台相匹配的凹槽，所述夹紧块14通过夹紧块凸台在第一工作台18上的凹槽内滑动。

如图4所示，所述偏心轴组件13包括偏心轴131、上夹板132、下夹板133和滚轮134，所述偏心轴131通过第一螺钉135紧固在上夹板132和下夹板133形成的轴孔中，并在轴孔加工好后对两半孔平面修去0.2mm左右，以确保对偏心轴的夹紧；所述滚轮134采用间隙配合套设在偏心轴131的中部，所述上夹板132上设有两对盲孔，每个盲孔内固定有一个支撑桩136。所述滚轮134可在偏心轴131上灵活转动，预调旋转偏心轴角度使滚轮的外圆面与被测试件的中锲块上平面紧密贴合，杠杆梁9另一侧的碟形弹簧4的作用力通过杠杆梁9传递到受力点组件11、垫块12、偏心轴组件13，使得偏心轴组件的滚轮始终与被测试的中锲块上平面紧密贴合，中锲块产生的长向移动量转化为滚轮134的转动，使得偏心轴组件13始终保持垂直上下运动。

如图5所示，所述受力点组件11设置在杠杆梁9一端的杠杆梁孔内，所述受力点组件11包括螺套111、螺母112、受力轴113和一对第二螺钉114，所述螺套111穿过杠杆梁孔并通过螺母112紧固在杠杆梁9上，所述受力轴113的外径与螺套111内径相适配，所述受力轴113滑动设置在螺套111内，所述受力轴113的两端设置有，一对所述第二螺钉114与垫块12相接触进行力的传递，第二螺钉114的上下高度调节以及受力轴113的轴向移动可以适应不同规格的试件并防止产生颠覆力矩。

所述第二工作台17上设有第一T型槽19和第二T型槽20，所述压力传感器座3的底部设有与第一T型槽19相适配的凸台，压力传感器座3底部的凸台可沿第一T型槽19纵向移动以保持与立柱7的同步位置；所述第二T型槽20内设有T形槽螺母1，所述T形槽螺母1将固定螺母2紧固在第二工作台17上，支撑调节机构可根据不同规格的试件调整杠杆梁高低并可沿工作台的第二T型槽20纵向移动、锁紧。

所述压力传感器座3的顶面设有与压力传感器适配、并与碟形弹簧4外径相适配的圆凹平面；所述碟形弹簧垫块5的顶部设有与调节螺钉8相适配的凹槽，所述碟形弹簧垫块5的内部设有与碟形弹簧4的内孔相适配的凸台。

所述第二工作台17和夹紧块14上分别设有与试件22相贴合的凸出块21，工作时夹紧在试件的前锲块两侧局部平面。这样的夹紧方式可避免在测试过程中试件的非工作面与第二工作台17及夹紧块14产生摩擦，影响试件的表面质量。本发明设计原理的简化力学模型如图6所示，杠杆梁与立柱采用轴承配合，能够以轴承为支点回转。两力臂长度相等即L1＝L2；F1表示锲形锁紧装置产生的锁紧力，F2表示压力传感器对杠杆梁的作用力。当杠杆梁处于静止平衡状态时，即表示F1＝F2；F2可从与压力传感器适配的仪表上读出。

本发明所述试验台通过机架29固定在底板30上，所述底板30上固定有支架32，所述支架32上设有联轴器31和驱动电机，本发明所述试验台的使用方法为：

(1)将试件22安放于第一工作台18上平面，试件22的螺杆头部向外，试件的螺杆头部用联轴器与伺服电机联接，端面与工作台齐平，侧面贴靠第二工作台1的凸出块；转动紧定螺钉15推动夹紧块14，将试件22的前锲块夹紧；

(2)移动偏心轴组件13至适当位置，转动偏心轴使滚轮圆周与试件的锁紧块上平面贴合，锁紧上下夹板，安放垫块12；移动立柱7、杠杆梁9至适当位置，转动固定螺母2调整杠杆梁9高低适当，用锁紧螺母6锁紧；移动压力传感器座3、碟形弹簧组4、碟形弹簧垫块5至适当位置，使调节螺钉8对齐碟形弹簧垫块顶部的凹坑；

(3)保持杠杆梁处于水平，转动受力点组件11的两只第二螺钉与垫块12接触，再移动调节螺钉8压住碟形弹簧垫块5；用手动略转动试件的螺杆，观察偏心轴组件在试件锁紧块抬起下的状态，与之对应的杠杆梁水平状态变化及仪表读数，必要时微调整各相关件；(4)安放百分表，表头支在垫块12顶部或偏心轴组件13上夹板顶部，用以读取试件前锲块的抬起量；

(5)将连轴套装上试件的螺杆头部，用伺服电机或电动扭矩扳手驱动连轴套进行正反转，随着连轴套的正传或反转，试件的高度就在图2所示的H1～H2之间变化，H1～H2之间的变量值大小通过伺服电机或电动扭矩扳手的正、反转数控制，变量值则通过12垫块的高低位置变化由百分表或光栅尺直接显示。这一高度变化通过偏心轴组件13、垫块12、受力点组件11作用于杠杆梁9右侧力点；再由杠杆梁的左侧力点通过调节螺钉8、碟形弹簧垫块5、碟形弹簧4传递到装在压力传感器座3的压力传感器上，通过与压力传感器连接的仪表即可直接读出试件的锁紧力，正反转的次数即寿命，试验可手工记录，也可通过电气编程控制。其中碟形弹簧4的作用是保证让试件的中锲块有向上移动的空间同时又将产生的锁紧力传递到压力传感器上。

Claims

1.一种锲形锁紧装置试验台，其特征在于：包括第一工作台和第二工作台，所述第一工作台设置于第二工作台的底部并突出于第二工作台的侧端面，所述第一工作台和第二工作台上分别设有夹紧机构和锁紧力传感检测机构，所述夹紧机构和锁紧力传感检测机构通过杠杆梁进行连接，所述杠杆梁旋转设置于固定在第二工作台上的支撑调节机构上；

所述锁紧力传感检测机构包括设有压力传感器的压力传感器座、碟形弹簧和碟形弹簧垫块，所述压力传感器座固定在与偏心轴组件相对的第二工作台的一端，所述压力传感器座的顶面依次设有碟形弹簧和碟形弹簧垫块，所述碟形弹簧垫块通过调节螺钉与杠杆梁的另一端相连接；

所述偏心轴组件包括偏心轴、上夹板、下夹板和滚轮，所述偏心轴通过第一螺钉紧固在上夹板和下夹板形成的轴孔中，所述滚轮采用间隙配合套设在偏心轴的中部，所述上夹板上设有两对盲孔，每个盲孔内固定有一个支撑桩；预调旋转偏心轴角度使滚轮的外圆面与被测试件的中锲块上平面紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于：所述支撑调节机构包括固定在第二工作台上的固定螺母和立柱，所述固定螺母和立柱通过锁紧螺母进行连接，所述立柱通过支点轴固定在杠杆梁上，所述杠杆梁可绕支点轴回转。

3.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于：所述夹紧块的底部设有夹紧块凸台，所述第一工作台上设有与夹紧块凸台相匹配的凹槽，所述夹紧块通过夹紧块凸台在第一工作台上的凹槽内滑动。

4.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于：所述受力点组件设置在杠杆梁一端的杠杆梁孔内，所述受力点组件包括螺套、螺母、受力轴和一对第二螺钉，所述螺套穿过杠杆梁孔并通过螺母紧固在杠杆梁上，所述受力轴的外径与螺套内径相适配，所述受力轴滑动设置在螺套内，所述受力轴的两端设置有一对第二螺钉，一对所述第二螺钉与垫块相接触。

5.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于：所述夹紧块的顶面与第二工作台的台阶面等高，所述偏心轴组件的底面贴合在夹紧块和第二工作台上。

6.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于：所述第二工作台上设有第一T型槽和第二T型槽，所述压力传感器座的底部设有与第一T型槽相适配的凸台，所述第二T型槽内设有T形槽螺母，所述T形槽螺母将固定螺母紧固在第二工作台上。

7.根据权利要求6所述的试验台，其特征在于：所述压力传感器座的顶面设有与压力传感器适配、并与碟形弹簧外径相适配的圆凹平面。

8.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于：所述碟形弹簧垫块的顶部设有与调节螺钉相适配的凹槽，所述碟形弹簧垫块的内部设有与碟形弹簧的内孔相适配的凸台。

9.根据权利要求1所述的试验台，其特征在于：所述第二工作台和夹紧块上分别设有与锲形锁紧装置相贴合的凸出块。