RU2623816C1 - Meter of output characteristics of spiral springs - Google Patents

Meter of output characteristics of spiral springs Download PDF

Info

Publication number
RU2623816C1
RU2623816C1 RU2016132722A RU2016132722A RU2623816C1 RU 2623816 C1 RU2623816 C1 RU 2623816C1 RU 2016132722 A RU2016132722 A RU 2016132722A RU 2016132722 A RU2016132722 A RU 2016132722A RU 2623816 C1 RU2623816 C1 RU 2623816C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
platform
bus
arms
Prior art date
Application number
RU2016132722A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Кравченко
Майя Давидовна Шекриладзе
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ"
Priority to RU2016132722A priority Critical patent/RU2623816C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2623816C1 publication Critical patent/RU2623816C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: meter of the output characteristics of the spiral springs further comprises magnetoelectric transducers mounted symmetrically and inverted orthogonally at the ends of the beam arms, each of which comprises a coil and a fixed coaxial permanent magnet. The windings of the coils are connected in series to the third and the fourth outputs of the electronic measuring unit, and the magnetic poles of each of the permanent magnets and coils are oriented with respect to each other in such a way that the interactions of the magnetic fields create moments aimed at balancing the torque of the beam generated by the spring under test, and the outriggers of the output shaft are fixed on the platform, on which the level in the horizontal plane of the platform, the stepping motor, the fixing module of the test spring are also installed, orthogonal to the rocker arm support. The platform is mounted on vibration-regulated suppression supports, a source of mechanical vibrations, the input of which is connected to the output of the vibration control unit.
EFFECT: increasing the accuracy of measuring the output characteristics of spiral springs.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматизированного определения величины момента, создаваемого плоской спиральной пружиной или торсионом с неограниченным углом закрутки, плоской пружиной, работающей на изгиб или кручение, селективного подбора близких по характеристикам пружин с заданной точностью, контроля качества этапов технологического процесса их изготовления.The invention relates to the field of measuring technology and can be used to automatically determine the magnitude of the moment created by a flat spiral spring or torsion bar with an unlimited twist angle, a flat spring working on bending or torsion, selective selection of springs close in characteristics with a given accuracy, quality control of technological steps the process of their manufacture.

Известно устройство контроля крутящих моментов спиральных пружин согласно а.с. СССР №1081446, G01L 3/10, опубл. 23.03.1984 г., бюллетень №11, содержащее основание, гнездо, закручивающий шпиндель с жестко закрепленным на нем контрольным рычагом, датчик и электромеханический привод, связанный с закручивающим шпинделем.A device for controlling the torque of coil springs according to A.S. USSR No. 1081446, G01L 3/10, publ. 03/23/1984, Bulletin No. 11, containing a base, a socket, a twisting spindle with a control lever rigidly fixed on it, a sensor and an electromechanical drive associated with a twisting spindle.

Устройство для измерения момента спиральных пружин согласно а.с. СССР №777504, G01L 3/10, опубл. 07.11.1980 г., бюллетень №41 содержит подвижную часть, установленную в корпусе с помощью растяжек, датчик углового положения подвижной части, усилитель, моментный датчик в виде постоянного магнита, закрепленного на подвижной части, и неподвижных катушек и компенсатор жесткости растяжек.Device for measuring the moment of coil springs according to A.S. USSR No. 777504, G01L 3/10, publ. 11/07/1980, Bulletin No. 41 contains a movable part installed in the housing using stretch marks, an angular position sensor for the movable part, an amplifier, a torque sensor in the form of a permanent magnet fixed to the movable part, and fixed coils and a stiffener for stretch marks.

Полуавтомат для проверки крутящих моментов спиральных пружин согласно а.с. СССР №433367, G01L 3/10, опубл. 25.06.1974 г., бюллетень №23 содержит гильзу, свободно посаженную на закручивающий шпиндель, несущий на себе поводок с собачкой, сцепляющейся с храповым колесом шпинделя, и двумя упорными кулачками, определяющими поочередно величину углового спуска проверяемой пружины, механически взаимодействующими с жесткими откидными упорами, два электромагнитных датчика, два грузовых рычага.Semiautomatic device for checking the torque of coil springs according to A.S. USSR No. 4333367, G01L 3/10, publ. 06/25/1974, Bulletin No. 23 contains a sleeve freely mounted on a spinning spindle, carrying a leash with a dog that engages with the ratchet spindle wheel, and two stop cams, which determine the angular descent of the tested spring in turn, mechanically interacting with rigid tilting stops , two electromagnetic sensors, two cargo levers.

Стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин согласно а.с. СССР №1732196, G01L 3/10, опубл. 07.05.1992 г., бюллетень №17 содержит датчик угла, счетчик импульсов, блок управления, привод, компаратор, интегратор, аналого-запоминающий блок, блок управления током, аналого-цифровой преобразователь, дешифратор, мультиплексор, блок запуска, блок задержки, привод, источник света, фотоприемник, диск с отверстием, датчик угла, опоры, электромагнитную рамку, входной вал, выходной вал, регистратор.Test bench for output characteristics of coil springs according to A.S. USSR No. 1732196, G01L 3/10, publ. 05/07/1992, Bulletin No. 17 contains an angle sensor, a pulse counter, a control unit, a drive, a comparator, an integrator, an analog-to-memory unit, a current control unit, an analog-to-digital converter, a decoder, a multiplexer, a start unit, a delay unit, a drive , light source, photodetector, disk with a hole, angle sensor, support, electromagnetic frame, input shaft, output shaft, recorder.

Автоматизированный стенд контроля выходных характеристик спиральных пружин согласно патенту на изобретение №2526553, опубл. 27.08.2014 г., бюл. №24, который содержит выходной вал стенда, соединенный с зажимом внутреннего конца испытуемой пружины, зажим наружного конца испытуемой пружины, связанный с входным валом стенда, соединенным через редуктор с электродвигателем, оптическую систему, электромеханическую систему уравновешивания коромыслом с помощью электромагнитов и регистратор.An automated test bench for the output characteristics of coil springs according to the invention patent No. 2526553, publ. 08/27/2014, bull. No. 24, which contains the output shaft of the stand connected to the clamp of the inner end of the test spring, the clamp of the outer end of the test spring connected to the input shaft of the stand connected through a gearbox with an electric motor, an optical system, an electromechanical balancing beam using electromagnets and a recorder.

К недостаткам этих устройств следует отнести наличие погрешностей механизмов задания и отсчета моментов закручивания пружин за счет трения между подвижными элементами конструкции.The disadvantages of these devices include the presence of errors in the mechanisms of the task and the reference moments of the twisting of the springs due to friction between the moving structural members.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению, взятым за прототип, является автоматизированный измеритель выходных характеристик спиральных пружин согласно патенту на изобретение №2586411, опубл. 10.06.2016 г., бюллетень №16, который содержит электронный блок измерения, включающий аналого-цифровой преобразователь, информационный выход которого соединен с входом регистратора, а запускающий выход с запускающим входом регистратора, компаратор, вход которого подключен к фотоприемнику, а выход подключен к управляющему входу аналого-запоминающего блока и входу ключа, выход которого соединен со входом интегратора, выход которого связан со входом аналого-запоминающего блока, выход которого соединен с входом блока управления током, информационный выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а выходы управления током соединены с входами измерительного блока, модуль закрепления испытуемой пружины, который содержит опорный диск, закрепленный по оси симметрии к внутреннему торцу входного вала измерительного блока и соединенный с опорной пластиной, а через фрикционную прокладку стянут зажимным винтом фрикциона с подвижным диском, который снабжен подвижной пластиной корректирующего винта с корректирующим винтом, связанным с опорной пластиной, и на котором установлены эксцентрично перпендикулярно два зажимных элемента наружного конца пружины вдоль радиуса и перпендикулярно им две стойки оси кулачка зажимных элементов наружного конца испытуемой пружины симметрично относительно кулачка зажимных элементов наружного конца пружины на расстоянии от оси вращения подвижного диска, равном радиусу наружного конца исследуемой пружины, через которые ортогонально проходит ось кулачка зажимных элементов наружного конца пружины, на которой расположен кулачок зажимных элементов наружного конца пружины с возможностью касания зажимных элементов наружного конца пружины для их симметричного разжима - зажима, за счет поворота рукоятки оси кулачка зажимных элементов наружного конца пружины, а зажим внутреннего конца испытуемой пружины содержит зажимные элементы внутреннего конца пружины, закрепленные к коромыслу симметрично и соосно выходному валу, на котором закреплена фиксируемая втулка, соединенная ортогонально с осью балансировочного груза, на которой установлен подвижный балансировочный груз, при этом подвижный стол установлен на колонках и связан с первыми концами пружин возврата, а вторые их концы подсоединены вместе с упорами и колонками подвижного стола на неподвижной опоре, а малый и большой кулачки закреплены на оси малого и большого кулачков и ориентированы друг относительно друга с возможностью касания, для их симметричного разжима - зажима зажимных элементов внутреннего конца пружины малым кулачком и для подъема - опускания подвижного стола со стороны упоров большим кулачком за счет поворота рукоятки оси малого и большого кулачков, балансировочный груз, фотоприемник, связанный с источником света через зеркало оптической системы, шаговый двигатель, выходной вал которого соединен с входным валом измерительного блока, который установлен на опоре, модуль управления шаговым двигателем, электромагниты с сердечниками, расположенными симметрично и перевернуто на концах коромысла, причем тяговые обмотки второго и первого электромагнитов соединены последовательно, в центре симметрии которого установлено зеркало оптической системы, модуль управления процессом контроля, входная шина которого соединена с выходной шиной регистратора, выход которого подключен к первому входу модуля управления процессом контроля, второй вход связан с выходом компаратора, а первый выход подключен к управляющему входу ключа, второй выход подключен к установочному входу интегратора, третий выход соединен с установочным входом аналого-запоминающего блока, четвертый выход подключен к запускающему входу аналого-цифрового преобразователя, а выходная шина связана с входной шиной модуля управления шаговым двигателем, выходная шина которого соединена с входной шиной шагового двигателя.The closest in technical essence to the claimed technical solution, taken as a prototype, is an automated meter of output characteristics of coil springs according to the patent for the invention No. 2586411, publ. 06/10/2016, newsletter No. 16, which contains an electronic measurement unit, including an analog-to-digital converter, the information output of which is connected to the input of the recorder, and the triggering output with the triggering input of the registrar, a comparator, the input of which is connected to the photodetector, and the output is connected to the control input of the analog-memory unit and the input of the key, the output of which is connected to the input of the integrator, the output of which is connected to the input of the analog-memory unit, the output of which is connected to the input of the current control unit, information the output of which is connected to the input of an analog-to-digital converter, and the current control outputs are connected to the inputs of the measuring unit, the test spring fixing module, which contains a support disk fixed along the axis of symmetry to the inner end of the input shaft of the measuring unit and connected to the support plate, and through the friction pad is pulled together with a friction clutch screw with a movable disk, which is equipped with a movable plate of a correction screw with a correction screw connected to the base plate, and onto the cat Two clamping elements of the outer end of the spring are eccentrically perpendicular along the radius and perpendicular to them are two axle posts of the cam axis of the clamping elements of the outer end of the test spring symmetrically with respect to the cam of the clamping elements of the outer end of the spring at a distance from the axis of rotation of the movable disk equal to the radius of the outer end of the test spring through which orthogonally passes the axis of the cam of the clamping elements of the outer end of the spring, on which the cam of the clamping elements of the outer end The springs can touch the clamping elements of the outer end of the spring for their symmetrical expansion - clamping by turning the cam axis handle of the clamping elements of the outer end of the spring, and the clamp of the inner end of the test spring contains clamping elements of the inner end of the spring, symmetrically and coaxial to the output shaft fixed to the beam on which the fixed sleeve is fixed, connected orthogonally with the axis of the balancing weight, on which the movable balancing weight is mounted, while the movable table is set Mounted on the columns and connected with the first ends of the return springs, and their second ends are connected together with the stops and columns of the movable table on a fixed support, and the small and large cams are fixed on the axis of the small and large cams and are oriented relative to each other with the possibility of touching, for them symmetrical expansion - clamping the clamping elements of the inner end of the spring with a small cam and for lifting - lowering the movable table from the stops with a large cam due to the rotation of the handle of the axis of the small and large cams, balancers the load, a photodetector connected to the light source through the mirror of the optical system, a stepper motor, the output shaft of which is connected to the input shaft of the measuring unit, which is mounted on a support, a stepper motor control module, electromagnets with cores located symmetrically and inverted at the ends of the beam, traction windings of the second and first electromagnets are connected in series, in the center of symmetry of which is installed a mirror of the optical system, a control module for the control process, the input circuit and which is connected to the recorder's output bus, the output of which is connected to the first input of the control module for controlling the process, the second input is connected to the output of the comparator, and the first output is connected to the control input of the key, the second output is connected to the installation input of the integrator, and the third output is connected to the installation input of analog -memory unit, the fourth output is connected to the triggering input of the analog-to-digital converter, and the output bus is connected to the input bus of the stepper motor control module, the output bus of which o connected to the input bus of the stepper motor.

К недостаткам прототипа следует отнести недостаточную точность измерения за счет увеличенного трения в опорах выходного вала, отсутствие установки горизонтальности положения коромысла, что снижает точность измерения момента, и нелинейность выходной характеристики измерителя, так как электромагнитный преобразователь, представляющий собой электромагниты с сердечником, изготавливается обязательно из магнитотвердого материала и притяжение сердечника к магнитопроводу для уравновешивания момента закручивания пружины осуществляется на переменном токе.The disadvantages of the prototype include insufficient measurement accuracy due to increased friction in the bearings of the output shaft, the lack of horizontal position of the rocker arm, which reduces the accuracy of the moment measurement, and the nonlinearity of the output characteristic of the meter, since the electromagnetic transducer, which is an electromagnet with a core, is necessarily made of hard magnetic material and the attraction of the core to the magnetic circuit to balance the torque of the spring is carried out on alternating current.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении точности измерения путем уменьшения трения в опорах выходного вала за счет введения вибрационных колебаний в зону контакта выходного вала с опорами, установкой горизонтального положения платформы и коромысла за счет введения уровня и регулируемых опор гашения вибрации, путем уменьшения нелинейности выходной характеристики измерителя за счет использования магнитоэлектрических преобразователей.The technical result to which the invention is directed is to increase the measurement accuracy by reducing friction in the bearings of the output shaft by introducing vibrational vibrations into the contact area of the output shaft with the supports, setting the horizontal position of the platform and rocker by introducing a level and adjustable supports for damping vibration, by reducing the nonlinearity of the output characteristics of the meter due to the use of magnetoelectric converters.

Технический результат достигается тем, что в измерителе выходных характеристик спиральных пружин, содержащем электронный блок измерения, первая выходная шина которого подсоединена к входной шине регистратора, выходная шина которого соединена с входной шиной электронного блока измерения, вторая выходная шина которого подключена к входной шине модуля управления шаговым двигателем, выходная шина которого соединена с входной шиной шагового двигателя, механический выход которого соединен с механическим входом модуля закрепления испытуемой пружины, механические выходы которого связаны и закреплены к плечам коромысла симметрично и соосно выходному валу, установленному на опорах выходного вала в горизонтальной плоскости, и на котором закреплена фиксируемая втулка, соединенная ортогонально с осью балансировочного груза, на которой установлен подвижный балансировочный груз, а в центре симметрии коромысла закреплено зеркало оптической системы, включающей также точечный источник света, вход которого подключен к первому выходу электронного блока измерения, и фотоприемник, подключенный к его первому входу, второй выход электронного блока измерения подключен к входу регистратора, выход которого подключен ко второму входу электронного блока измерения, упоры плеч коромысла, которые имеют возможность касания к коромыслу, новым является то, что в него введены магнитоэлектрические преобразователи, установленные симметрично и перевернуто ортогонально на концах плеч коромысла, каждый из которых содержит катушку и установленный соосно постоянный магнит, при этом обмотки катушек подсоединены последовательно к третьему и четвертому выходу электронного блока измерения, а магнитные полюса каждого из постоянных магнитов и катушек ориентированы друг относительно друга таким образом, что взаимодействия магнитных полей создают моменты, направленные на уравновешивание момента коромысла, создаваемого испытуемой пружиной, а выходной вал с опорами выходного вала закреплены на платформе, на которой установлены также уровень в горизонтальной плоскости платформы, шаговый двигатель, модуль закрепления исследуемой пружины, ортогонально упоры плеч коромысла, при этом платформа установлена на регулируемых по высоте опорах гашения вибраций, источник механических вибраций, вход которого подключен к выходу блока управления параметрами вибраций.The technical result is achieved in that in the meter of output characteristics of coil springs containing an electronic measuring unit, the first output bus of which is connected to the input bus of the recorder, the output bus of which is connected to the input bus of the electronic measuring unit, the second output bus of which is connected to the input bus of the step control module a motor, the output bus of which is connected to the input bus of the stepper motor, the mechanical output of which is connected to the mechanical input of the test fixture my spring, the mechanical outputs of which are connected and fixed to the arms of the rocker arm symmetrically and coaxially with the output shaft mounted on the supports of the output shaft in a horizontal plane, and on which a fixed sleeve is fixed, connected orthogonally to the axis of the balancing weight, on which the movable balancing weight is mounted, and in the center of symmetry of the rocker arm is a mirror of the optical system, which also includes a point light source, the input of which is connected to the first output of the electronic measurement unit, and photodetectors to, connected to its first input, the second output of the electronic measurement unit is connected to the input of the recorder, the output of which is connected to the second input of the electronic measurement unit, the arms of the arms of the rocker arm, which can be touched to the rocker arm, new is that magnetoelectric transducers are introduced into it, mounted symmetrically and inverted orthogonally at the ends of the arms of the rocker arm, each of which contains a coil and a coaxial permanent magnet mounted, while the coil windings are connected in series the third and fourth outputs of the electronic measuring unit, and the magnetic poles of each of the permanent magnets and coils are oriented relative to each other in such a way that the interactions of the magnetic fields create moments aimed at balancing the moment of the beam created by the test spring, and the output shaft with the supports of the output shaft is fixed to a platform on which a level is also installed in the horizontal plane of the platform, a stepper motor, a module for fixing the test spring, orthogonal stops of the shoulder arms Thought, the platform is mounted on height-adjustable vibration damping bearings, the source of mechanical vibrations, whose input is connected to the output parameter control unit vibrations.

В измерителе выходных характеристик спиральных пружин в качестве источника механических вибраций применяется электромагнитный вибратор.An electromagnetic vibrator is used as a source of mechanical vibrations in the meter of output characteristics of spiral springs.

В измерителе выходных характеристик спиральных пружин регулируемые опоры гашения вибраций выполнены из резины.In the meter of the output characteristics of spiral springs, the adjustable vibration dampers are made of rubber.

В измерителе выходных характеристик спиральных пружин в качестве блока управления параметрами вибраций установлен звуковой генератор.A sound generator is installed in the meter for the output characteristics of spiral springs as a vibration parameter control unit.

В измерителе выходных характеристик спиральных пружин платформа и опоры выходного вала изготовлены из вибропроводящего материала.In the meter of the output characteristics of spiral springs, the platform and bearings of the output shaft are made of vibroconductive material.

В измерителе выходных характеристик спиральных пружин магнитоэлектрические преобразователи могут быть установлены в одной плоскости коромысла, при этом могут иметь разнонаправленные магнитные полюса.In the meter of output characteristics of spiral springs, magnetoelectric converters can be installed in the same plane of the rocker arm, while they can have multidirectional magnetic poles.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, где приведена структурно-функциональная схема измерителя выходных характеристики спиральных пружин.The invention is illustrated in FIG. 1, which shows the structural and functional diagram of the meter output characteristics of coil springs.

Здесь:Here:

1 - электронный блок измерения;1 - electronic measurement unit;

2 - модуль управления шаговым двигателем;2 - stepper motor control module;

3 - шаговый двигатель;3 - stepper motor;

4 - модуль закрепления испытуемой пружины;4 - module fixing the test spring;

5 - коромысло;5 - rocker;

6 - упор плеча коромысла;6 - emphasis on the shoulder of the rocker arm;

7 - катушка;7 - coil;

8 - постоянный магнит;8 - permanent magnet;

9 - точечный источник света;9 - point source of light;

10 - ось балансировочного груза;10 - axis of the balancing weight;

11 - подвижный балансировочный груз;11 - movable balancing load;

12 - зеркало оптической системы;12 - mirror optical system;

13 - фиксируемая втулка;13 - fixed sleeve;

14 - выходной вал;14 - output shaft;

15 - фотоприемник;15 - photodetector;

16 - опора выходного вала;16 - output shaft support;

17 - платформа;17 - platform;

18 - регулируемая опора гашения вибраций;18 - adjustable vibration damping support;

19 - источник механических вибраций;19 - a source of mechanical vibrations;

20 - блок управления параметрами вибраций;20 - control unit vibration parameters;

21 - регистратор;21 - the registrar;

22 - уровень.22 - level.

Измеритель выходных характеристик спиральных пружин, содержит электронный блок измерения 1, первая выходная шина которого подсоединена к входной шине регистратора 21, выходная шина которого соединена с входной шиной электронного блока измерения 1, вторая выходная шина которого подключена к входной шине модуля 2 управления шаговым двигателем 3, выходная шина которого соединена с входной шиной шагового двигателя 3, механический выход которого соединен с механическим входом модуля 4 закрепления испытуемой пружины, механические выходы которого связаны и закреплены к плечам коромысла 5 симметрично и соосно выходному валу 14, установленному на опорах 16 выходного вала в горизонтальной плоскости, и на котором закреплена фиксируемая втулка 13, соединенная ортогонально с осью 10 балансировочного груза 11, на которой установлен подвижный балансировочный груз 11, а в центре симметрии коромысла 5 закреплено зеркало 12 оптической системы, включающей также точечный источник 9 света, вход которого подключен к первому выходу электронного блока 1 измерения, и фотоприемник 15, подключенный к его первому входу, второй выход электронного блока 1 измерения подключен к входу регистратора 21, выход которого подключен ко второму входу электронного блока 1 измерения, упоры 6 плеч коромысла, которые имеют возможность касания к коромыслу 5, магнитоэлектрические преобразователи, установленные симметрично и перевернуто ортогонально на концах плеч коромысла 5, каждый из которых содержит катушку 7 и установленный соосно постоянный магнит 8, при этом обмотки катушек 7 подсоединены последовательно к третьему и четвертому выходу электронного блока 1 измерения, а магнитные полюса каждого из постоянных магнитов 8 и катушек 7 ориентированы друг относительно друга таким образом, что взаимодействия магнитных полей создают моменты, направленные на уравновешивание момента коромысла 5, создаваемого испытуемой пружиной, а выходной вал 14 с опорами 16 выходного вала закреплены на платформе 17, на которой установлены также уровень 22 в горизонтальной плоскости платформы 17, шаговый двигатель 3, модуль закрепления исследуемой пружины 4, ортогонально упоры 6 плеч коромысла, при этом платформа 17 установлена на регулируемых по высоте опорах 18 гашения вибраций, источник 19 механических вибраций, вход которого подключен к выходу блока 20 управления параметрами вибраций.The meter of the output characteristics of the coil springs contains an electronic measuring unit 1, the first output bus of which is connected to the input bus of the recorder 21, the output bus of which is connected to the input bus of the electronic measuring unit 1, the second output bus of which is connected to the input bus of the module 2 for controlling the stepper motor 3, the output bus of which is connected to the input bus of the stepper motor 3, the mechanical output of which is connected to the mechanical input of the test spring fixing module 4, the mechanical outputs of which connected and fixed to the shoulders of the rocker arm 5 symmetrically and coaxially with the output shaft 14 mounted on the supports 16 of the output shaft in a horizontal plane, and on which a fixed sleeve 13 is fixed, connected orthogonally with the axis 10 of the balancing weight 11, on which the movable balancing weight 11 is mounted, and in the center of symmetry of the rocker arm 5 is fixed a mirror 12 of the optical system, which also includes a point source of light 9, the input of which is connected to the first output of the electronic measurement unit 1, and a photodetector 15 connected to it the first input, the second output of the electronic unit 1 of the measurement is connected to the input of the recorder 21, the output of which is connected to the second input of the electronic unit 1 of the measurement, stops 6 arms of the rocker arm, which can be touched to the rocker 5, magnetoelectric transducers mounted symmetrically and inverted orthogonally at the ends of the arms rocker arms 5, each of which contains a coil 7 and coaxially mounted permanent magnet 8, while the windings of the coils 7 are connected in series to the third and fourth output of the electronic unit a 1 measurement, and the magnetic poles of each of the permanent magnets 8 and coils 7 are oriented relative to each other so that the interactions of the magnetic fields create moments aimed at balancing the moment of the beam 5 created by the test spring, and the output shaft 14 with supports 16 of the output shaft is fixed on the platform 17, on which a level 22 is also installed in the horizontal plane of the platform 17, a stepper motor 3, a module for fixing the test spring 4, orthogonally stops 6 of the rocker arms, while the platform 17 ovlena on height-adjustable supports 18, vibration damping, mechanical vibrations source 19 having an input connected to the output control unit 20 of vibration parameters.

В измерителе выходных характеристик спиральных пружин в качестве источника 19 механических вибраций применяется электромагнитный вибратор.In the meter of output characteristics of spiral springs, an electromagnetic vibrator is used as a source of 19 mechanical vibrations.

В измерителе выходных характеристик спиральных пружин регулируемые опоры 18 гашения вибраций выполнены из резины.In the meter of the output characteristics of the coil springs, the adjustable vibration damping supports 18 are made of rubber.

В измерителе выходных характеристик спиральных пружин в качестве блока 20 управления параметрами вибраций установлен звуковой генератор.In the meter of the output characteristics of the coil springs, a sound generator is installed as the vibration parameter control unit 20.

В измерителе выходных характеристик спиральных пружин платформа 17 и опоры 16 выходного вала изготовлены из вибропроводящего материала.In the meter of the output characteristics of the coil springs, the platform 17 and the bearings 16 of the output shaft are made of vibroconductive material.

В измерителе выходных характеристик спиральных пружин магнитоэлектрические преобразователи могут быть установлены в одной плоскости коромысла 5, при этом могут иметь разнонаправленные магнитные полюса.In the meter of output characteristics of spiral springs, magnetoelectric converters can be installed in the same plane of the rocker arm 5, while they can have multidirectional magnetic poles.

Измеритель выходных характеристик спиральных пружин работает следующим образом. Перед включением процесса измерения производится регулировка высоты опор 18 гашения вибраций по уровню 22 для установки горизонтальности положения платформы 17 и соответственно коромысла 5, затем включаем источник 19 механических вибраций и устанавливаем его оптимальный режим, не влияющий на процесс измерения, путем регулировки частоты и ускорения вибраций в блоке 20 управления параметрами вибраций, механические вибрации передаются по платформе 17 к опорам 16 выходного вала и создают его микроподбрасывание, значительно уменьшая трение между ними.The meter output characteristics of coil springs is as follows. Before starting the measurement process, the height of the vibration damping supports 18 is adjusted to level 22 to set the horizontal position of the platform 17 and, accordingly, the rocker 5, then we turn on the source of mechanical vibrations 19 and set its optimal mode, which does not affect the measurement process, by adjusting the frequency and accelerating vibrations in block 20 control the parameters of the vibrations, mechanical vibrations are transmitted along the platform 17 to the supports 16 of the output shaft and create its microwind, significantly reducing friction between with them.

Затем производится балансировка коромысла 5 путем поворота оси 10 балансировочного груза вокруг выходного вала 14 и передвижения подвижного балансировочного груза 11 вдоль оси 10, ориентируясь на срабатывание индикации в электронном блоке 1 измерения при засветке фотоприемника 15 через зеркало 12 оптической системы точечным источником 9 света.Then the balancing beam 5 is balanced by turning the axis 10 of the balancing weight around the output shaft 14 and moving the movable balancing weight 11 along the axis 10, focusing on the triggering of the indication in the electronic measurement unit 1 when the photodetector 15 is illuminated through the mirror 12 of the optical system with a point light source 9.

Далее устанавливаем испытуемую пружину в модуль 4 закрепления пружины. После этого в регистратор 21 вводим номер испытуемой пружины, диапазон измерения, количество контролируемых точек характеристики испытуемой пружины. Затем по команде оператора запускается процесс контроля, при этом на выходе регистратора 21 появляется сигнал запуска измерения, который подается на второй вход электронного блока 1 измерения, а через его вторую выходную шину по программе, заложенной в регистраторе 21, осуществляется процесс контроля характеристики испытуемой пружины и управление движением шагового двигателя 3, который закручивает испытуемую пружину на заданный программой угол по точкам измерения характеристики до значения угла соответствующему диапазону измерения, а получаемый при этом момент закручивания передается от испытуемой пружины с выхода модуля 4 закрепления испытуемой пружины на плечи коромысла 5, которое под его действием выходит из равновесия, а затем уравновешивается постоянным током от третьего и четверного выходов электронного блока 1 измерения при помощи взаимодействия магнитных полей постоянных магнитов 8 и катушек 7, при этом ток через обмотку катушки пропорционален измеряемому моменту испытуемой пружины, при уравновешивании происходит засветка фотоприемника 15 через зеркало 12 оптической системы от точечного источника 9 света, питаемого от первого выхода электронного блока 1 измерения в каждой точке измерения, сигнал с выхода фотоприемника 15 подается на первый вход электронного блока 1 измерения и осуществляется регистрация результатов измерений в регистраторе 21 через его входную шину при появлении на втором входе электронного блока 1 измерения импульса конца измерения. После окончания съема характеристики испытуемой пружины производится процесс реверсирования шагового двигателя 3 в исходное положение для раскрутки испытуемой пружины и устанавливается следующая испытываемая пружина. По результатам обработки заданного количества характеристик испытуемых пружин в регистраторе 21 включается программа обработки и отбора близких по характеристикам испытуемых пружин с заданной точностью подбора.Next, install the test spring in the module 4 securing the spring. After that, enter the number of the tested spring, the measuring range, the number of controlled points of the characteristics of the tested spring into the recorder 21. Then, at the operator’s command, the control process starts, and at the output of the recorder 21 a measurement start signal appears, which is fed to the second input of the electronic unit 1 of the measurement, and through its second output bus, according to the program embedded in the recorder 21, the process of monitoring the characteristics of the tested spring and controlling the movement of the stepper motor 3, which tightens the test spring by the angle specified by the program at the measurement points of the characteristic to the angle value corresponding to the measuring range, and p the twisting moment obtained in this case is transmitted from the test spring from the output of the test spring fixing module 4 to the arms of the rocker arm 5, which under its action goes out of balance, and then is balanced by direct current from the third and fourth outputs of the measurement electronic unit 1 by the interaction of magnetic fields of permanent magnets 8 and coils 7, while the current through the coil winding is proportional to the measured moment of the tested spring; when balancing, the photodetector 15 is illuminated through the mirror 12 opt system from a point source 9 of light supplied from the first output of the electronic unit 1 of the measurement at each measurement point, the signal from the output of the photodetector 15 is fed to the first input of the electronic unit 1 of the measurement and the measurement results are recorded in the recorder 21 through its input bus when it appears on the second the input of the electronic unit 1 measuring the pulse of the end of the measurement. After the removal of the characteristics of the test spring, the process of reversing the stepper motor 3 to its initial position is carried out to unwind the test spring and the next test spring is installed. According to the results of processing a given number of characteristics of the tested springs in the recorder 21, a program for processing and selecting close to the characteristics of the tested springs with a given accuracy of selection is included.

Все блоки и модули в измерителе реализуются на известных аналоговых и цифровых интегральных микросхемах и электромеханических элементах.All blocks and modules in the meter are implemented on well-known analog and digital integrated circuits and electromechanical elements.

Таким образом, заявляемый измеритель выходных характеристик спиральных пружин позволяет повысить точность измерения путем уменьшения трения в опорах выходного вала за счет введения вибрационных колебаний в зону механического контакта выходного вала с опорами, установкой горизонтального положения платформы и коромысла за счет введения уровня и регулируемых опор гашения вибрации, путем уменьшения нелинейности выходной характеристики измерителя за счет введения магнитоэлектрических преобразователей в качестве уравновешивающих.Thus, the inventive measuring instrument of the output characteristics of coil springs allows to increase the measurement accuracy by reducing friction in the bearings of the output shaft due to the introduction of vibrational vibrations in the area of mechanical contact of the output shaft with the supports, setting the horizontal position of the platform and rocker by introducing a level and adjustable suppressors of vibration by reducing the nonlinearity of the output characteristic of the meter due to the introduction of magnetoelectric transducers as balancing ones.

Claims (6)

1. Измеритель выходных характеристик спиральных пружин, содержащий электронный блок измерения, первая выходная шина которого подсоединена к входной шине регистратора, выходная шина которого соединена с входной шиной электронного блока измерения, вторая выходная шина которого подключена к входной шине модуля управления шаговым двигателем, выходная шина которого соединена с входной шиной шагового двигателя, механический выход которого соединен с механическим входом модуля закрепления испытуемой пружины, механические выходы которого связаны и закреплены к плечам коромысла симметрично и соосно выходному валу, установленному на опорах выходного вала в горизонтальной плоскости, и на котором закреплена фиксируемая втулка, соединенная ортогонально с осью балансировочного груза, на которой установлен подвижный балансировочный груз, а в центре симметрии коромысла закреплено зеркало оптической системы, включающей также точечный источник света, вход которого подключен к первому выходу электронного блока измерения, и фотоприемник, подключенный к его первому входу, второй выход электронного блока измерения подключен к входу регистратора, выход которого подключен ко второму входу электронного блока измерения, упоры плеч коромысла, которые имеют возможность касания к коромыслу, отличающийся тем, что в него введены магнитоэлектрические преобразователи, установленные симметрично и перевернуто ортогонально на концах плеч коромысла, каждый из которых содержит катушку и установленный соосно постоянный магнит, при этом обмотки катушек подсоединены последовательно к третьему и четвертому выходу электронного блока измерения, а магнитные полюса каждого из постоянных магнитов и катушек ориентированы друг относительно друга таким образом, что взаимодействия магнитных полей создают моменты, направленные на уравновешивание момента коромысла, создаваемого испытуемой пружиной, а выходной вал с опорами выходного вала закреплены на платформе, на которой установлены также уровень в горизонтальной плоскости платформы, шаговый двигатель, модуль закрепления исследуемой пружины, ортогонально упоры плеч коромысла, при этом платформа установлена на регулируемых по высоте опорах гашения вибраций, источник механических вибраций, вход которого подключен к выходу блока управления параметрами вибраций.1. The measuring instrument of the output characteristics of spiral springs, containing an electronic measuring unit, the first output bus of which is connected to the input bus of the recorder, the output bus of which is connected to the input bus of the electronic measuring unit, the second output bus of which is connected to the input bus of the stepper motor control module, the output bus of which connected to the input bus of the stepper motor, the mechanical output of which is connected to the mechanical input of the test spring fixing module, the mechanical outputs of which knitted and fixed to the arms of the beam symmetrically and coaxially with the output shaft mounted on the supports of the output shaft in a horizontal plane, and on which a fixed sleeve is fixed, connected orthogonally with the axis of the balancing weight, on which the movable balancing weight is mounted, and an optical mirror is fixed in the center of symmetry of the beam a system including also a point light source, the input of which is connected to the first output of the electronic measurement unit, and a photodetector connected to its first input, the second the output of the electronic measurement unit is connected to the input of the recorder, the output of which is connected to the second input of the electronic measurement unit, the arms of the arms of the rocker arm, which can be touched to the rocker arm, characterized in that magnetoelectric transducers are inserted into it, mounted symmetrically and inverted orthogonally at the ends of the arms of the rocker arm, each of which contains a coil and a coaxial permanent magnet mounted, while the coil windings are connected in series to the third and fourth electronic outputs of the measurement unit, and the magnetic poles of each of the permanent magnets and coils are oriented relative to each other in such a way that the interactions of the magnetic fields create moments aimed at balancing the moment of the beam created by the test spring, and the output shaft with the supports of the output shaft are mounted on the platform on which also the level in the horizontal plane of the platform, a stepper motor, a module for fixing the test spring, orthogonal to the arms of the rocker arms, while the platform is mounted on uliruemyh adjustment vibration damping supports, source of mechanical vibrations, whose input is connected to the output of the control unit vibration parameters. 2. Измеритель выходных характеристик спиральных пружин по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника механических вибраций применяется электромагнитный вибратор.2. The measuring instrument of the output characteristics of the coil springs according to claim 1, characterized in that an electromagnetic vibrator is used as a source of mechanical vibrations. 3. Измеритель выходных характеристик спиральных пружин по п. 1, отличающийся тем, что регулируемые опоры гашения вибраций выполнены из резины.3. The measuring instrument of the output characteristics of the coil springs according to claim 1, characterized in that the adjustable vibration damping supports are made of rubber. 4. Измеритель выходных характеристик спиральных пружин по п. 1, отличающийся тем, что в качестве блока управления параметрами вибраций установлен звуковой генератор.4. The measuring instrument of the output characteristics of the coil springs according to claim 1, characterized in that a sound generator is installed as a control unit for the vibration parameters. 5. Измеритель выходных характеристик спиральных пружин по п. 1, отличающийся тем, что платформа и опоры выходного вала изготовлены из вибропроводящего материала.5. The measuring instrument of the output characteristics of the coil springs according to claim 1, characterized in that the platform and bearings of the output shaft are made of vibroconductive material. 6. Измеритель выходных характеристик спиральных пружин по п. 1, отличающийся тем, что магнитоэлектрические преобразователи могут быть установлены в одной плоскости коромысла, при этом могут иметь разнонаправленные магнитные полюса.6. The measuring instrument of the output characteristics of the coil springs according to claim 1, characterized in that the magnetoelectric transducers can be installed in the same plane of the rocker arm, while they can have multidirectional magnetic poles.
RU2016132722A 2016-08-08 2016-08-08 Meter of output characteristics of spiral springs RU2623816C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016132722A RU2623816C1 (en) 2016-08-08 2016-08-08 Meter of output characteristics of spiral springs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016132722A RU2623816C1 (en) 2016-08-08 2016-08-08 Meter of output characteristics of spiral springs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2623816C1 true RU2623816C1 (en) 2017-06-29

Family

ID=59312369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016132722A RU2623816C1 (en) 2016-08-08 2016-08-08 Meter of output characteristics of spiral springs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2623816C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676220C1 (en) * 2017-12-22 2018-12-26 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет Им. А.Н. Туполева-Каи", Книту-Каи Spiral springs moment automated meter
CN109540359A (en) * 2019-01-16 2019-03-29 中国铁道科学研究院集团有限公司 A kind of brake clamp unit brake plate support Lock spring torsion-testing apparatus
CN113984258A (en) * 2021-10-26 2022-01-28 吉林大学 Automatic switching active and passive knee joint prosthesis torque measuring platform
CN118161756A (en) * 2024-04-23 2024-06-11 南京华伟医疗设备有限公司 Focusing alternating magnetic field therapeutic instrument

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU872941A1 (en) * 1979-04-12 1981-10-15 Предприятие П/Я А-3724 Device for determination of spring tensile characteristics
JPS61182509A (en) * 1985-02-08 1986-08-15 Daido Steel Co Ltd Spiral spring shape tester
TW201131150A (en) * 2010-03-05 2011-09-16 Univ Chienkuo Technology Spiral spring twisting force fatigue tester structure
RU130396U1 (en) * 2012-11-01 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" AUTOMATED STAND FOR CONTROL OF OUTPUT CHARACTERISTICS OF SPIRAL SPRINGS
RU2586411C1 (en) * 2014-12-10 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Automated meter of output characteristics of helical springs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU872941A1 (en) * 1979-04-12 1981-10-15 Предприятие П/Я А-3724 Device for determination of spring tensile characteristics
JPS61182509A (en) * 1985-02-08 1986-08-15 Daido Steel Co Ltd Spiral spring shape tester
TW201131150A (en) * 2010-03-05 2011-09-16 Univ Chienkuo Technology Spiral spring twisting force fatigue tester structure
RU130396U1 (en) * 2012-11-01 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" AUTOMATED STAND FOR CONTROL OF OUTPUT CHARACTERISTICS OF SPIRAL SPRINGS
RU2586411C1 (en) * 2014-12-10 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Automated meter of output characteristics of helical springs

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676220C1 (en) * 2017-12-22 2018-12-26 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет Им. А.Н. Туполева-Каи", Книту-Каи Spiral springs moment automated meter
CN109540359A (en) * 2019-01-16 2019-03-29 中国铁道科学研究院集团有限公司 A kind of brake clamp unit brake plate support Lock spring torsion-testing apparatus
CN113984258A (en) * 2021-10-26 2022-01-28 吉林大学 Automatic switching active and passive knee joint prosthesis torque measuring platform
CN113984258B (en) * 2021-10-26 2024-04-19 吉林大学 Automatic-switching active and passive knee joint artificial limb torque measurement platform
CN118161756A (en) * 2024-04-23 2024-06-11 南京华伟医疗设备有限公司 Focusing alternating magnetic field therapeutic instrument

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2623816C1 (en) Meter of output characteristics of spiral springs
JP2017044341A5 (en)
CN104155111B (en) The centering method of dolly centralising device built by a kind of electromotor
US9810710B2 (en) Vibration sensor
CN105972148B (en) Superlow frequency vibration isolating device based on deuterostrophies spring system
CN104931218A (en) System of modal vibration mode of non-contact measuring flexible structure
JP7050671B2 (en) Devices and methods for non-contact detection of torque, torsional natural vibration and / or torsional vibration
CN103606334A (en) Mechanical balance experiment instrument
US20080271530A1 (en) Vibration State Detecting Method at Machining Stage of Work and/or Tool
CN102519693A (en) Platform for testing mechanical resonant inhibit function of alternating-current permanent magnet servo system
RU2586411C1 (en) Automated meter of output characteristics of helical springs
CN101979982A (en) Ultra-low frequency displacement vibration and bending complex strain comprehensive test device
CN203910105U (en) Single pendulum experiment instrument
RU2676220C1 (en) Spiral springs moment automated meter
RU2526553C2 (en) Computer-aided helical spring output performances control test bench
RU2518975C2 (en) Test bench for measurement of vibratory reaction moments in gyromotor
CN108507771A (en) Passive electromagnetic damper for small torque calibration device
CN104359618A (en) Device for field calibration of dynamometer torquemeter of rotary mechanical test bed
JPH1062327A (en) Material testing machine
US3661016A (en) Direct readout balancing method and apparatus
CN115169112A (en) Electromagnetic linear-angular vibration exciter and kinetic parameter identification method thereof
US2356894A (en) Universal resonant type fatigue testing machine
RU2608330C2 (en) Automated meter of output characteristics of helical springs
CN208822773U (en) Regulating device and NMR system
RU2827752C1 (en) Method of dynamic damping of vibrations of vibration test bench body

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190809