彈簧試驗機(jī)

　　彈簧作為一種機(jī)械基礎(chǔ)元件,被廣泛用于減振和緩沖、測量力的大小、儲存和輸出能量以及控制機(jī)構(gòu)的運動等場合。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,彈簧的品種、數(shù)量日益增多,對精度、技術(shù)性能、工作環(huán)境也提出了更高的要求。各企業(yè)都在走依靠科技進(jìn)步、加速技術(shù)改造、改善工藝裝備的發(fā)展道路。對彈簧生產(chǎn)過程的監(jiān)控及產(chǎn)品的終檢驗,是保證彈簧質(zhì)量和性能的一種重要手段。因此,開發(fā)研制高精度的彈簧試驗機(jī)具有重要的意義。國內(nèi)生產(chǎn)的彈簧試驗機(jī),其讀數(shù)機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)等多為機(jī)械式機(jī)構(gòu),精度低、功能不全,無法與進(jìn)口試驗機(jī)相比。下面是我公司分析綜合*試驗機(jī),應(yīng)用反求工程自行開發(fā)設(shè)計的一種新型的拉壓式彈簧試驗機(jī)的研制。
　　
　　一、系統(tǒng)組成及工作原理
　　
　　拉壓式主要用于測出彈簧的受力—變形曲線或彈簧剛度。從功能上看,試驗機(jī)一般由測量、傳動、操作控制、顯示打印等部分組成。國產(chǎn)試驗機(jī)的位移測量為游標(biāo)式結(jié)構(gòu),采用機(jī)械式定位機(jī)構(gòu),測量力顯示為指針式,雖有的試驗機(jī)采用了數(shù)顯方式,但其位移定位采用機(jī)械式結(jié)構(gòu),精度較低,不適用于高精度測量。*的試驗機(jī),采用精密力傳感器,帶微機(jī)處理,位移定位用高精度的光電開關(guān),測量速度選擇,手動和自動測量選擇,過載安全保護(hù),結(jié)果用數(shù)顯并帶微打印機(jī),測量精度高、定位準(zhǔn)確、操作方便。
　　
　　二、技術(shù)關(guān)鍵的設(shè)計
　　
　　研制中的技術(shù)關(guān)鍵在于機(jī)構(gòu)零部件的設(shè)計與制造。要求整機(jī)重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、定位準(zhǔn)確、工藝性好,設(shè)計過程中著重解決了以下幾個問題:
　　
　　1、導(dǎo)柱：國外試驗機(jī)為雙導(dǎo)柱結(jié)構(gòu),故結(jié)構(gòu)龐大不緊湊,今把雙導(dǎo)柱改為單導(dǎo)柱,此時,雖其受力情況、動力性能不如雙導(dǎo)柱機(jī)構(gòu),但經(jīng)過計算、單導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)仍能保證精度要求。
　　
　　2、底座：原有國產(chǎn)同類試驗機(jī)采用鑄造結(jié)構(gòu),鑄件雖剛性好,但體積大。經(jīng)過計算分析后,改用簿板彎曲成U形槽后焊接,加上適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)筋后仍能保持原有鑄件的剛度,經(jīng)有限元法分析及實際使用證明其剛度足夠。
　　
　　3、壓盤平行度誤差調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：測量時,兩壓盤的平行度誤差直接影響到測量結(jié)果,故在專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中明確加以限制,新試驗機(jī)中設(shè)置了平行度誤差調(diào)節(jié)圓盤,很方便地解決了兩壓盤的平行度問題。
　　
　　4、位移定位機(jī)構(gòu)：國外原試驗機(jī)在測量時的位移定位采用接觸式行程開關(guān),新則改用非接觸式的光電開關(guān),另外,在更的測量中,可以把光電開關(guān)的位置作為初定位,再用手動微進(jìn)給作為定位。
　　
　　5、導(dǎo)柱變形補(bǔ)償算法：由于單導(dǎo)柱的變形比雙導(dǎo)柱的大,故在精密測量中必須考慮導(dǎo)柱變形對測量結(jié)果的影響,把導(dǎo)柱的變形所造成的系統(tǒng)誤差在測量結(jié)果中加以修正。
　　
　　6、人機(jī)工程、外觀設(shè)計：在新型試驗機(jī)的設(shè)計中,很好地考慮了人機(jī)關(guān)系問題,使其更加合理,另外,在外觀設(shè)計,機(jī)器色彩搭配上也做到了協(xié)調(diào)一致、和諧、自然。
　　
　　三、導(dǎo)柱變形分析
　　
　　導(dǎo)柱作為試驗機(jī)的核心零件,其剛度的大小對測量精度影響極大并直接影響到位移傳感器測量的不確定度。設(shè)計中,要正確估計其變形值并加以修正,根據(jù)試驗機(jī)的結(jié)構(gòu)特點,通過簡化得到下列的力學(xué)模型。
　　
　　四、結(jié)論
　　
　　綜合了國內(nèi)外的優(yōu)點,利用反求工程設(shè)計研制了一種新型的,該試驗機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了*水平。下一步我公司將要解決提高導(dǎo)柱的剛度問題,以使該試驗機(jī)更加完善。
　　
　　

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