彈簧試驗(yàn)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(chǔ)存和輸出能量以及控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)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(duì)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(duì)彈簧生產(chǎn)過程的監(jiān)控及產(chǎn)品的終檢驗(yàn),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(yàn)機(jī)具有重要的意義。國內(nèi)生產(chǎn)的彈簧試驗(yàn)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(yàn)機(jī)相比。下面是我公司分析綜合*試驗(yàn)機(jī),應(yīng)用反求工程自行開發(fā)設(shè)計(jì)的一種新型的拉壓式彈簧試驗(yàn)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(yàn)機(jī)一般由測量、傳動(dòng)、操作控制、顯示打印等部分組成。國產(chǎn)試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(dòng)和自動(dòng)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(jì)
　　
　　研制中的技術(shù)關(guān)鍵在于機(jī)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)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(jì)過程中著重解決了以下幾個(gè)問題:
　　
　　1、導(dǎo)柱：國外試驗(yàn)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(shí),雖其受力情況、動(dòng)力性能不如雙導(dǎo)柱機(jī)構(gòu),但經(jīng)過計(jì)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(yàn)機(jī)采用鑄造結(jié)構(gòu),鑄件雖剛性好,但體積大。經(jīng)過計(jì)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(shí)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(shí),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(yàn)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(yàn)機(jī)在測量時(shí)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(dòng)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(duì)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(jì)：在新型試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)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(jì),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(yàn)機(jī)的核心零件,其剛度的大小對(duì)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(jì)中,要正確估計(jì)其變形值并加以修正,根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),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(diǎn),利用反求工程設(shè)計(jì)研制了一種新型的,該試驗(yàn)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(yàn)機(jī)更加完善。
　　
　　

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