一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器，包括上、下壓力筒，感應(yīng)彈簧，限位法蘭和位移傳感器，所述壓力筒為上、下端面分別設(shè)有上大下小沉孔的縱剖面類似“H”形的圓筒體，下端設(shè)有外凸緣，外凸緣上開(kāi)設(shè)有一條軸向溝槽，所述上壓力筒的下端插入下壓力筒的上沉孔中構(gòu)成一個(gè)封閉壓力腔；所述感應(yīng)彈簧豎直安置在封閉壓力腔內(nèi)；所述限位法蘭套裝在所述上壓力筒的外圓上與被插入的下壓力筒的上端平面固定連接，限位法蘭內(nèi)圓周面對(duì)應(yīng)壓力筒外凸緣上開(kāi)設(shè)的溝槽處開(kāi)設(shè)有相同的軸向溝槽；所述位移傳感器的一端安置在限位法蘭內(nèi)圓周面開(kāi)設(shè)有的軸向溝槽中，另一端安置在上壓力筒外凸緣開(kāi)設(shè)的溝槽中。本發(fā)明具有較寬的量程和測(cè)量區(qū)間以及抗過(guò)載能力。
【專利說(shuō)明】一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種力值傳感器，特指一種船用錨鏈拉力試驗(yàn)機(jī)的力值傳感器，屬于力學(xué)測(cè)量傳感器領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]錨鏈拉力載荷試驗(yàn)，是將錨鏈直接夾持到錨鏈拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉力載荷試驗(yàn)，在同一臺(tái)機(jī)器上，不僅要對(duì)大噸位錨鏈進(jìn)行拉力試驗(yàn)，同時(shí)也要對(duì)小噸位錨鏈進(jìn)行拉力試驗(yàn)；根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T549-2008要求，同一根錨鏈不僅要對(duì)其進(jìn)行工作拉力載荷試驗(yàn)，保證錨鏈在“5.3……規(guī)定的拉力載荷下，永久伸長(zhǎng)應(yīng)不超過(guò)原始長(zhǎng)度的5%，”此外，還要對(duì)其進(jìn)行破斷載荷試驗(yàn)，所謂錨鏈破斷載荷試驗(yàn)是指:按標(biāo)準(zhǔn)要求抽取一組三個(gè)鏈環(huán)或五個(gè)鏈環(huán)，對(duì)其按拉力載荷值的140%?150%的力值進(jìn)行破斷載荷試驗(yàn)，在試驗(yàn)后，保證錨鏈在“5.2……規(guī)定的破斷載荷下不應(yīng)出現(xiàn)斷裂跡象。”;此外對(duì)于新產(chǎn)品錨鏈的試驗(yàn)，往往是先設(shè)定其變形量，然后通過(guò)加載使其變形達(dá)到設(shè)定，以確定錨鏈的強(qiáng)度；因此錨鏈拉力試驗(yàn)機(jī)的力值傳感器不僅需要超寬量程，而且要具備較強(qiáng)的過(guò)載能力。目前市場(chǎng)上的拉力機(jī)大力值傳感器一般用輪幅式傳感器，傳感器內(nèi)部一般為電阻應(yīng)變片式，這種傳感器雖然測(cè)量體積小、精度高，但是，傳感器量程范圍窄，因此不適合在錨鏈拉力試驗(yàn)機(jī)上使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有力值傳感器量程窄，過(guò)載欠保護(hù)的問(wèn)題和缺陷，提供一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器，包括上、下壓力筒，感應(yīng)彈簧，限位法蘭和位移傳感器，所述壓力筒為上、下端面分別設(shè)有上大下小沉孔的縱剖面類似“H”形的圓筒體，下端設(shè)有外凸緣，外凸緣上開(kāi)設(shè)有一條軸向溝槽，所述上壓力筒的下端插入下壓力筒的上沉孔中構(gòu)成一個(gè)封閉壓力腔；所述感應(yīng)彈簧豎直安置在封閉壓力腔內(nèi)；所述限位法蘭套裝在所述上壓力筒的外圓上與被插入的下壓力筒的上端平面固定連接，限位法蘭內(nèi)圓周面對(duì)應(yīng)壓力筒外凸緣上開(kāi)設(shè)的溝槽處開(kāi)設(shè)有相同的軸向溝槽；所述位移傳感器的一端安置在限位法蘭內(nèi)圓周面開(kāi)設(shè)有的軸向溝槽中，另一端安置在上壓力筒外凸緣開(kāi)設(shè)的溝槽中。
[0006]本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0007]所述的力值傳感器還設(shè)有導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置是指在上壓力筒外側(cè)設(shè)置的凸塊與限位法蘭的內(nèi)圓周面上設(shè)置的滑槽相配合，限制上壓力筒在下壓力筒內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]所述壓力筒的上、下沉孔間還設(shè)有貫穿的中心孔，并在上壓力筒的中心孔中固定連接有一根芯軸，芯軸的另一端可上下移動(dòng)穿插在下壓力筒的中心孔中。其中所述的芯軸為空心圓管；所述的固定連接為螺紋連接。
[0009]上述所述感應(yīng)彈簧為碟形彈簧。
[0010]本發(fā)明一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器，通過(guò)彈簧作為拉力機(jī)傳感器的拉力感應(yīng)元件，利用限位法蘭，保證彈簧在傳感器上有足夠的預(yù)警力，此外在上下壓力筒的壓力腔完全閉合狀態(tài)下，仍然能夠保證傳感器內(nèi)部的彈簧在其彈性范圍內(nèi)，從而滿足了傳感器的高線性度與高重復(fù)度的要求，為獲得穩(wěn)定的傳感器測(cè)量精度提供了保證；同時(shí)，通過(guò)對(duì)彈簧的設(shè)計(jì)，可以方便獲得傳感器所需要的量程和測(cè)量區(qū)間。為了提高傳感器抗過(guò)載能力，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得上下壓力筒的壓力腔在完全閉合狀態(tài)下，上壓力筒上的力能夠直接傳遞到下壓力筒上，從而提高了傳感器的抗過(guò)載能力。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過(guò)下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說(shuō)明進(jìn)行圖示和解釋，該實(shí)施例，是參照附圖僅作為例子給出的。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的彈簧力值傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述:
[0015]如圖1和圖2所示，為本發(fā)明的一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器，包含上壓力筒12、下壓力筒22、碟形彈簧14、限位法蘭21、位移傳感器16和導(dǎo)向裝置18，所述上壓力筒12和下壓力筒22結(jié)構(gòu)相同為圓形筒狀，在筒體12內(nèi)中部設(shè)有隔板12b，將筒體12型腔分為上下型腔，在筒體12的下底部還設(shè)有開(kāi)有缺口 12d的環(huán)形法蘭12c，且將環(huán)形法蘭12c嵌入式安置在下壓力筒22的上型腔內(nèi)，形成一個(gè)封閉的壓力腔A ;所述碟形彈簧14安置在壓力腔A內(nèi)；所述限位法蘭21也設(shè)有缺口 21a，與法環(huán)形蘭12c上的缺口 12d相對(duì)應(yīng)，通過(guò)螺釘13固定在下壓力筒22的上平面22a上；所述位移傳感器16的兩端分別固定在環(huán)形法蘭12c的缺口 12d和限位法蘭21的缺口 21a內(nèi)；所述導(dǎo)向裝置18為上壓力筒12的外側(cè)固定的鍵18a與限位法蘭21上的鍵槽18b相配合，保證上壓力筒12與下筒體22之間只有相對(duì)移動(dòng)，不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]此外，在上筒體12的隔板12b沿著筒體中軸線設(shè)有螺紋通孔，在上筒體12的下型腔內(nèi)，通過(guò)隔板12b上的螺紋通孔固定著一根圓管芯軸15為碟形彈簧14定位；且隔板12b上螺紋孔為通孔；在下壓力筒22的上下型腔之間的隔板22b沿著筒體中軸線設(shè)有大于芯軸15直徑的通孔。
[0017]所述上壓力筒12、下壓力筒22的上下端面均設(shè)有螺紋孔，以方便互相之間或與設(shè)備的連接；為了便于傳感器安裝連接，提高傳感器的剛性，本實(shí)施例壓力筒上型腔直徑大于下型腔直徑，如dll > dl2，上壓力筒12外徑Dll大于下壓力筒的下型腔直徑d22，上壓力筒12的環(huán)形法蘭12c外徑D12與下壓力筒的上型腔直徑d21間隙配合，保證上壓力筒12在下壓力筒22內(nèi)移動(dòng)順暢。
[0018]此外，本實(shí)施例的測(cè)量方法包括以下步驟:
[0019]I)、檢測(cè)壓力傳感器彈簧14的彈性模量E，校驗(yàn)位移傳感器16的位移變換系數(shù)k ；本實(shí)施例傳感器彈簧預(yù)緊力(大于彈簧最小線性壓力)為108kN，傳感器彈簧最小壓力顯示值為120kN ;傳感器彈簧最大壓力顯示值為1200kN ;傳感器顯示值區(qū)間:在彈簧可壓縮行程約5%?95%區(qū)間內(nèi)。
[0020]2)、根據(jù)工作要求，利用傳感器兩端端面通過(guò)法蘭將其安裝到壓力機(jī)上；
[0021]3)、將壓力傳感器上的位移傳感器16、通過(guò)導(dǎo)線和信號(hào)變送器與計(jì)算機(jī)相連，并保持測(cè)量通道與計(jì)算機(jī)顯示界面相對(duì)應(yīng)；
[0022]4)、設(shè)置測(cè)量參數(shù)，校驗(yàn)傳感器，將把步驟I)確定的參數(shù)值輸入計(jì)算機(jī)，校驗(yàn)傳感器的最小值，根據(jù)“胡克定律”確定拉力機(jī)的壓力值為:
[0023]F = 120+E.k.I x I，x為傳感器在F = Fmin時(shí)為O的位移變量；
[0024]5)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理:當(dāng)拉力機(jī)工作時(shí)，拉力小于120kN時(shí)，計(jì)算機(jī)不顯示，輸出報(bào)警，按步驟I)?步驟4)在傳感器組上面再添加一個(gè)更小傳感器；當(dāng)拉力機(jī)工作時(shí)，拉力到達(dá)或大于120kN < F < 1200kN時(shí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取顯示傳感器數(shù)值；當(dāng)拉力機(jī)工作時(shí)拉力超出12000kN時(shí)，計(jì)算機(jī)報(bào)警。
[0025]6)、測(cè)試完成，拉力機(jī)卸荷，系統(tǒng)復(fù)位，關(guān)閉電源，以便下次測(cè)試；
[0026]此外，本發(fā)明還可以利用傳感器上下端面上的螺紋孔，固定一個(gè)獨(dú)立的平臺(tái)，利用平臺(tái)進(jìn)行獨(dú)立的壓力檢測(cè)，以擴(kuò)大其使用范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器，包括上、下壓力筒，感應(yīng)彈簧，限位法蘭和位移傳感器；其特征在于:所述壓力筒為上、下端面分別設(shè)有上大下小沉孔的縱剖面類似“H”形的圓筒體，下端設(shè)有外凸緣，外凸緣上開(kāi)設(shè)有一條軸向溝槽，所述上壓力筒的下端插入下壓力筒的上沉孔中構(gòu)成一個(gè)封閉壓力腔；所述感應(yīng)彈簧豎直安置在封閉壓力腔內(nèi)；所述限位法蘭套裝在所述上壓力筒的外圓上與被插入的下壓力筒的上端平面固定連接，限位法蘭內(nèi)圓周面對(duì)應(yīng)壓力筒外凸緣上開(kāi)設(shè)的溝槽處開(kāi)設(shè)有相同的軸向溝槽；所述位移傳感器的一端安置在限位法蘭內(nèi)圓周面開(kāi)設(shè)有的軸向溝槽中，另一端安置在上壓力筒外凸緣開(kāi)設(shè)的溝槽中。
2.如權(quán)利要求1所述的一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器，其特征在于:所述的力值傳感器還設(shè)有導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置是指在上壓力筒外側(cè)設(shè)置的凸塊與限位法蘭的內(nèi)圓周面上設(shè)置的滑槽相配合，限制上壓力筒在下壓力筒內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器，其特征在于:所述壓力筒的上、下沉孔間還設(shè)有貫穿的中心孔，并在上壓力筒的中心孔中固定連接有一根芯軸，芯軸的另一端可上下移動(dòng)穿插在下壓力筒的中心孔中。
4.如權(quán)利要求3所述的一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器，其特征在于:所述的芯軸為空心圓管；所述的固定連接為螺紋連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器，其特征在于:所述的固定連接為螺釘連接。
6.如權(quán)利要求1所述的一種拉力試驗(yàn)機(jī)的彈簧力值傳感器，其特征在于:所述感應(yīng)彈簧為碟形彈簧。
【文檔編號(hào)】G01L1/04GK104236760SQ201410458563
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】唐文獻(xiàn), 蘇世杰, 李欽奉, 張建, 齊繼陽(yáng), 趙華, 王海榮 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)