一种测力装置的制作方法

本发明涉及力学性能测试装置领域中的一种测力装置,特别适用于有液体过流环境下构件的力学性能测试。

背景技术：

采用力学性能测试方法能够提高产品出厂前成品合格率，确保产品使用过程中的可靠性。目前产品力学性能测试普遍采用的方法是将力作用到弹性件上，通过测量该弹性件的偏移或者应变来测量构件受力情况，进而判断产品性能特点。在常规的测量过程中，该测量方式可以准确反应所测构件上作用力的情况，然而在测试构件旋转，或者直线运动同时做旋转运动等更复杂的运动时，构件运动导致待测构件与测力装置接触面随着构件运动不断变化，弹性件的偏移或者应变与构件受力情况不同步，测试结果无法准确反映构件受力情况。

另一方面，目前的测力装置大多是在无液体环境下工作的，对于一些必须有液体过流才能检验其力学性能特征的工件，如石油装备制造工业中自动垂直钻井系统、旋转导向钻井系统等井下智能钻井系统的执行机构，在制造或者使用过程中，对其力学性能的测试需在液体环境下进行。测试过程中需有高压液体流经执行机构，从而测量执行机构推靠力的大小，响应速度等进而验证执行机构机械性能。对于该类有液体过流环境下构件的力学性能现有工具缺乏有效测试能力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种测力装置，它可以测量施加在液体环境下静止或者运动构件上的力的情况。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种测力装置，包括导套1、测试轴3、安装板5、传感器7、封盖8和支架13，支架13两端分别固定有导套1和封盖8，传感器7安装在支架13内部，其中：测试轴3下部套在导套1内，测试轴3下端伸出导套1并与导套1轴向滑动密封配合，测试轴3下端设有凹槽，凹槽内安装有轮轴2，轮轴2上固定安装有测试压头16；安装板5连接在测试轴3上端，传感器7通过安装板5与测试轴3对接。

上述方案进一步包括：

所述封盖8上安装有调整杆12，调整杆12穿过传感器7，并与传感器7构成螺旋配合。

安装板5和测试轴3外表面上分别安装有导轨6，导轨6与支架13内表面构成滑动配合。

在测试轴3上部凸轴，凸轴外安装弹性件4，弹性件底部与测试轴3相接触，弹性件4顶部与安装板5相接触，安装板5与凸轴构成轴向滑动配合，凸轴顶部通过螺帽将安装板5连接。

封盖8与调整杆12接触部分安装有轴承10，测试轴3与导套1之间安装有1个及以上的第一密封圈15。

所述测力装置还包括中通的底座21和设置在底座上的加紧装置20，加紧装置20均布在底座21的外周，一个或数个测力装置通过导套1与底座21连接，测试轴3伸出端内的测试压头16与设定在底座21内的被测物体构成接触配合。

所述底座21为筒状结构，加紧装置20为轴套与旋轴组成，加紧装置20旋轴径向穿过底座21壁后与被测试物体锁定配合。

在底座21内筒壁的两端口处还均布有数个垫块22。

本发明所述的测力装置具有的有益效果是：测力装置测试轴安装在导套里，导套与测试轴之间以及导套外表面安装有密封圈，能够阻止测试环境中的液体通过测试轴与导套滑动处流向力传感器，损坏传感器，确保测试装置能够在液体测试环境中正常工作。测力装置测试轴上安装有轮轴，测试压头固定安装在轮轴上，在测量过程中测试压头随着构件的运动滚动，使测力装置与测量运动构件接触面相对稳定，进一步提高测力装置测量精度。测力装置安装在测试轴上的弹性材料能够精确将运动构件测试过程中作用在运动构件上的力传递到传感器上，使传感器能够准确测量施加在构件上力的变化情况。测试装置安装板，测试轴外表面上分别安装有导轨，在测量运动构件受力情况时候能够导引安装板、测试轴沿轴向运动，减少由于运动构件的运动而对测试装置的冲击，提高了测试装置的寿命。该测力装置结构简单、易于安装，测量准确度高，可靠实用，可以完成液体环境中作用在静止或者运动构件上的力的测量。

附图说明

图1是本发明的一种测力装置实施例剖面图；

图2是本发明的另一种测力装置实施例的立体图。

图1中：1. 导套 ，2. 轮轴， 3. 测试轴 ，4. 弹性件， 5.安装板， 6. 导轨，7.传感器 ，8. 封盖， 9. 螺栓 ，10. 轴承 ，11. 小盖板， 12.调整杆 ，13.支架， 14.螺母 ，15.第一密封圈， 16.测试压头 ，17.第二密封圈 ， 18.销钉；

图2中 ：19.测力装置 ，20.加紧装置， 21. 底座， 22.垫块。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步详述。

实施案例1

如附图1所示，本测力装置包括导套1、测试轴3、安装板5、传感器7、封盖8和支架13。传感器7通过安装板5与测试轴3连接；测试轴3安装在导套1里，导套1与支架13一端通过螺栓固定联接；支架13另一端通过螺栓9固定安装有封盖8。封盖8与调整杆12接触部分安装有轴承10，轴承10、调整杆12通过小盖板11固定安装在封盖8上，调整杆12穿过传感器7，并与传感器7构成螺旋配合，通过旋转调整杆12可以推动传感器7移动。测试轴3上安装有轮轴2，测试压头16通过销钉18固定安装在轮轴2上。安装板5和测试轴3外表面上分别固定安装有导轨6，支架13内表面也设有轨道槽，导轨6与支架13内表面上的轨道槽构成滑动配合。

测力装置还包括弹性件4，弹性件4为弹簧或者碟簧，其安装于测试轴3上，一端与测试轴3相接触，另一端与安装板5相接触。螺母14将安装板5、弹性件4和测试轴3固定安装在一起。

测试装置还包括第一密封圈 15和第二密封圈 17，测试轴3与导套1之间安装有数量为一个或一个以上的第一密封圈 15，导套1外表面安装有第二密封圈 17。

实施案例2

参照附图2，在实施例1的基础上，整个测力装置19固定安装在底座21上。底座21上安装有紧固装置20和垫块22。

实施案例1中，测力装置19可选择不同的安装底座，设计过程中可以根据待测构件的形状设计适合的安装底座，使其与运动构件匹配，保证测试过程准确。运动构件的紧固方式可根据待测构件的形状及结构进行选择，优选的紧固装置可选择为顶紧丝杠夹紧，其数量可以根据需要选择1个及以上；同时也可以根据需要设计垫块，确保不规则形状的构件与底座良好接触，消除测试过程中因为接触不良产生的测量误差。

实施案例1中，测力装置安装底座上可以设计安装相应的挡罩，该挡罩的形状可以根据运动构件及安装底座的形状进行设计。在测试有液体过流的运动构件受力情况时，挡罩可将过流液体导流到预定的装置中，防止测试过程对环境造成污染，保持测试区域整洁。根据待测构件运动需测受力位置的数量可在底座上安装1个或者更多的测力装置。

实施案例1中，传感器7测量结果实时采集可选择不同的方式，测量运动构件受力情况时，优选模拟信号无线发射接收的方式完成对测量信号实时采集。在传感器的信号发射端可设置相应的端盖，防止测试过程中测试环境及人为因素对传感器造成损坏。

本发明的工作过程如下：将待测构件安装到底座21的垫块22内，调节紧固装置20，固定待测构件，旋转调整杆12，使测试压头16与待测构件表面接触。打开待测构件受力数据采集软件，按照测量要求调整待测件运动状态，采集构件受力数据。在测量完成后，数据采集软件会自动将采集到的数据备份。至此，待测构件受力状况的测量工作完成。