专利名称：直载式恒力弹簧支吊架检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属机械工程领域。
本实用新型涉及一种用于机械产品“恒力弹簧支吊架”的专用检测装置，恒力弹簧支吊架(以下简称恒吊)用于工业热力管道等设备，作为在热胀冷缩工况下可随管道位移的恒力支承装置。恒吊在生产时需对其作全位移过程的支承力恒定度进行检测。为说明此一特定概念，参看
图1、图2。恒吊的工作原理是以其内部的弹簧4作为储能部件，通过运动转换臂3与负载(管道等)连结。当负载物在额定的距离内移动时，例如图2中的管段A1由实线位置移动到虚线位置(此两位置的垂直距离称为位移)，恒吊内的储能部件均可提供恒定的支承力PT与该负载的重力W平衡(参见图2)。由于恒吊的内部构件在受到外力产生运动时，也同时产生摩擦力R，此摩擦力R的方向必与构件运动的方向相反。又由于恒吊在使用时自始至终都要受到管道重力W的作用，而W始终是向下的，其内部构件的运动又是由W带动的，所以产生的摩擦力R的方向就与W相反而与支承力PT一致。所以恒吊在使用中可用如下的力系平衡方程式来表达，即W＝PT+R………[1]所谓“全位移过程的(对负载)支承力的恒定度”即指在冷热状态交替变化时，无论管段是由实线位置移向虚线位置或其返程，在双向行程的任意静止点上，该管段的重力W均可获得恒吊提供的在额定范围内的恒定支承力。
已知传统技术的检测装置，是简单的将被检测的恒吊悬挂在液压拉力机的活塞与底座之间作往复拉伸试验，其主要功能是实现位移运动，并未考虑到恒吊应有的负载作用方向，参见图3。当恒吊在这种传统的检测装置上进行测试时所产生的力系平衡可区分为两种不同的情况；设活塞上行时为进程测试，活塞下行时为回程测试。下面依此进行分析1、当进程测试时，活塞为主动件，摩擦力R的方向与活塞牵引力(相当于负载W)运动的方向相反，其方向是向下的，各力的平衡关系如下W＝PT+R………[2]2、当回程测试时，活塞处于保压状态，W仍保持向上的力，但活塞运动的方向却改变向下，内部构件的运动方向也都与进程测试阶段相反，故摩擦力R的方向也改变为与W的方向一致，此时力的平衡关系如下W+R-PT＝O 即W＝PT-R………[3]观察式[2]与[3]，显见两式不等值。然而作为代表管段载荷的活塞动力W，其值应该是不变的。上两式出现差值的原因主要是此种传统的检测方式与恒吊在现场实际应用时受力的方式不一致。在使用现场中作为恒吊负载的实际管段，在任何情况下其重力W总是向着地心，且W总是作为支承系统运动的主动件，从而恒吊运动机构的摩擦力R的方向也总是保持固定的方向不变，如式[1]所表达的平衡关系。
本实用新型的目的是提供一和新型的恒吊检测装置，使恒吊在检测过程中的受力关系与其在现场实际使用时的受力关系完全一致，从而可获得符合恒吊实际性能的检测数据。
本实用新型采取如下的技术方案设计一种直载式恒力弹簧支吊架检测装置，采用液压机及其活塞与被检产品相连，实现位移运动，在液压机的下部设置作为直接负载的可调整砝码及负载隔离机构，实现被检产品的位移运动与负载功能分开，使得被检产品无论在进程测试或回程测试阶段都保持载荷W的作用在同一方向，达到使被检产品在测试时的受力状态与在使用时的受力状态一致。
下面以附图和实例对本实用新型的结构作详细的叙述。
附图1 为恒吊在支承热力管道时的安装示意图。图中1与2为两种不同位移方向的恒吊；CDEFG表示管道系统中之一段；C、E、G为刚性固定点，管道热胀时其位置不变，虚线示管道在热膨胀状态时的位置。
附图2 为图1中恒吊1的结构示意图。图中管段A1所具有的重力力矩通过运动转换臂3与弹簧4的力矩相平衡。运动转换臂3可随管段A1升降(A2为A1上升时的一个位置)而绕其转动轴上下运动。弹簧4予先储有一定能量并始终跟随管段A1的位移而保持其平衡力矩。
附图3 为已知传统技术的通用检测装置示意图。1为液压机、2为液压机活塞，3、6、8为连结杆、4为恒吊的运动转换臂、5为被检测恒吊、7为拉力传感器、9为拉力读数显示器。
附图4 为本实用新型的结构示意图，系实施例之一，其中D放大图中的11与15为实施止动功能时的位置示意。图中各主要组成件可划分为三大部分。其中第一部分为动力牵引部件，由液压机1与主油缸活塞2构成；第二部分为负载分隔部件，由圆盘10与11、挡板12、止动构件14、15、16构成；第三部分为可调整负载部件，由拉力传感器7、砝码拉杆8、拉力读数显示器9、砝码13构成。其详细特征见后文叙述部分。
附图5 为图4中砝码13的作用被隔离后，恒吊的受力示意图。PT为弹簧力，R为摩擦力，W1为机架反力。
由图4可见，主油缸活塞2固定于液压机1的上端，活塞2可随液压机的操纵而产生上升或下降运动；拉杆3的一端与活塞连接，其另一端则与被检测的恒吊5上的运动转换臂4铰结。当活塞2产生上下位移运动时，运动转换臂4也绕其内部的转轴转动而产生相应的位移；恒吊5上的基架则以拉杆6与拉力传感器7连接，拉力传感器的另一端则与砝码拉杆8相连；园盘10与11分别与拉杆6及8的凸台固定连结；在砝码拉杆8的底盘上根据负载需要，放置若干砝码13。拉力读数显示器9用导线与拉力传感器7相连。当对恒吊5实施检测时，液压机的拉伸作用力将沿活塞2、拉杆3、恒吊5、拉杆6、拉力传感器7、砝码拉杆8、砝码13的串连作用力线而发生作用。而当拉力传感器的上下端产生拉力作用时，显示器则读出所计量的作用力数值。负载分隔部件中的挡板12固定在液压机机架上；止动构件14、15、16固定在挡板12上，手柄14可使止动杆15在其导套内左右移动；当手柄16绕其左方的支轴上下转动时就将力矩传给止动杆15，使其也产生相应的转动，从而带动园盘11及与其相连的拉力传感器7等作上下移动。
本装置的特征是由液压机1及活塞2组成的动力牵引部件借助拉杆3使恒吊的运动转换臂4产生位移运动。而本装置的负载部件则以可调换的砝码13直接加载，砝码的重力经由砝码拉杆8作用于拉力传感器7与运动转换臂4实现加载的功能。由此可见，被测试的恒吊的位移运动与其所受到的负载功能是分开的。而且本装置在实现位移运动与加载功能的同时又借助分隔部件的协调作用保持“进程测试”与“回程测试”两个阶段的负载作用力在同一个方向，其工作原理如下(1)进程测试根据被测恒吊的设计载荷，放置若于相应的砝码。在未测试前，砝码的重力由圆盘10承担，开动液压机使活塞2上升，直至圆盘11与挡板12接触，然后运动转换臂4开始运动，显示器9开始有拉力读数。此时起可分段定点停机，读取进程各点的支承力数值，直至终点。在此范围的恒吊受力关系与前述方程式[1]相同，其受力平衡式为PT+R-W＝O拉力传感器的读数为W＝PT+R………[4]
(2)回程测试先将止动机构的手柄14向左拉出，使止动杆15处于圆盘11的下方，再将手柄16下压，使止动杆15托住圆盘11，使砝码13被止动不能下垂(此刻的恒吊由于失去负载，其受力状态与传统技术的回程测试状态相同，其力系平衡方程式与式[3]一致，参见图5)。然后开动液压机使活塞转向回程。在全回程中可分段停机，例如每隔20MM停机，可使拉杆3每次向下回缩20MM，然后放松手柄16，使砝码自由下垂，恒吊受载。此时显示器9的读数即为回程中一个点的支承力值。依此类推，即可得出回程各分点的支承力数据。在回程范围内的恒吊受力关系，仍与进程测试的平衡式[4]相同。据此，再对照前述的式[1]，可见无论“进程”与“回程“的测试，砝码的重力始终向下，符合恒吊在实际应用时的受力状态。
根据上述测试原理，用砝码加载相当于使恒吊直接受到管段的重力作用，因而检定的数据直接反映该恒吊的实际性能。
本实用新型的负载部件可采用其它具有储能作用的机械零件，如弹簧加调整机构来代替砝码部件。
权利要求一种直载式恒力弹簧支吊架检测装置，主要由动力牵引、负载分隔与可调整负载三大部分组成，其特征在于动力牵引部件由液压机(1)与活塞(2)构成，负载分隔部件由圆盘(10)与(11)、挡板(12)、止动构件(14)、(15)、(16)构成，可调整负载部件由拉力传感器(7)、砝码拉杆(8)、拉力读数显示器(9)、砝码(13)构成，被检测的恒吊(5)上的运动转换臂(4)以拉杆(3)与活塞(2)铰结，恒吊(5)上的基架则以拉杆(6)与拉力传感器(7)连接，拉力传感器的另一端则通过砝码拉杆(8)与可调整的砝码(13)相连，圆盘(10)与(11)分别与拉杆(6)及(8)连接，拉力读数显示器(9)用导线与拉力传感器(7)相连，止动构件(14)～(16)固定在挡板(12)上。
专利摘要一种直载式恒力弹簧支吊架检测装置,其特征是由液压机及其活塞组成动力牵引部件,由圆盘、挡板及止动构件组成分隔部件,由拉力传感器、砝码拉杆、拉力读数显示器及砝码组成可调整负载部件,将被检测的产品两端串连于活塞与拉力传感器之间,由砝码直接加载,由动力牵引部件实现位移运动,两者的功能分开,从而使被检产品受到的直接负载与其在使用现场中的工况一致,其被检定的数据能真实的反映产品的性能。本实用新型属机械工程领域。
文档编号G01L5/00GK2301719SQ94200549
公开日1998年12月23日 申请日期1994年1月6日 优先权日1994年1月6日
发明者金佩峰 申请人:金佩峰