一种测量热双金属片的热形变及形变力一致性的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量装置，特别涉及一种测量热双金属片的热形变及形变力一致性的装置。
【背景技术】
[0002]面对当今全球能源短缺的现状下，各国相继提出“智能电网”的概念。我国“智能电网”中的目标有“确保电力供应的安全性、可靠性和经济性”。断路器作为电网开断及保护装置，热双金属片为断路器热脱扣机构核心元件。热双金属片的形变与形变力不一致性，直接影响到断路器的安全性、可靠性和经济性。一方面降低了热双金属片生产厂家产品的合格率；另一方面导致断路器制造厂家在断路器出厂检测时，会有一定数量的断路器未能在规定的时间内脱扣，需重新返回生产线手工调节热双金属片与脱扣机构的位置，不仅影响工厂生产效率，也会影响到热双金属片的脱扣性能。
[0003]断路器制造厂家及热双金属片生产厂家亟需解决热双金属片热形变导致弯曲与形变力不一致性问题。检测热双金属片一致性测试设备大都基于油槽接触式测量方法；其测量系统采用加热油槽为温度场，将热双金属片置于油槽里，位置传导杆与热双金属片接触，通过热双金属片在不同温度下热形变导致挠度变化使传递杆上升或下降，激光传感器与压力传感器通过对传递杆的测量读出热双金属片的形变及热变形力。
[0004]油槽接触式测量方法具有在温度场中温度分布均匀等优点，但升降温测试导致位移传递杆热变形，温变引起油液粘度变化致使油液中位移传递杆所受浮力发生变化，传递杆与传递杆定位架之间摩擦力也会变化。由以上因素可知，温度变化所导致传递杆受力及形变所导致的多力耦合，会导致过大的测量误差及精度稳定性。另外油槽中油介质需经常更换；导致油槽接触式测量装置不仅使用效率低，而且每次换油需要重新标定。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对上述问题，提供了一种测量热双金属片的热形变及形变力一致性的装置，其效率高，精度高，又环保。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
[0007]一种测量热双金属片的热形变及形变力一致性的装置，包括:
[0008]一个具有水平调节功能的水平安装台；
[0009]设置于水平安装台下方的高温恒温箱；
[0010]通过主轴悬空设置于水平安装台下方并伸入高温恒温箱中的转台，沿转台的圆周设有呈中心对称的若干用于夹持热双金属片的定位夹具，水平安装台上设有与主轴相连的旋转电机；
[0011]设置于水平安装台上并分别位于主轴两侧的热变形力测量机构和挠度测量机构；
[0012]所述水平安装台和高温恒温箱的上表面均开有与热变形力测量机构和挠度测量机构的位置相对应的U型槽。
[0013]其中，所述热变形力测量机构包括压力传感器、力传递杆和两轴微动平台；所述两轴微动平台固定在水平安装台上，力传递杆与压力传感器相连，压力传感器固定于两轴微动平台的前侧并保持力传递杆垂直向下伸入高温恒温箱中，所述压力传感器和力传递杆可在两轴微动平台的带动下在竖直平面内移动。
[0014]其中，所述挠度测量机构包括激光传感器、直线导轨、驱动电机和四轴微动平台；所述四轴微动平台固定在水平安装台上，直线导轨固定在四轴微动平台的前侧并可在四轴微动平台的带动下在水平面内移动；所述激光传感器固定在直线导轨上，激光传感器发射的激光垂直向下射入高温恒温箱中；所述驱动电机设置于直线导轨的端部，用于驱动激光传感器沿直线导轨平移。
[0015]其中，所述定位夹具包括具有导向槽的底座、设置于导向槽内的主动滑块、两个定位滑块和前端定位滑块以及可上下垂直移动的压柱；所述压柱、前端定位滑块和主动滑块从前往后依次排列在底座的中心线上，且主动滑块和位滑块均可在导向槽内作前后直线移动，两个定位滑块对称夹持于前端定位滑块的左右两侧并通过连杆与主动滑块联动，通过主动滑块在导向槽内前后移动带动两个定位滑块在导向槽内作左右移动。
[0016]其中，所述前端定位滑块通过调节螺栓与底座的前侧壁相连，并通过调节螺栓使前端定位滑块在导向槽内作前后直线移动。
[0017]其中，所述两个定位滑块的前端沿其相对方向分别设有两个相互啮合的梳齿，该梳齿的高度低于定位滑块的高度；所述前端定位滑块呈7字型，其顶端水平向前延伸出高于定位滑块的梳齿的凸台；所述热双金属片被夹持于两个定位滑块之间，其一端抵接于前端定位滑块，并被压柱固定于定位滑块的梳齿之上。
[0018]其中，所述主轴为阶梯轴，阶梯轴外套有轴套，轴套的两端分别设有上、下轴承端盖，轴套与下轴承端盖分别夹持于水平安装台的上下表面将阶梯轴固定在水平安装台上；所述上轴承端盖上盖有筒盖，上轴承端盖与筒盖之间设有与阶梯轴相连的联轴器；所述旋转电机固定于筒盖上并通过联轴器驱动阶梯轴转动。
[0019]其中，所述阶梯轴的两端分别套有上、下角接触球轴承，所述下角接触球轴承的下端抵接于下轴承端盖，所述阶梯轴伸出上角接触球轴承部分设有压紧螺母抵接于上轴承端至
ΠΠ O
[0020]其中，所述旋转电机和驱动电机均为伺服电机。
[0021]其中，所述水平安装台包括矩形框架和水平板，矩形框架底部的四角分别装有滚轮，水平板的四角通过螺栓和螺母的配合固定于矩形框架顶部。
[0022]本发明的有益效果为:
[0023]I)本发明中的挠度测量机构为空气温度场不接触式，在同一温度下激光传感器以很高频率发出测量光束，在一条热双金属片上测出很密集的近似一条线的点而不是只能测一个点，其测量更具科学性。
[0024]2)定位夹具适用于固定不同宽度和长度的热双金属片，保证了条形热双金属片的中心线位置与圆盘的法向重合，同时保证激光传感器与压力传感器测量位置为热双金属片的中心线，提高测量结果的准确性。
[0025]3)使用具有水平调节功能的水平安装台、四轴微动平台和两轴微动平台，最大可能减小测试误差。
[0026]4)转台上中心对称设置有若干定位夹具，一次可安装多个热双金属片，转动转台对热双金属片依次测试，大大提高了测试效率。
【附图说明】
[0027]图1为本发明整体示意图。
[0028]图2为图1中的热变形力测量机构示意图。
[0029]图3为图1中的挠度测量机构示意图。
[0030]图4为图1中的定位夹具示意图。
[0031]图5为图1中的主轴剖视图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
[0033]如图1所示，一种测量热双金属片的热形变及形变力一致性的装置，包括一个具有水平调节功能的水平安装台1，设置于水平安装台I下方的高温恒温箱2，通过主轴3悬空设置于水平安装台I下方并伸入高温恒温箱2中的转台4，沿转台4的圆周设有呈中心对称的若干用于夹持热双金属片的定位夹具5，水平安装台I上设有与主轴3相连的旋转电机6，以及设置于水平安装台I上并分别位于主轴3两侧的热变形力测量机构7和挠度测量机构8。且水平安装台I和高温恒温箱2的上表面均开有与热变形力测量机构7和挠度测量机构8的位置相对应的U型槽。
[0034]其中，水平安装台I具体包括矩形框架和水平板。矩形框架由铝合金材料制成，矩形框架底部的四角分别装有滚轮，以便于移动本装置，滚轮优选为带自锁功能的滚轮，防止本装置在使用过程中发生移动影响测量结果。水平板的四角通过螺栓和螺母的配合固定于矩形框架顶部，通过调节螺栓以保证水平板与转台4的平行度。
[0035]为了便于装卸，可以将转台4设计成一个固定安装盘和套在固定安装盘外的圆环式安装盘，其中，固定安装盘与主轴固连，定位夹具5安装在圆环式安装盘上，圆环式安装盘与固定安装盘为可拆卸式连接。
[0036]如图2所示，热变形力测量机构7包括压力传感器72、力传递杆73和两轴微动平台71。两轴微动平台71固定在水平安装台I上，力传递杆73与压力传感器72相连，压力传感器72固定于两轴微动平台71的前侧并保持力传递杆73垂直向下依次穿过水平安装台I和高温恒温箱2的上表面的U型槽，伸入高温恒温箱2中。压力传感器72和力传递杆73可在两轴微动平台71的带动下在竖直平面内移动。
[0037]通过两轴微动平台7与水平安装台I的共同作用，可有效保证力传递杆73与被测热双金属片的垂直度。
[0038]如图3所示，挠度测量机构8包括激光传感器81、直线导轨82、驱动电机83和四轴微动平台84。四轴微动平台84固定在水平安装台I上，直线导轨82固定在四轴微动平台84的前侧并可在四轴微动平台84的带动下在水平面内移动。激光传感器81固定在直线导轨82上，激光传感器81发射的激光依次穿过水平安装台I和高温恒温箱2的上表面的U型槽，垂直向下射入高温恒温箱2中。驱动电机83设置于直线导轨82的端部，用于驱动激光传感器81沿直线导轨82平移。
[0039]如图4所示，定位夹具5包括具有导向槽52的底座51、设置于导向槽52内的主动滑块53、两个定位滑块54和前端定位滑块55以及可上下垂直移动的压柱58。压柱58、前端定位滑块55和主动滑块53从前往后依次排列在底座51的中心线上，且主动滑块53和位滑块55均可在导向槽52内作前后直线移动，两个定位滑块54对称夹持