弹簧应力松弛采集装置的制作方法

1.本发明涉及弹簧检测技术，具体为一种弹簧应力松弛采集装置。


背景技术：

2.不同的金属弹簧在生产完成后，均需要进行各种压力检测，甚至要求做应力松弛试验，以掌握弹簧被长期压缩后的剩余负载量。
3.在某些特殊行业的技术领域，由于弹簧需要15年甚至30年以上的工作寿命，弹簧模拟实际环境压缩15年甚至30年的时间，显明时间太长，不利于在地面及时评价弹簧的性能，因此需要通过加速寿命的方式进行试验，快速缩短试验时间以评价弹簧的应力性能，这种加速寿命的方法就是在高温下加速弹簧的弹力衰减，利用阿伦尼斯(arrhenius)模型来计算弹簧的可靠度和使用寿命。
4.不同规格的弹簧产品要设计不同的工装来实现检测，检测过程中的工装分别连接被测弹簧和压力测试系统，其功能是进行信号转换和传输。弹簧用在某些具有特定用途的行程开关中时，通常是被一直压缩的，当开关需要动作时，弹簧必须有足够的弹出力，确保执行机构动作到位。因此，弹簧长期压缩后剩余负载能力对开关的可靠性动作就至关重要，需要设计一套通用的弹簧应力松弛安装和采集系统来解决弹簧评估问题。


技术实现要素：

5.为满足现有技术的需要，本发明所要解决的技术问题是提出了一种评估弹簧长期压缩后剩余负载能力的弹簧应力松弛采集装置。
6.能够解决上述技术问题的弹簧应力松弛采集装置，其技术方案包括弹簧夹具，所不同的所述弹簧夹具包括设于前、后、左、右四根双头螺栓的上端和下端并用上、下螺母锁紧的上支撑板和下支撑板，上支撑板和下支撑板之间设有调节板，所述调节板通过四角处的导向孔穿设于四根双头螺栓上，上支撑板上旋装有限制调节板上调高度的调节螺杆，下支撑板上穿设有带顶座的导柱，所述导柱上套装有压装于顶座与下支撑板之间的被测弹簧，所述被测弹簧将顶座顶压于调节板底部设置的压力传感器上；还包括通过信号线路ⅰ与压力传感器连接的力值显示控制仪、通过信号线路ⅱ连接力值显示控制仪的a/d转换器、通过信号线路ⅲ连接a/d转换器的终端计算机。
7.本发明的工作原理为：压力传感器读取被测弹簧压力数据并在力值显示控制仪中显示，再通过a/d转换器输送到计算机中，计算机在适配软件狗的识别下，通过内装的应用软件对采集的数据进行一系列的处理。
8.进一步，所述弹簧夹具所耐受的最高温度设计为175℃。
9.本发明的有益效果：
10.本发明弹簧应力松弛采集装置能够自动监测压力传感器的输出数据，并通过计算机软件显示、存贮和处理，达到自动检测、自动输出数据和自动分析的目的。
11.2、本发明的弹簧夹具结构中，可通过弹簧压装结构的设计来适应不同规格被测弹
簧的安装。
附图说明
12.图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
13.图号标识：1、双头螺栓；2、终端计算机；3、上支撑板；4、下支撑板；5、调节板；6、调节螺杆；7、导柱；8、顶座；9、被测弹簧；10、压力传感器；11、力值显示控制仪；12、a/d转换器。
具体实施方式
14.下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
15.本发明弹簧应力松弛采集装置，包括弹簧夹具、力值显示控制仪11、a/d转换器12和终端计算机2。
16.所述弹簧夹具(可耐受的最高温度设计为175℃)包括四根双头螺栓1、上支撑板3和下支撑板4、调节板5、调节螺杆6、导柱7和压力传感器10。
17.四根双头螺栓1前、后、左、右竖直放置，上支撑板3和下支撑板4的板体四角处均开设有螺栓孔，上支撑板3通过四角处的螺栓孔穿设于前、后、左、右四根双头螺栓1的顶部丝扣处，上支撑板3上、下位置的双头螺栓1的丝扣上均旋合有螺母而将上支撑板3固定安装，下支撑板4通过四角处的螺栓孔穿设于前、后、左、右四根双头螺栓1的底部丝扣处，下支撑板4上、下位置的双头螺栓1的丝扣上均旋合有螺母而将下支撑板4固定安装，四根双头螺栓1以及上支撑板3和下支撑板4共同形成一个稳定的支撑架体，如图1所示。
18.所述调节板5的板体四角处开设有导向孔，所述压力传感器10于调节板5的底部中央固装，调节板5通过四角处的导向孔穿设于前、后、左、右四根双头螺栓1的光杆上(处于上支撑板3和下支撑板4之间)，上支撑板3的中央旋合有调节螺杆6，所述调节螺杆6于上支撑板3下方的调节长度决定了调节板5于四根双头螺栓1上向上的调节高度；所述导柱7于压力传感器10的下方设置，导柱7的顶部为直径大于导柱7的顶座8，导柱7的下部贯穿于下支撑板4，所述顶座8与下支撑板4之间的导柱7上套装压缩有被测弹簧9，在被测弹簧9的压装预紧力作用下，顶座8向上作用在压力传感器10，进而将调节板5顶压在调节螺杆6的限位位置处，被测弹簧9的预紧量由调节螺杆6限制调节板5的高度而形成，如图1所示。
19.所述力值显示控制仪11通过信号线路ⅰ与压力传感器10相连接，负责处理压力输出信号并实时显示，所述a/d转换器12通过信号线路ⅱ与力值显示控制仪11相连接，负责把力值显示控制仪11的模拟输出信号转换成计算机处理的数字信号，所述终端计算机2通过信号线路ⅲ与a/d转换器12相连接，通过设定协调一致的波特率和通道地址码，并安装m400数据采集管理应用软件，通过适配专用软件狗的识别，终端计算机2可实时接收压力信号并进行显示、报警、存储等自动化处理，如图1所示。
20.所述被测弹簧夹具中各零件的选项如下：
21.上支撑板3、下支撑板4和调节板5均采用不锈钢(1cr18ni9ti)板材制作，各板的规格尺寸均为75mm
×
45mm
×
9mm。
22.四根双头螺杆1的长度均为155mm，各双头螺杆1的上、下端丝扣的外螺纹为m8。
23.16颗螺母的内螺纹为m8。
24.调节螺杆6的长度为70mm，杆体的外螺纹为m6。
25.导柱7的尺寸根据被测弹簧9的规格确定，例如，被测弹簧9的规格为：自由高度为61.8mm，外径为φ13.8mm，内径为φ9.8mm，对应导柱7的外径为φ9.5mm，长度为78mm；再例如，被测弹簧9的规格为：自由高度为27mm，外径为φ5.7，内径为φ4.1，对应导柱7的外径为φ4mm，长度为78mm。
26.本发明中各元器件选项如下：
27.力值显示控制仪11的型号规格为kzb3/a
‑
s2v0。
28.与kzb3/a
‑
s2v0适配的压力传感器10，其外形尺寸为20mm
×
15mm
×
10mm。
29.a/d转换器12的型号规格为ut891。
30.终端计算机2为windows系统计算机，采用m400数据采集管理软件，配置有适配m400数据采集管理软件的软件狗。
31.本发明的弹力信号自动采集方案为：
32.kzb3/a
‑
s2v0型力值显示控制仪11的16/17引出端可输出采集到的压力模拟信号，通过ut
‑
891型a/d转换器12后可输入终端计算机2进行记录，ut
‑
891型a/d转换器12的一端通过信号线路ⅱ连接kzb3/a
‑
s2v0型力值显示控制仪11的16/17接口，a/d转换器12的另一端插入终端计算机2的usb接口，整个采集系统需要设定同步的波特率、通道地址和采集参数，根据实操经验，m400数据采集管理软件和kzb3/a
‑
s2v0型力值显示控制仪11的波特率设定值为9600bd/s。
33.连接压力传感器10与力值显示控制仪11的信号线路ⅰ采用四线制接法，压力传感器10的引出线接在kzb3/a
‑
s2v0型力值显示控制仪11后面板的18/19、21/22接口；由于压力传感器10输出信号是对电子噪声比较敏感的模拟信号，因此压力传感器10接线应采用屏蔽电缆，并且与其他电缆分开铺设，尤其是要远离交流电源。
34.终端计算机2上m400数据采集管理软件设置方法：
35.终端计算机2上插入软件狗之后，打开设备管理器，在“其他设备”列表选项激活cp2102 usb to yart bridge controller设备，端口设置为silicon labs cp210x usb to uart bridge com1(即设置为com1)，软件狗在计算中显示的符号为uda v5，为了方便记录和检查，m400数据采集管理软件地址设置与力值显示控制仪11相同，为仪器的两位数编号代码，比如：01、02、03、04、05、
……
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