一种金属件残余应力检测用应变片安装装置的制作方法

1.本实用新型属于残余应力检测设备技术领域，具体涉及了一种金属件残余应力检测用应变片安装装置。


背景技术：

2.随着我国航空工业技术的发展，飞行器超高的飞行速度等对航空发动机的要求也越来越高，因此就对航空发动机中使用的环形、盘状零件等回转体金属件对疲劳性能要求较高，而在导致这些金属件出现结构失效、断裂的原因中，金属件残余应力是一个非常重要的不良因素，金属件的残余应力情况决定其可靠性、耐久性和疲劳性能，因此残余应力的准确测量就显得十分必要。
3.在众多残余应力测试方法中，盲孔法因测量准确性高而成为目前工程中应用最广泛的方法。该方法为，在被测工件上钻制一个盲孔，使被测点的应力得到释放，通过贴在盲孔周围的应变片测得释放的应变量，再通过一定的算法计算出被测点的残余应力。
4.目前采用的盲孔法中，应变片采用人工的方式粘贴在测量点处，使得应变片粘贴的紧实程度受人为因素影响较大，应变片在按压过程中，如果受力不均匀则使得粘贴质量一致性较差，使得测量数据准确性受到较大影响。


技术实现要素：

5.针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种金属件残余应力检测用应变片安装装置，以解决应变片采用人工按压的方式，会出现受力不均，使得测量数据准确性不足的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
7.一种金属件残余应力检测用应变片安装装置，包括机架组件、驱动组件和按压组件，驱动组件与按压组件安装在机架组件上，所述按压组件包括压杆、套筒、弹性件和软性压头，所述套筒竖向固定在机架组件上，压杆滑动连接在套筒内，弹性件设置在压杆与套筒之间，软性压头设置在压杆底部，所述驱动组件驱动压杆上下往复移动。
8.相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
9.本方案中先在被测工件表面的测量点涂胶，将应变片放置在被测工件的测量点上，驱动组件驱动按压组件中的压杆向下运动，使软性压头在应变片上施加一定的力，使应变片能够均匀受力的粘在被测工件表面，后通过驱动组件松开，压杆在弹性件复位的作用下离开应变片，从而完成应变片的安装。
10.本方案中通过驱动组件来控制压杆向下移动的距离，从而使得应变片在粘接过程中，受到均匀的按压力，解决了目前盲孔法中，采用人工按压会出现测量数据准确性不足的问题。
11.进一步，所述机架组件包括安装板和机壳，所述安装板固定在机壳顶部，安装板上设有通孔，机壳的两侧对称开设有条形孔。这样设置能够将驱动组件集成在机壳内，使整个
安装装置的结构更加紧凑。
12.进一步，还包括定位组件，所述定位组件包括活动导套和定位块，所述活动导套竖向滑动连接在机壳外部，定位块固定在活动导套的底部，活动导套的底部开设有靠近定位块设置的通过孔，压杆位于通过孔内，所述驱动组件驱动活动导套的上下往复移动。这样通过驱动组件来驱动活动导套与定位块的同步上下移动，通过定位块在被测工件的表面进行预先定位，这样更加方便操作人员寻找压杆正对的测量点。
13.进一步，所述定位块的横向截面呈l形，通过孔位于定位块的内侧。由于本方案中用到的应变片包括一个直角边，因此将定位块设置为横向截面呈l形，更加方便应变片的预定位。
14.进一步，所述驱动组件包括驱动电机、主动轴和从动轴，所述驱动电机固定在安装板上，主动轴和从动轴水平转动连接在机壳内，电机的输出轴上固定有主动锥齿轮，主动轴上固定有与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，从动轴上固定有槽轮，主动轴上固定有与槽轮配合的拨杆，从动轴上固定有第二凸轮，第二凸轮与压杆之间形成凸轮副。这样设置通过多个运动副的设置，将驱动电机的转矩精确的转换为压杆的直线运动。
15.进一步，所述定位组件还包括两块驱动板，活动导套的两侧靠近条形孔处开设有容纳孔，两块驱动板分别固定在活动导套两侧的容纳孔处，所述驱动板上开设有方形孔，所述方形孔、容纳孔以及条形孔在水平方向上的投影重叠，从动轴上固定有第一凸轮，第一凸轮位于方形孔内，第一凸轮与方形孔之间形成凸轮副。这样通过驱动电机与凸轮副，带动活动导套的直线运动。
16.进一步，所述按压组件包括连接杆，连接杆可拆卸连接在压杆的底部，软性压头粘接在连接杆的底部。这样方便更换软性压头。
17.进一步，所述软性压头的底部为向下凸起的弧面。这样使得软性压头在按压过程中，更好的与应变片表面接触。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例的轴测图。
19.图2为本实用新型实施例中机架组件的轴测图。
20.图3为本实用新型实施例中定位组件的轴测图。
21.图4为本实用新型实施例中驱动组件的爆炸图。
22.图5为本实用新型实施例中驱动组件的剖视图。
23.图6为本实用新型实施例中按压组件的剖视图。
24.图7为本实用新型实施例中定位块与应变片之间的定位图。
25.图8为本实用新型实施例中驱动组件的输出时序图。
26.说明书附图中的附图标记包括：应变片1、机架组件10、定位组件20、驱动组件30、按压组件40、安装板101、机壳102、通孔103、条形孔104、活动导套201、定位块202、驱动板203、容纳孔204、方形孔205、通过孔206、驱动电机301、主动轴302、从动轴303、主动锥齿轮304、从动锥齿轮305、槽轮306、拨杆307、第一凸轮308、第二凸轮309、压杆401、套筒402、弹簧403、连接杆404、软性压头405。
具体实施方式
27.以下结合说明书附图对本实用新型作进一步详细说明，并给出具体实施方式。
28.实施例基本如图1所示，一种金属件残余应力检测用应变片安装装置，包括机架组件10、定位组件20、驱动组件30和按压组件40，结合图2所示，机架组件10包括安装板101和机壳102，安装板101固定在机壳102的顶部，在安装板101中部开设有通孔103，在机壳102的两侧还对称开设有条形孔104，其中条形孔104为竖向设置。
29.结合图3所示，定位组件20包括活动导套201、定位块202和两块驱动板203，其中活动导套201竖向滑动连接在机壳102的外部，活动导套201的两侧靠近条形孔104处开设有容纳孔204，两块驱动板203分别固定在活动导套201两侧的容纳孔204处，在驱动板203上开设有方形孔205，其中方形孔205、容纳孔204以及条形孔104在水平方向上的投影重叠，定位块202固定在活动导套201的底部，且定位块202的横向截面呈l形，在活动导套201的底部开设有靠近定位块202内侧的通过孔206。
30.结合图4和图5所示，驱动组件30包括驱动电机301、主动轴302和两根从动轴303，其中驱动电机301固定在安装板101上，驱动电机301的输出轴竖直向下设置，并通过轴承转动连接在通孔103处，主动轴302以及两根从动轴303均通过轴承水平转动连接在机壳102内，从动轴303位于主动轴302下方。
31.本实施例中在驱动电机301的输出轴上同轴固定有主动锥齿轮304，在主动轴302上同轴固定有从动锥齿轮305，主动锥齿轮304与从动锥齿轮305啮合，主动锥齿轮304与从动锥齿轮305之间形成锥齿轮副；在不同的从动轴303上还固定有位于机壳102内部的槽轮306，在主动轴302上分别固定有靠近从动轴303的拨杆307，拨杆307与其相邻的槽轮306配合，形成槽轮副；在不同的从动轴303上还固定有位于机壳102外部的第一凸轮308，第一凸轮308位于方形孔205内，且第一凸轮308与方形孔205构成凸轮副。
32.结合图6所示，按压组件40包括压杆401、套筒402、弹性件、连接杆404和软性压头405，其中套筒402通过螺栓固定在机壳102内部，压杆401竖向滑动连接在套筒402内，本实施例中弹性件为弹簧403，弹簧403套设在压杆401外部并位于套筒402内，压杆401的底部穿过通过孔206位于机壳102的外部，在主动轴302上固定有第二凸轮309，第二凸轮309与压杆401之间形成凸轮副，连接杆404与压杆401通过螺纹连接或榫接的方式同轴可拆卸连接为一体，软性压头405粘接在连接杆404的底部，软性压头405的底部为向下凸起的弧面。
33.本实施例中驱动组件30首先驱动定位组件20中的定位块202运动至被测工件表面，在测量点涂胶，结合图7所示，将应变片1根据定位块202放置在被测工件上，驱动组件30驱动按压组件40中压杆401向下运动，使软性压头405在应变片1上施加一定的力，使应变片1能够均匀受力的粘在被测工件表面，后通过驱动组件30抬起按压组件40中的压杆401和定位组件20中的定位块202，应变片1安装完成。
34.上述过程中，驱动组件30的驱动定位块202以及压杆401向下运动的详细过程为：当驱动电机301工作时，通过锥齿轮副将转矩传递给主动轴302，而主动轴302通过两个槽轮副带动从动轴303转动，从动轴303转动的同时通过第一凸轮308与方形孔205形成的凸轮副，带动驱动板203以及活动导套201向下移动，从而使得定位块202与被测工件表面接触；将应变片1放置到定位点后，主动轴302继续转动通过第二凸轮309与压杆401形成的凸轮副带动压杆401向下移动，从而完成对应变片1的按压。
35.上述运动过程中，驱动组件30中各运动副的输出时序图结合图8所示，图8中l1是第二凸轮309带动按压组件40中压杆401运动的输出时序曲线，l2是第一凸轮308带动定位组件20中定位块202的运动输出时序曲线，两个输出的行程差s2
‑
s1是在按压组件40中软性压头405的弹性变形范围之内，通过位移控制(固定行程差s2
‑
s1)来保证每次按压粘贴应变片1时施加同样的力，实现应变片1粘贴的质量一致性。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
37.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。