一种拉力试验机的弹簧力值传感器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种拉力试验机的弹簧力值传感器，包括上、下压力筒，感应弹簧，限位法兰和位移传感器，所述压力筒为上、下端面分别设有上大下小沉孔的纵剖面类似“H”形的圆筒体，下端设有外凸缘，外凸缘上开设有一条轴向沟槽，所述上压力筒的下端插入下压力筒的上沉孔中构成一个封闭压力腔；所述感应弹簧竖直安置在封闭压力腔内；所述限位法兰套装在所述上压力筒的外圆上与被插入的下压力筒的上端平面固定连接，限位法兰内圆周面对应压力筒外凸缘上开设的沟槽处开设有相同的轴向沟槽；所述位移传感器的一端安置在限位法兰内圆周面开设有的轴向沟槽中，另一端安置在上压力筒外凸缘开设的沟槽中。本发明具有较宽的量程和测量区间以及抗过载能力。
【专利说明】一种拉力试验机的弹簧力值传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种力值传感器，特指一种船用锚链拉力试验机的力值传感器，属于力学测量传感器领域。
【背景技术】
[0002]锚链拉力载荷试验，是将锚链直接夹持到锚链拉力试验机上进行拉力载荷试验，在同一台机器上，不仅要对大吨位锚链进行拉力试验，同时也要对小吨位锚链进行拉力试验；根据国家标准GB/T549-2008要求，同一根锚链不仅要对其进行工作拉力载荷试验，保证锚链在“5.3……规定的拉力载荷下，永久伸长应不超过原始长度的5%，”此外，还要对其进行破断载荷试验，所谓锚链破断载荷试验是指:按标准要求抽取一组三个链环或五个链环，对其按拉力载荷值的140%?150%的力值进行破断载荷试验，在试验后，保证锚链在“5.2……规定的破断载荷下不应出现断裂迹象。”;此外对于新产品锚链的试验，往往是先设定其变形量，然后通过加载使其变形达到设定，以确定锚链的强度；因此锚链拉力试验机的力值传感器不仅需要超宽量程，而且要具备较强的过载能力。目前市场上的拉力机大力值传感器一般用轮幅式传感器，传感器内部一般为电阻应变片式，这种传感器虽然测量体积小、精度高，但是，传感器量程范围窄，因此不适合在锚链拉力试验机上使用。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的是克服现有力值传感器量程窄，过载欠保护的问题和缺陷，提供一种拉力试验机的弹簧力值传感器。
[0004]为达到上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现:
[0005]一种拉力试验机的弹簧力值传感器，包括上、下压力筒，感应弹簧，限位法兰和位移传感器，所述压力筒为上、下端面分别设有上大下小沉孔的纵剖面类似“H”形的圆筒体，下端设有外凸缘，外凸缘上开设有一条轴向沟槽，所述上压力筒的下端插入下压力筒的上沉孔中构成一个封闭压力腔；所述感应弹簧竖直安置在封闭压力腔内；所述限位法兰套装在所述上压力筒的外圆上与被插入的下压力筒的上端平面固定连接，限位法兰内圆周面对应压力筒外凸缘上开设的沟槽处开设有相同的轴向沟槽；所述位移传感器的一端安置在限位法兰内圆周面开设有的轴向沟槽中，另一端安置在上压力筒外凸缘开设的沟槽中。
[0006]本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
[0007]所述的力值传感器还设有导向装置，所述导向装置是指在上压力筒外侧设置的凸块与限位法兰的内圆周面上设置的滑槽相配合，限制上压力筒在下压力筒内相对转动。
[0008]所述压力筒的上、下沉孔间还设有贯穿的中心孔，并在上压力筒的中心孔中固定连接有一根芯轴，芯轴的另一端可上下移动穿插在下压力筒的中心孔中。其中所述的芯轴为空心圆管；所述的固定连接为螺纹连接。
[0009]上述所述感应弹簧为碟形弹簧。
[0010]本发明一种拉力试验机的弹簧力值传感器，通过弹簧作为拉力机传感器的拉力感应元件，利用限位法兰，保证弹簧在传感器上有足够的预警力，此外在上下压力筒的压力腔完全闭合状态下，仍然能够保证传感器内部的弹簧在其弹性范围内，从而满足了传感器的高线性度与高重复度的要求，为获得稳定的传感器测量精度提供了保证；同时，通过对弹簧的设计，可以方便获得传感器所需要的量程和测量区间。为了提高传感器抗过载能力，通过结构设计，使得上下压力筒的压力腔在完全闭合状态下，上压力筒上的力能够直接传递到下压力筒上，从而提高了传感器的抗过载能力。
[0011]本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，该实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的弹簧力值传感器的结构示意图；
[0013]图2为图1的俯视图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图，对本发明做进一步的描述:
[0015]如图1和图2所示，为本发明的一种拉力试验机的弹簧力值传感器，包含上压力筒12、下压力筒22、碟形弹簧14、限位法兰21、位移传感器16和导向装置18，所述上压力筒12和下压力筒22结构相同为圆形筒状，在筒体12内中部设有隔板12b，将筒体12型腔分为上下型腔，在筒体12的下底部还设有开有缺口 12d的环形法兰12c，且将环形法兰12c嵌入式安置在下压力筒22的上型腔内，形成一个封闭的压力腔A ;所述碟形弹簧14安置在压力腔A内；所述限位法兰21也设有缺口 21a，与法环形兰12c上的缺口 12d相对应，通过螺钉13固定在下压力筒22的上平面22a上；所述位移传感器16的两端分别固定在环形法兰12c的缺口 12d和限位法兰21的缺口 21a内；所述导向装置18为上压力筒12的外侧固定的键18a与限位法兰21上的键槽18b相配合，保证上压力筒12与下筒体22之间只有相对移动，不能相对转动。
[0016]此外，在上筒体12的隔板12b沿着筒体中轴线设有螺纹通孔，在上筒体12的下型腔内，通过隔板12b上的螺纹通孔固定着一根圆管芯轴15为碟形弹簧14定位；且隔板12b上螺纹孔为通孔；在下压力筒22的上下型腔之间的隔板22b沿着筒体中轴线设有大于芯轴15直径的通孔。
[0017]所述上压力筒12、下压力筒22的上下端面均设有螺纹孔，以方便互相之间或与设备的连接；为了便于传感器安装连接，提高传感器的刚性，本实施例压力筒上型腔直径大于下型腔直径，如dll > dl2，上压力筒12外径Dll大于下压力筒的下型腔直径d22，上压力筒12的环形法兰12c外径D12与下压力筒的上型腔直径d21间隙配合，保证上压力筒12在下压力筒22内移动顺畅。
[0018]此外，本实施例的测量方法包括以下步骤:
[0019]I)、检测压力传感器弹簧14的弹性模量E，校验位移传感器16的位移变换系数k ；本实施例传感器弹簧预紧力(大于弹簧最小线性压力)为108kN，传感器弹簧最小压力显示值为120kN ;传感器弹簧最大压力显示值为1200kN ;传感器显示值区间:在弹簧可压缩行程约5%?95%区间内。
[0020]2)、根据工作要求，利用传感器两端端面通过法兰将其安装到压力机上；
[0021]3)、将压力传感器上的位移传感器16、通过导线和信号变送器与计算机相连，并保持测量通道与计算机显示界面相对应；
[0022]4)、设置测量参数，校验传感器，将把步骤I)确定的参数值输入计算机，校验传感器的最小值，根据“胡克定律”确定拉力机的压力值为:
[0023]F = 120+E.k.I x I，x为传感器在F = Fmin时为O的位移变量；
[0024]5)、计算机数据处理:当拉力机工作时，拉力小于120kN时，计算机不显示，输出报警，按步骤I)?步骤4)在传感器组上面再添加一个更小传感器；当拉力机工作时，拉力到达或大于120kN < F < 1200kN时，计算机自动读取显示传感器数值；当拉力机工作时拉力超出12000kN时，计算机报警。
[0025]6)、测试完成，拉力机卸荷，系统复位，关闭电源，以便下次测试；
[0026]此外，本发明还可以利用传感器上下端面上的螺纹孔，固定一个独立的平台，利用平台进行独立的压力检测，以扩大其使用范围。
【权利要求】
1.一种拉力试验机的弹簧力值传感器，包括上、下压力筒，感应弹簧，限位法兰和位移传感器；其特征在于:所述压力筒为上、下端面分别设有上大下小沉孔的纵剖面类似“H”形的圆筒体，下端设有外凸缘，外凸缘上开设有一条轴向沟槽，所述上压力筒的下端插入下压力筒的上沉孔中构成一个封闭压力腔；所述感应弹簧竖直安置在封闭压力腔内；所述限位法兰套装在所述上压力筒的外圆上与被插入的下压力筒的上端平面固定连接，限位法兰内圆周面对应压力筒外凸缘上开设的沟槽处开设有相同的轴向沟槽；所述位移传感器的一端安置在限位法兰内圆周面开设有的轴向沟槽中，另一端安置在上压力筒外凸缘开设的沟槽中。
2.如权利要求1所述的一种拉力试验机的弹簧力值传感器，其特征在于:所述的力值传感器还设有导向装置，所述导向装置是指在上压力筒外侧设置的凸块与限位法兰的内圆周面上设置的滑槽相配合，限制上压力筒在下压力筒内相对转动。
3.如权利要求1所述的一种拉力试验机的弹簧力值传感器，其特征在于:所述压力筒的上、下沉孔间还设有贯穿的中心孔，并在上压力筒的中心孔中固定连接有一根芯轴，芯轴的另一端可上下移动穿插在下压力筒的中心孔中。
4.如权利要求3所述的一种拉力试验机的弹簧力值传感器，其特征在于:所述的芯轴为空心圆管；所述的固定连接为螺纹连接。
5.如权利要求1所述的一种拉力试验机的弹簧力值传感器，其特征在于:所述的固定连接为螺钉连接。
6.如权利要求1所述的一种拉力试验机的弹簧力值传感器，其特征在于:所述感应弹簧为碟形弹簧。
【文档编号】G01L1/04GK104236760SQ201410458563
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】唐文献, 苏世杰, 李钦奉, 张建, 齐继阳, 赵华, 王海荣 申请人:江苏科技大学