一种弹簧力值测试机的制作方法

本实用新型涉及力值检测设备领域，尤其涉及一种弹簧力值测试机。

背景技术：

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件，采用弹性材料制成，在外力作用下发生形变，除去外力后可恢复原状。若其性能未能达到设计要求和使用要求，在使用中会出现断裂、强度衰减等现象，容易造成安全事故，因此出厂前需要对弹簧进行一系列检测，这其中就包括力值检测。

弹簧使用场合各异，尺寸规格不同，市场上常见的弹簧力值测试机包括立式和卧式。市场上的卧式弹簧力值测试机，弹簧横向放置在设备内，压缩测量力值。但是由于弹簧重量，导致弹簧与设备摩擦力增大，造成测量误差。而市面上立式弹簧的力值检测设备，都是针对弹簧直径较小，且弹簧长度较短的弹簧；对于长度较长的弹簧，现有弹簧力值检测设备在测试时，会造成弹簧横向弯曲，造成测量误差甚至测量失败；另外现有弹簧力值测试机无法测量动态力值，测量取值频率低，无法准确测量到需要测量的位置对应的力值，同时用尺子确定测量位置，精度差。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种弹簧力值测试机，既能用于测试长度较长的弹簧，同时具有较高的取值频率和测量位置精度。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种弹簧力值测试机，既能用于测试长度较长的弹簧，同时具有较高的取值频率和测量位置精度。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种弹簧力值测试机，包括底座、支撑柱、固定梁、导向柱、承载横梁、测试杆固定装置、测试杆、压力传感器、位移传感器、传动机构，所述底座固定设置于所述支撑柱下部，所述固定梁固定设置于所述支撑柱顶部，所述固定梁与所述底座平行，所述导向柱竖直设置于所述固定梁和所述底座之间，所述导向柱上部与所述固定梁固定连接，所述导向柱下部与所述底座固定连接，所述导向柱与所述固定梁垂直，所述承载横梁活动安装于所述导向柱上，所述承载横梁与所述导向柱构成滑动副，所述承载横梁与所述固定梁平行，所述测试杆固定装置固定设置于所述固定梁下部，所述测试杆上端活动安装在所述测试杆固定装置下部，所述测试杆下部穿过所述承载横梁，所述压力传感器固定安装于所述测试杆固定装置上部，所述位移传感器设置于所述底座上方，所述传动机构设置于所述底座上方。

进一步地，所述传动机构包括电机马达系统、丝杆组件，所述丝杆组件包括直线运动部、回转运动部，所述回转运动部的输入端与所述电机马达系统的输出端连接，所述直线运动部固定安装于所述承载横梁上。

进一步地，所述丝杆组件为滚珠丝杆、滚柱丝杆或螺纹丝杆中的一种。

进一步地，所述弹簧力值测试机还包括显示系统、控制系统，所述控制系统的信号输入端与所述位移传感器和所述压力传感器相连，所述控制系统的输出端与所述显示系统和所述电机马达系统连接。

进一步地，所述承载横梁还包括弹簧托板，所述弹簧托板固定安装在所述承载横梁上表面，所述弹簧托板位于所述测试杆固定装置正下方，所述弹簧托板带有卡槽。

优选地，所述弹簧托板材质为不锈钢。

进一步地，所述测试杆的表面粗糙度Ra值小于等于3.2。

进一步地，所述测试杆的材质为不锈钢或塑料。

进一步地，所述测试杆的长度大于2.2m。

进一步地，所述测试杆的外径比待测试弹簧的内径小2-3mm。

进一步地，所述位移传感器的分辨率不低于0.05mm。

与现有技术相比，通过本实用新型的实施，达到了以下明显的技术效果：

1、本实用新型提供的一种弹簧力值测试机，测试较长长度弹簧的弹力时，克服了卧式弹簧力值测试机在弹簧测试过程中摩擦力对测试结果的影响，提高了测试结果的准确性。

2、本实用新型提供的一种弹簧力值测试机，克服了现有立式弹簧的力值检测机(本申请日以前)在测试较长长度弹簧时，会造成弹簧横向弯曲，带来测量误差甚至测量失败的缺陷，能够很好地适应不同长度和直径的弹簧测试。

3、本实用新型提供的一种弹簧力值测试机，不仅可以测量动态力值，还具有测量取值频率高，测量位置精度高的特点。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的一种弹簧力值测试机的机械结构示意图。

其中，1-压力传感器，2-支撑柱，3-丝杆组件，4-导向柱，5-测试杆，6-弹簧托板，7-承载横梁，8-位移传感器，9-底座，10-固定梁，11-测试杆固定装置。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例1：

如图1所示,本实用新型的一种弹簧力值测试机，包括底座9、支撑柱2、固定梁10、导向柱4、承载横梁7、测试杆固定装置11、测试杆5、压力传感器1、位移传感器8、传动机构，其中传动结构位于底座9上方，包括电机马达系统(图1中未示出)和丝杆组件3，丝杆组件3包括直线运动部和回转运动部，回转运动部的输入端与电机马达系统的输出段连接，直线运动部固定安装于承载横梁7上，通过电机系统带动丝杆组件3的回转运动部做回转运动，丝杆组件3的回转运动部再将回转运动传递给直线运动部，从而带动与直线运动部相连的承载横梁7在竖直方向做直线运动。本实施例中丝杆组件3优选为滚珠丝杆。

底座9安装于支撑柱2底部，固定梁10安装于支撑柱2的顶部且与底座9平行，底座9、固定梁10和支撑柱2一起构成弹簧力值测试机的固定框架，主要用于支撑和固定测试机。导向柱4上部安装于固定梁10上，下部安装于底座9上并与底座9垂直。承载横梁7位于底座9上方与固定梁10平行，安装于导向柱4上，与导向柱4组成滑动副，可以沿导向柱4做升降运动。固定梁10的下部固定安装有测试杆固定装置11，压力传感器1的下部和测试杆固定装置的上端相连，测试杆固定装置的下端和测试杆5的上端活动相连，承载横梁7正对着测试杆5的位置开设有横梁通孔，测试杆5的下部竖直穿过承载横梁7上的横梁通孔，横梁通孔的内径大于测试杆最大外径。

位移传感器8安装于底座9上方，位移传感器的分辨率要不低于0.05mm，本实施例中，位移传感器8优选为位移标尺，位移标尺的分辨率选为0.01mm。

弹簧托板6放置于承载横梁7正中心，且位于测试杆5的正下方，弹簧托板6设置有卡槽，方便固定待测弹簧，弹簧托板6正对着测试杆5的位置开设有托盘通孔，测试杆5的下部竖直穿过弹簧托板6上的托盘通孔，托盘通孔的内径大于测试杆外径，托盘通孔的内径与测试杆外径的差值优选为0.1mm-10mm。弹簧托板6材质为金属，本实施例中弹簧托板6的材质优选为不锈钢。

弹簧力值测试机还包括显示系统(图1中未示出)、控制系统(图1中未示出)，控制系统的信号输入端与位移传感器8和压力传感器1相连，控制系统的输出端与显示系统连接。

测试杆5的表面粗糙度Ra值小于等于3.2，一方面可以保证弹簧的顺利安装，另一方面光滑的表面可以减少细长弹簧弯曲时候的摩擦力，降低摩擦力对弹簧弹力测试结果的影响。

测试杆5的材质可选择不锈钢或者塑料，但是需要具备良好的耐腐蚀性能，避免在长期使用过程中生锈导致测试过程中和弹簧接触带来摩擦力；同时需要具备满足使用条件的强度。测试杆5的外径比待测试弹簧的内径小2-3mm，可以使得待测弹簧易于安装于测试杆5上且不增加摩擦力的作用。

为了使得可以测量长度最长为2m的弹簧，测试杆5的长度需要大于2.2m，即大于弹簧最大长度且有一定余量，但是余量也不应过大，余量过大会造成此弹簧弹力测试机整体尺寸过大，不利于安装和操作。对于不同长度的弹簧可以更换对应的测试杆5，对于直径不同的弹簧可以成对更换对应的测试杆5和弹簧托板6。

测试杆固定装置11与测试杆5的连接方式为水平转轴连接，便于测试杆5的快速拆换。

本实用新型的压力传感器1设置于固定的测试杆固定装置11上方，在整个测试过程中各个电气接头和线缆保持不动，减少了不必要的运动干扰，提高系统稳定性。

本实用新型的一种弹簧力值测试机工作原理如下：首先根据待测弹簧选择合适尺寸的测试杆5，链接于测试杆固定装置11，弹簧托板6，将待测弹簧套入测试杆5后通过放置于承载横梁7上的弹簧托板6将弹簧托住，测试弹簧弹力时，马达系统通过丝杆组件3驱动承载横梁7向上运动，通过位移传感器8记录承载横梁7位移，当弹簧接触到上方压力传感器1时开始计算弹簧长度，将此时位置定为零位。将弹簧压缩，记录弹簧压缩时所对应的力值，到达设定测试位置后承载横梁7再向下运动释放弹簧，测量弹簧释放时所对应的力值。通过取压缩和释放时的力值取平均值作为最终弹簧在该位置时的力值。程序设定后自动测试弹簧测试过程中可以每0.1mm取点，确保测量的位置为需求测量的位置，也可以自动计算起始位置，计算绝对距离。

实施例2：

在实施例1的基础上，位移传感器8配置为磁致伸缩式位移传感器，丝杆组件3配置为滚柱丝杆，测试杆固定装置11与测试杆5的连接方式为挂钩连接。磁致伸缩式位移传感器分辨率大于位移标尺，滚柱丝杆的传递的力大于滚珠丝杆，本实施例适用于需要更高测量精度和更大传动力的情形。

实施例3：

在实施例1的基础上，位移传感器8配置为光栅位移传感器，丝杆组件3配置为螺纹丝杆，测试杆固定装置11与测试杆5的连接方式为螺纹连接。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。