一种弹簧压并高度的检测方法与流程

1.本技术涉及弹簧检测的领域，尤其是涉及一种弹簧压并高度的检测方法。


背景技术：

2.弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生性变，除去外力后又恢复原状。一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。弹簧的压并高度是指螺旋压缩弹簧压至各圈接触时的实际或理论高度。
3.相关技术中，测量弹簧的压并高度是用小于等于1.5倍的理论压并负荷，将弹簧压并后用分度值小于或等于0.02mm的通用量具或专用量具测量弹簧高度，从而得到弹簧的压并负荷。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为由于理论压并负荷是计算值，与实际弹簧加工过程中的螺旋角、总圈数存在一定的关联，采用相关技术中一种弹簧压并高度的检测方法，测量出的弹簧压并高度与弹簧的实际压并高度误差较大，难以满足精度较高的压并高度测量的需求。


技术实现要素：

5.为了提高测量弹簧压并高度的精度，本技术提供一种弹簧压并高度的检测方法。
6.本技术提供的一种弹簧压并高度的检测方法采用如下的技术方案：一种弹簧压并高度的检测方法，包括以下步骤：s1、在工作台上检测并记录弹簧的受力以及在受力时弹簧的伸缩量；s2、建立弹簧的受力和弹簧的伸缩量的直角坐标系，将上述检测的弹簧的受力以及在受力时弹簧的伸缩量数据汇入直角坐标系内，形成弹簧的受力以及在受力时弹簧的伸缩量关系曲线；s3、确定曲线形状出现骤变的拐点，记录拐点所对应的弹簧的伸缩量；s4、将弹簧的自然长度与拐点所在位置弹簧的伸缩量相减得到压并高度的数值。
7.通过采用上述技术方案，通过弹簧弹力计算公式，弹簧的弹力与弹簧的压缩量呈正比，通过测量弹簧的受力和弹簧的压缩量，在直角坐标系中，绘制测量的若干点的坐标，并依次连接若干测量点，得到测量的曲线，该曲线近似等于斜率为k的直线，其中k为弹簧的弹性系数，即若干测量点在斜率为k的直线两侧波动，在继续压缩的过程中，当图像开始出现明显偏移，即在该点后所测量的若干点并非在斜率为k的直线的两侧波动，该点即为拐点，所对应的弹簧的长度即为弹簧的压并高度的真值。
8.可选的，步骤s1中通过压力传感器测量弹簧的受力情况，压力传感器上的压力值每增加1n，记录下此时弹簧的压缩长度。
9.通过采用上述技术方案，通过控制变量法，使压力逐渐增大，并测量对应弹簧的压缩程度，并在直角坐标系中记录对应点的坐标，将若干测量点依次连接，图像开始出现骤变
的点所对应的弹簧的长度即为弹簧的压并高度的真值。
10.可选的，步骤s1中通过压力传感器测量弹簧的受力情况，弹簧压缩长度每增加0.1cm，记录压力传感器上对应的压力值。
11.通过采用上述技术方案，通过控制变量法，使弹簧压缩量每次增大0.1cm，并记录下此时对应的压力值，并在直角坐标系中记录对应点的坐标，将若干测量点依次连接，图像开始出现骤变的点所对应的弹簧的长度即为弹簧的压并高度的真值。
12.可选的，工作台上固定有支撑座，支撑座上固定有呈水平设置的支撑杆，弹簧套接在支撑杆上，工作台上表面设置有用于挤压弹簧的挤压装置。
13.通过采用上述技术方案，工作人员可将待检测的弹簧套接到支撑杆上，作用于挤压装置，使挤压装置对弹簧进行挤压，并将测量的压力值和对应的弹簧的压缩量绘制在直角坐标系中，并在直角坐标系中找到图像开始出现骤变的点所对应的弹簧的长度即为弹簧的压并高度的真值。
14.可选的，所述挤压装置包括滑移设置在工作台上移动座，所述移动座上固定有与支撑杆同轴的定位杆，所述定位杆上套接有沿定位杆轴向滑移的滑动环，所述滑动环正对于弹簧的端面固定有抵接环，所述抵接环与压力传感器连接，所述移动座上设置有推动滑动环沿其轴向滑移并对弹簧进行挤压的挤压机构。
15.通过采用上述技术方案，工作人员先将弹簧套接在支撑杆上，然后作用于移动座，使移动座带动滑动环朝着靠近弹簧的方向运动，在挤压机构的作用下推动滑动环和固定在滑动环上的抵接环对弹簧进行挤压，通过压力传感器得出弹簧的受力，当弹簧两端分别抵接在抵接环和支撑座上且压力传感器的压力值为0时，此时弹簧处于自然长度，对弹簧进行挤压，并记录抵接环移动的距离，即为弹簧的压缩量。
16.可选的，所述挤压机构包括固定在移动座上且平行于定位杆的若干挤压筒，所述挤压筒内穿设挤压杆，所述挤压杆内穿设有挤压丝杠，所述挤压丝杠螺纹连接在所述挤压杆内，所述挤压杆背离移动座的端部固定在滑动环上，所述挤压丝杠贯穿移动座且在挤压丝杠端部固定有驱动飞轮，所述驱动飞轮上设置有连接若干驱动飞轮的驱动链条，所述移动座上固定有驱动其中一挤压丝杠转动的挤压电机。
17.通过采用上述技术方案，挤压电机带动其中一挤压丝杠转动，在驱动链条和驱动飞轮的作用下带动若干挤压丝杠同步运动，挤压丝杠带动螺纹连接在挤压丝杠上的挤压杆朝着靠近弹簧的方向运动，并带动滑动环上的抵接环对弹簧进行挤压，并在挤压的过程中测量弹簧的压缩量和受力。
18.可选的，所述支撑杆外壁沿径向开设有若干滑动槽，所述滑动槽沿支撑杆轴向延伸，所述滑动槽内滑移设置有滑动板，弹簧套接在若干所述滑动板上，所述抵接环和滑动环上开设有供滑动板沿径向运动的让位槽，所述滑动槽底壁开设有限位槽，所述限位槽内固定有拉动滑动板朝向滑动槽内运动的限位弹簧，所述支撑杆上设置有驱动所述滑动板沿支撑杆径向运动的驱动组件。
19.通过采用上述技术方案，在限位弹簧的作用下，滑动板朝着靠近支撑杆轴线方向运动，根据弹簧内径的大小，工作人员可作用于驱动组件，使驱动组件带动滑动板朝着远离支撑杆轴线方向运动，从而使滑动板对弹簧进行支撑，减小弹簧在压缩过程中出现扭曲而影响到测量的精度。
20.可选的，所述支撑杆两端沿其轴向开设有两与滑动槽连通的驱动槽，所述驱动槽与支撑杆同轴且对称设置在支撑杆上，所述支撑杆内转动连接有与支撑杆同轴的驱动丝杠，所述驱动丝杠由两端朝向中间螺纹旋向相反，所述驱动丝杠上对称设置有两驱动块，两所述驱动块为与驱动丝杠同轴的圆锥台，两所述驱动块由驱动丝杠中心朝向两端直径逐渐增大，所述滑动板上固定有驱动杆，所述驱动杆抵接于对应所述驱动块上，所述驱动丝杠上固定有贯穿支撑座的延伸杆，所述延伸杆端部固定有便于驱动丝杠转动的把手。
21.通过采用上述技术方案，工作人员可转动把手，使驱动丝杠转动，从而使两驱动块朝着相互靠近或远离的方向运动，驱动块作用于驱动杆，在于限位弹簧的共同作用下带动滑动板朝着靠近或远离支撑杆轴线方向运动，从而便于滑动板对弹簧的支撑。
22.可选的，所述滑动板背离支撑杆轴线的侧壁沿其长度方向开设有导向槽，所述导向槽内滑移设置有导向块，所述导向块上嵌设有便于导向块在导向槽内滑移的滚珠，所述导向块上固定有平行于支撑杆的抵接杆，所述抵接杆沿轴向贯穿支撑座，抵接杆直径大于滑动板宽度且可在让位槽内滑移，所述让位槽内侧壁固定有用于抵触抵接杆并推动抵接杆沿轴向运动的两挤压板，两挤压板之间的距离大于滑动板的厚度使得滑动板可从两挤压板之间穿过，弹簧套接在若干抵接杆外。
23.通过采用上述技术方案，当抵接环抵接于弹簧并推动弹簧压缩，抵接杆沿轴向运动，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，便于对弹簧的压缩，减小开始压缩弹簧时，因受力过小而使测量结果产生较大误差，同时在运动过程中，挤压板可推动抵接杆沿轴向运动，减小因抵接环推动抵接杆运动而影响到测量的结果。
24.可选的，工作台上表面沿支撑杆轴向开设有安装槽，安装槽内转动连接有平行于支撑杆的安装丝杠和驱动安装丝杠转动的安装电机，所述移动座滑移设置在安装槽内且安装丝杠贯穿移动座并与移动座螺纹连接。
25.通过采用上述技术方案，安装电机带动安装丝杠转动，安装丝杠带动移动座沿支撑杆轴向运动，便于弹簧在支撑杆上的安装跟拆卸。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.将弹簧套接到支撑杆上，使挤压电机带动抵接环对弹簧进行挤压，在挤压的过程中，测量弹簧压缩量和对应的压力，并将压缩量和压力值绘制直角坐标系，当图像中出现明显的拐点时，所对应的弹簧的长度即为弹簧的压并高度；2.滑动板的设置用于适应不同内径大小的弹簧，减小因弹簧内径过大而导致挤压过程中，造成弹簧扭曲，从而导致测量结果存在较大的误差。
附图说明
27.图1是本技术实施例中的整体结构示意图。
28.图2是支撑杆的剖视图。
29.图3是本技术实施例挤压机构的结构示意图。
30.附图标记说明：1、工作台；2、支撑座；3、支撑杆；4、安装槽；5、移动座；6、安装丝杠；7、安装电机；8、定位杆；9、卡接块；10、卡接槽；11、滑动环；12、抵接环；13、挤压筒；14、挤压杆；15、挤压丝杠；16、驱动飞轮；17、驱动链条；18、挤压电机；19、滑动槽；20、滑动板；21、让位槽；22、限位
槽；23、限位弹簧；24、驱动槽；25、驱动丝杠；26、驱动块；27、挡板；28、延伸杆；29、把手；30、导向槽；31、导向块；32、抵接杆；33、滚珠；34、挤压板；35、驱动杆。
具体实施方式
31.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种弹簧压并高度的检测方法。参照图1，包括以下步骤：s1、将弹簧放在工作台1上，可先测量弹簧自然状态下的长度，然后对弹簧进行挤压，通过压力传感器测量并记录弹簧的受力大小，同时测量并记录下与弹簧受力大小所对应的伸缩量，在测量的过程中，可使弹簧压缩长度每增加0.1cm，记录压力传感器上对应的压力值，也可使压力传感器上的压力值每增加1n，记录下此时弹簧的压缩量；s2、建立弹簧的受力f和弹簧的伸缩量x的直角坐标系，以受力f为纵坐标，伸缩量x为横坐标，将上述检测的弹簧的受力以及在受力时弹簧的伸缩量数据汇入直角坐标系内，形成弹簧的受力以及在受力时弹簧的伸缩量关系曲线，根据弹簧的受力公式f=kx,其中k为弹簧的弹性系数，大致可知，所测得的若干坐标在斜率为k的直线附近波动；s3、弹簧在压缩的过程中，当弹簧受力增大到一定值时，坐标系中的曲线形状出现骤变的拐点，记录拐点所对应的弹簧的伸缩量；s4、将弹簧的自然长度与拐点所在位置弹簧的伸缩量相减即可得到压并高度的数值。
33.参照图1，工作台1上表面通过螺栓固定有呈竖直设置的支撑座2，支撑座2侧壁焊接有呈水平设置的支撑杆3，弹簧套接在支撑杆3上，工作台1上表面滑移设置有用于挤压弹簧的挤压装置。
34.参照图1和图2，工作台1上表面开设有沿支撑杆3轴向延伸的安装槽4，挤压装置包括滑移设置安装槽4内的移动座5，移动座5侧壁抵接于安装槽4内侧壁且可沿安装槽4长度方向滑移，安装槽4内转动连接有安装丝杠6，安装丝杠6平行于支撑杆3，安装槽4内通过螺栓固定有安装电机7，安装丝杠6一端转动连接在安装槽4内壁，安装丝杠6另一端焊接在安装电机7上，安装丝杠6贯穿移动座5并与移动座5螺纹连接。移动座5正对于支撑杆3的端面焊接有与支撑杆3同轴的定位杆8，定位杆8与支撑杆3直径相同，支撑杆3正对于定位杆8的端面粘接有卡接块9，定位杆8上开设有用于卡接卡接块9的卡接槽10。
35.参照图2和图3，挤压装置还包括套接在定位杆8上的滑动环11，滑动环11内壁抵触于定位杆8外侧壁且可沿定位杆8轴向运动，滑动环11正对于弹簧的端面粘接有与滑动环11同轴的抵接环12，抵接环12与压力传感器连接，移动座5上设置有推动滑动环11对弹簧进行挤压的挤压机构。挤压机构包括焊接在移动座5上的两挤压筒13，两挤压筒13位于移动座5正对于弹簧的侧壁且平行于定位杆8，挤压筒13内穿设挤压杆14，挤压筒13和挤压杆14均为方杆，挤压杆14可在挤压筒13内沿其长度方向滑移，挤压杆14一端穿设在挤压筒13内，挤压杆14另一端粘接在滑动环11背离弹簧的端面上。挤压杆14内穿设有挤压丝杠15，挤压丝杠15平行于定位杆8且螺纹连接在挤压杆14内。两挤压丝杠15水平贯穿移动座5且转动连接在移动座5上。挤压丝杠15端部焊接有驱动飞轮16，驱动飞轮16上设置有环绕两驱动飞轮16的驱动链条17，移动座5上通过螺栓固定挤压电机18，挤压电机18输出轴焊接在其中一挤压丝杠15上并带动挤压丝杠15转动。
36.参照图1和图2，支撑杆3外壁沿径向开设有若干滑动槽19，滑动槽19沿支撑杆3轴向延伸且沿轴向贯穿支撑杆3，滑动槽19内滑移设置有滑动板20，滑动板20两端与支撑杆3齐平，滑动板20侧壁抵接于滑动槽19内侧壁且可在滑动槽19内沿支撑杆3径向运动，抵接环12和滑动环11上沿轴向开设有贯穿抵接环12和滑动环11的让位槽21，让位槽21沿滑动环11径向延伸且与滑动板20一一对应，当滑动环11运动到支撑杆3上，滑动板20穿设在对应的滑动槽19内，且可沿支撑杆3轴向和径向运动，防止滑动板20对滑动环11的移动造成干涉。滑动槽19底壁开设有限位槽22，限位槽22内设置有限位弹簧23，限位弹一端粘接在滑动板20上，限位弹簧23另一端粘接在限位槽22的底壁上并拉动滑动板20朝向滑动槽19内运动。
37.参照图1和图2，支撑杆3上设置有驱动滑动板20沿支撑杆3径向运动的驱动组件，支撑杆3两端沿其轴向开设有驱动槽24，两驱动槽24与滑动槽19连通，限位槽22位于两驱动槽24之间，驱动槽24与支撑杆3同轴且对称设置在支撑杆3上，支撑杆3内转动连接有驱动丝杠25，驱动丝杠25与支撑杆3同轴且穿设在两驱动槽24内，驱动丝杠25外壁由两端朝向中间螺纹旋向相反，驱动丝杠25上设置有两驱动块26，两驱动块26分别位于对应的驱动槽24内且对称设置在驱动丝杠25上，两驱动块26为与驱动丝杠25同轴的圆锥台，两驱动块26由驱动丝杠25中心朝向两端直径逐渐增大，滑动板20上设置有两驱动杆35，两驱动杆35沿支撑杆3径向延伸且对称设置在滑动板20上，两驱动杆35一端粘接在滑动板20上，两驱动杆35另一端抵接在对应驱动块26的侧壁上，驱动丝杠25在转动的过程中，带动驱动块26运动，驱动杆35推动滑动板20沿径向运动，以满足不同弹簧内径大小的需求。驱动槽24两端粘接有用于封闭驱动槽24开口的挡板27，驱动丝杠25靠近支撑座2的端部焊接有与驱动丝杠25同轴且贯穿相邻挡板27和支撑座2的延伸杆28，延伸杆28端部焊接有便于延伸杆28转动的把手29。
38.参照图1和图2，滑动板20背离支撑杆3轴线的侧壁开设有导向槽30，导向槽30沿其长度方向延伸且横截面为燕尾状，导向槽30内滑移设置有导向块31，导向块31横截面为与导向槽30配合的燕尾状，防止导向块31在导向槽30内沿径向运动，导向块31抵接于导向槽30底壁的端面上嵌设有若干便于导向块31在导向槽30内移动的滚珠33，导向块31背离滚珠33的侧壁焊接有抵接杆32，抵接杆32平行于支撑杆3，抵接杆32两端与支撑杆3两端齐平且在滑动的过程中沿其轴向贯穿支撑座2。抵接杆32直径大于滑动板20厚度且小于让位槽21开口的大小，使得抵接杆32可在让位槽21内沿轴向和径向运动，让位槽21内侧壁粘接有两挤压板34，两挤压板34之间的距离小于抵接杆32的直径且大于滑动板20的厚度，使得挤压板34可推动抵接杆32运动。
39.根据弹簧内径的大小，调节若干抵接杆32的位置，使若干抵接杆32抵接于弹簧内壁上，当抵接环12对弹簧挤压的过程中，滑动板20在让位槽21内相对滑移，挤压板34推动抵接杆32沿轴向滑移，在抵接环12和支撑座2的作用下，对弹簧进行压缩。
40.本技术实施例一种弹簧压并高度的检测方法的实施原理为：将弹簧套接在支撑杆3上，工作人员可作用于挤压电机18，使抵接环12对弹簧进行挤压，在挤压的过程中，记录下弹簧的受力和伸缩量，并将伸缩量和受力绘制在直角坐标系中，当图像出现明显拐点位置，此时弹簧的长度即为弹簧的压并长度。
41.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。