专利名称：一种涡簧扭矩测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试装置，具体为一种涡簧扭矩测试装置。
背景技术：
涡簧扭矩是衡量涡簧工作特性的重要指标之一，涡簧扭矩的测量是测定涡簧性能指标工作中必不可少的一部分。由于涡簧结构特殊，专门针对涡簧的静态扭矩测量的仪器较少，针对涡簧冲击特性测试的装置更是几乎没有。目前，涡簧扭矩测定工作主要是在扭矩试验机上完成的，现有的扭矩试验机结构复杂，价格昂贵，而且在扭矩试验机上进行涡簧扭矩测试时，大都是通过对涡簧进行简单的装夹固定后测得的，大大降低了涡簧扭矩测量的准确性。申请号为00259938. 4公布了一种弹簧扭矩试验机，其体积庞大、结构复杂，在测量涡簧扭矩时，其测力销及推力销与簧臂固定形式为线接触，在扭转过程中簧臂与销棒之间很容易产生滑移，影响测量精度；另外该弹簧扭矩试验机不能进行涡簧冲击特性测试。

实用新型内容要解决的技术问题为了克服扭矩试验机使用不便、成本较高的缺点，同时可以适应涡簧的特殊结构， 能够准确测量涡簧静扭矩和动态冲击扭矩，本实用新型提出了一种涡簧扭矩测试装置。技术方案本实用新型的技术方案为所述一种涡簧扭矩测试装置，包括支承部件、涡簧扭转端部件、涡簧夹持部件和涡簧扭矩测量部件，涡簧扭转端部件和涡簧扭矩测量部件均固定在支承部件上，涡簧扭矩测量部件包括扭矩传感器，所述涡簧扭矩测试装置特征在于涡簧扭转端部件包括固定板、转角盘、转臂、动接板和芯管；固定板固定在支承部件上；转角盘为带有周向环形面的圆盘形结构，转角盘底面与固定板侧面贴合固定，在转角盘周向环形面上均勻开有若干定位孔，转角盘中心及固定板对应位置均开有轴孔，芯管插入转角盘中心及固定板的轴孔内，并与转角盘及固定板过盈配合；转臂内端有沿转臂厚度方向的通孔，芯管穿过该通孔并与转臂轴承连接，转臂外端顶面上有垂直于顶面的盲孔，用于与转角盘周向环形面上定位孔配合将转角盘与转臂固定；动接板固定连接在转臂侧面，在动接板的外侧面上有台阶状凸块，用于与涡簧夹持部件固连；涡簧夹持部件包括转动架、联簧轴、静接板和盖板；静接板和盖板固连，并形成“U “型槽用于放置待测涡簧和联簧轴，且静接板的外侧与扭矩传感器固连，用于将待测涡簧的扭矩传递给扭矩传感器；联簧轴穿过待测涡簧内簧臂卷成的中心通孔，两端分别与静接板和盖板固连，联簧轴中部有垂直于联簧轴中心轴线的螺孔，在螺孔中伸出有螺钉，将联簧轴与待测涡簧内簧臂固连；待测涡簧外簧臂与转动架一端固连，转动架另一端与动接板的台阶状凸块固连。本实用新型的一个优选方案，其特征在于所述支承部件为台钳。本实用新型的一个优选方案，其特征在于通过将转臂固定在转角盘内的不同角
3度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。本实用新型的一个优选方案，其特征在于在转臂内端通孔周围圆形均勻分布有若干动接板固定孔，在动接板对应位置也开有相同数量的圆形均勻分布的安装孔，通过选取动接板在转臂上的不同固定角度，并配合转臂在转角盘内的不同固定角度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。本实用新型的一个优选方案，其特征在于通过在转角盘预定位置插入截止销，测量待测涡簧动态冲击扭矩。本实用新型的一个优选方案，其特征在于联簧轴中心轴线与扭矩传感器接头端中心轴线共线。本实用新型的一个优选方案，其特征在于联簧轴两端固定在支持架上，支持架为 “U”型结构，“U”型结构的两臂分别卡接固定在静接板和盖板上。本实用新型的一个优选方案，其特征在于待测涡簧内簧臂上开有渐缩孔，当待测涡簧卷成后，内簧臂上的渐缩孔与穿过联簧轴中部螺孔的螺钉卡接，将待测涡簧内簧臂与联簧轴固定。本实用新型的一个优选方案，其特征在于联簧轴的两端有轴向的内六角凹槽，通过转动联簧轴在支持架上的固定角度，并配合转臂在转角盘内的不同固定角度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。有益效果本实用新型设计了新的适应涡簧的夹持部件，可以测量不同扭转角下的涡簧扭矩和动态冲击扭矩，而且本装置可以采用台钳作为支承部件，具有使用方便，成本低的特点， 可以广泛使用。

图1 本实用新型结构示意图；图2 涡簧扭转端部件结构示意图；图3 涡簧扭转端部件结构剖视图；图4 涡簧夹持部件结构示意图；图5 涡簧夹持部件结构剖视图；图6:涡簧结构示意图；图7 涡簧展开后的示意图；图8 联簧轴结构示意图；图9 支持架结构示意图；图10 转动架结构示意图；图11 静接板结构示意图其中1、台钳；2、固定板；3、转角盘；4、转臂；5、转臂手柄；6、锁销；7、芯管；8、动接板；9、轴承；10、支持架；11、盖板；12、待测涡簧；13、静接板；14、转动架；15、联簧轴；16、 扭矩传感器；17、传感器安装板；18、连板块；19、短立板；20、截止销。
具体实施方式
4[0030]下面结合实施例描述本实用新型实施例本实施例所述的涡簧扭矩测试装置包括支承部件、涡簧扭转端部件、涡簧夹持部件和涡簧扭矩测量部件。参照附图1，采用台钳1作为支承部件，涡簧扭转端部件固定在台钳1的活动台块上，涡簧扭矩测量部件固定在台钳1的固定台上，通过台钳1的丝杠来调整活动台块与固定台的距离，可以方便实现待测涡簧的安装和扭矩测试。参照附图2和附图3，涡簧扭转端部件包括固定板2、转角盘3、转臂4、动接板8和芯管7。固定板2为连接部件，其下端侧面通过螺钉固定在活动台块上，上端侧面与转角盘 3底面贴合，并用螺栓将固定板2与转角盘3固定；转角盘3为涡簧扭转角的限定部件，其为带有周向环形面的圆盘形结构，在周向环形面上均勻开有若干定位孔，孔的中心轴线过转角盘3的中心轴线，本实施例中有M个定位孔，即相邻两个定位孔间的角度的15°，转角盘 3中心开有轴孔，并在固定板2的对应位置也开有同心轴孔，用于穿过芯管7，且芯管7与转角盘3和固定板2为过盈配合；转臂4及固定在转臂4上的动接板8为转动部件，用于带动涡簧夹持部件转动，使待测涡簧产生扭矩，转臂4内端有沿厚度方向的通孔，也是用于穿过芯管7，且芯管7与转臂4通过轴承9连接，使得转臂4可绕芯管7转动；在安装时，该转臂4 内端通孔与转角盘3中心轴孔同心，转臂4外端顶面上有垂直于顶面的盲孔，用于与转角盘 3周向环形面上定位孔配合，通过锁销6将转角盘3与转臂4在设定的角度位置固定，为了便于转动转臂4，在转臂4外端侧面还固定安装了转臂手柄5 ；在转臂4内端通孔周围还均勻圆形分布有若干动接板固定孔，本实施例中为8个，该固定孔除了可以起到固定动接板8 的作用外，还可以通过调整动接板8在转臂4上的安装角度，配合转臂4在转角盘3内的不同固定角度来限定待测涡簧12的扭转角；动接板8的外侧面上有台阶凸块，台阶凸块上开有两个螺纹孔，用于与涡簧夹持部件螺栓固定连接。参照附图4和附图5，涡簧夹持部件包括转动架14、支持架10、联簧轴15、静接板 13和盖板11。参照附图10，转动架14主要起将待测涡簧12的外簧臂与动接板8的台阶凸块相连的作用，从而能够通过动接板8的转动带动待测涡簧12外簧臂转动，使待测涡簧12产生扭矩，转动架14 一端上有两个螺纹通孔，用于与动接板8台阶凸块上的两个螺纹孔通过螺栓固连，转动架14中部还有两个螺纹通孔，用于与待测涡簧12外簧臂螺钉连接，转动架14 另一端是“U”型结构，主要起将待测涡簧12限位的作用，且在“U”型结构的两侧面上开有同轴孔，用于穿过联簧轴15，且转动架14可绕联簧轴15转动。参照附图9，支持架10为“U”型结构，“U”型结构的两侧面上开有同轴孔，且在两侧面的端面上开有通孔，通孔中心轴线垂直于支持架同轴孔中心轴线。参照图5和图11，静接板13和盖板11下部通过螺栓固连，并且形成“U”空间，用于放置待测涡簧12、支持架10、转动架14和联簧轴15，其中支持架10的两侧面可以分别嵌入静接板13和盖板11中，并与静接板13和盖板11固定，静接板13外侧有接头可与涡簧扭矩测量部件中的扭矩传感器16测试端接头螺栓固连，将待测涡簧12的扭矩传递给扭矩传感器16。参照图8，联簧轴15的两端有轴向的内六角凹槽，，在联簧轴15的中部有垂直于
5联簧轴15中心轴线的螺纹通孔，在联簧轴15两端凹槽的壁面上也均布若干销孔。联簧轴 15的主要作用是将待测涡簧的内簧臂固定，在待测涡簧12内簧臂上开有近似为水滴形的渐缩孔，当待测涡簧12卷成后，水滴形的渐缩孔中较大直径区域可用来穿过螺钉，较小直径区域用来卡住螺钉，安装时，将联簧轴15穿过待测涡簧12内簧臂卷成的中心通孔，且在联簧轴15的中部螺纹通孔上带有螺钉，联簧轴15中部的螺纹通孔与待测涡簧12的渐缩孔位置对应，并用螺钉穿过待测涡簧12的渐缩孔后，将待测涡簧12的内簧臂勾住，从而将联簧轴15与待测涡簧12固定。参照附图5，联簧轴15两端安装在支持架“U”型结构两侧面的同轴孔内，并且用销穿过支持架两侧面的端面通孔和联簧轴15两端壁面上的销孔，将联簧轴15与支持架10固定。而在联簧轴15两端开轴向内六角凹槽，则可以通过内六角扳手将联簧轴15转动，从而能够改变联簧轴15在支持架10上的固定位置，进而改变内簧臂的位置，即待测涡簧的扭转角。当采用本装置测量待测涡簧的扭矩时，动接板8带动转动架14转动，转动架14带动待测涡簧12的外簧臂转动，产生扭矩，待测涡簧12内簧臂与联簧轴15固连，联簧轴15 与支持架10固连，支持架10固定在静接板13和盖板11之间，从而待测涡簧12产生的扭矩依次通过联簧轴15、支持架10和静接板13传递到扭矩传感器16上。为了提高测量的准确性，联簧轴15的中心轴线应当与扭矩传感器16接头端中心轴线共线。本实施例在测量涡簧静态扭矩时，通过转臂手柄5转动转臂4，并配合动接板8在转臂4上的安装位置和联簧轴15在支持架10上的固定位置，获得待测涡簧12的不同扭转角，扭矩传感器16即测得待测涡簧12不同扭转角下的扭矩值。在测量涡簧动态冲击扭矩时，根据冲击特性试验要求，在冲击终止位置插入截止销20，然后将转臂4扭转至冲击起始扭转角，释放转臂4后，转臂4在待测涡簧12扭矩作用下旋转并撞击截止销20，扭矩传感器16将采集此过程中待测涡簧12的扭矩。在进行涡簧应力松弛特性试验时，根据应力松弛试验要求，通过转臂4将待测涡簧12扭转至特定扭转角，并用锁销6将转臂4与转角盘3固定，在此扭转角位置静置若干小时(如50小时)，扭矩传感器16将采集此过程中待测涡簧12的扭矩。
权利要求1.一种涡簧扭矩测试装置，包括支承部件、涡簧扭转端部件、涡簧夹持部件和涡簧扭矩测量部件，涡簧扭转端部件和涡簧扭矩测量部件均固定在支承部件上，涡簧扭矩测量部件包括扭矩传感器，所述涡簧扭矩测试装置特征在于涡簧扭转端部件包括固定板、转角盘、 转臂、动接板和芯管；固定板固定在支承部件上；转角盘为带有周向环形面的圆盘形结构， 转角盘底面与固定板侧面贴合固定，在转角盘周向环形面上均勻开有若干定位孔，转角盘中心及固定板对应位置均开有轴孔，芯管插入转角盘中心及固定板的轴孔内，并与转角盘及固定板过盈配合；转臂内端有沿转臂厚度方向的通孔，芯管穿过该通孔并与转臂轴承连接，转臂外端顶面上有垂直于顶面的盲孔，用于与转角盘周向环形面上定位孔配合将转角盘与转臂固定；动接板固定连接在转臂侧面，在动接板的外侧面上有台阶状凸块，用于与涡簧夹持部件固连；涡簧夹持部件包括转动架、联簧轴、静接板和盖板；静接板和盖板固连， 并形成“U”型槽用于放置待测涡簧和联簧轴，且静接板的外侧与扭矩传感器固连，用于将待测涡簧的扭矩传递给扭矩传感器；联簧轴穿过待测涡簧内簧臂卷成的中心通孔，两端分别与静接板和盖板固连，联簧轴中部有垂直于联簧轴中心轴线的螺孔，在螺孔中伸出有螺钉， 将联簧轴与待测涡簧内簧臂固连；待测涡簧外簧臂与转动架一端固连，转动架另一端与动接板的台阶状凸块固连。
2.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于所述支承部件为台钳。
3.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于通过将转臂固定在转角盘内的不同角度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。
4.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于在转臂内端通孔周围圆形均勻分布有若干动接板固定孔，在动接板对应位置也开有相同数量的圆形均勻分布的安装孔，通过取动接板在转臂上的不同固定角度，并配合转臂在转角盘内的不同固定角度， 测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。
5.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于通过在转角盘预定位置插入截止销，测量待测涡簧动态冲击扭矩。
6.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于联簧轴中心轴线与扭矩传感器接头端中心轴线共线。
7.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于联簧轴两端通过销固定在支持架上，支持架为“U”型结构，“U”型结构的两臂分别卡接固定在静接板和盖板上。
8.根据权利要求1所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于待测涡簧内簧臂上开有渐缩孔，当待测涡簧卷成后，内簧臂上的渐缩孔与穿过联簧轴中部螺孔的螺钉卡接，将待测涡簧内簧臂与联簧轴固定。
9.根据权利要求7所述的一种涡簧扭矩测试装置，其特征在于联簧轴的两端有轴向的内六角凹槽，通过转动联簧轴在支持架上的固定角度，并配合转臂在转角盘内的不同固定角度，测量待测涡簧不同扭转角下的扭矩。
专利摘要本实用新型提出了一种涡簧扭矩测试装置，包括支承部件、涡簧扭转端部件、涡簧夹持部件和涡簧扭矩测量部件，特征在于涡簧扭转端部件包括固定板、转角盘、转臂、动接板和芯管；涡簧夹持部件包括转动架、联簧轴、静接板和盖板；转角盘和转臂用于确定扭转角，转动架、联簧轴夹持涡簧外内簧臂。本实用新型通过设计了新的适应涡簧的夹持部件，可以测量不同扭转角下的涡簧扭矩和动态冲击扭矩，而且本装置可以采用台钳作为支承部件，具有使用方便，成本低的特点，可以广泛使用。
文档编号G01L3/00GK202075073SQ20112005369
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者孙恒超, 尹明虎, 陈国定 申请人:西北工业大学