УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПРУЖИНЫ НА РАСТЯЖЕНИЕ, СЖАТИЕ И КРУЧЕНИЕ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в машиностроении для определения параметров жесткости пружин при растяжении, сжатии и кручении.
Из уровня техники известно изобретение РФ «Устройство для определения параметров сжатия пружин» (№2374611, заявка №2007140113 от 29.10.2007), содержащем основание и подвижную втулку, связанные между собой двумя параллельными друг другу стойками с шарнирами на концах, закрепленной на основании неподвижную опору, предназначенную для установки на ней испытываемой пружины, а подвижная опора, необходимая для крепления второго торца испытываемой пружины, смонтирована на штоке силового привода осевого нагружения, проходящем через плиту, при этом подвижная опора связана с приводом поперечного нагружения пружины; датчик силы и датчики перемещений, третью стойку со сферическими шарнирами на концах, соединенной с основанием и плитой и равноудаленной от имеющихся стоек. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, возможности измерения смещения по величине и направлению и повышении точности измерений.
Недостатки этого устройства заключаются в следующем:
- Устройство исполняет функцию только на сжатие пружины.
- Расположение нониусной шкалы неудобно для просмотра результата измерения.
- Сложность конструкции для испытаний. Сложность обусловлена тем, что для определения результатов измерения задействовано множество деталей, которые одновременно зависят друг от друга: сферические шарниры, стойки, основание, опора связаны между собой с возможностью поперечного смещения опоры и одновременно соединены с датчиком силы и несколькими датчиками перемещения, которые в свою очередь соединены с тензометрической аппаратурой для фиксирования результата измерения.
Известна полезная модель РФ «Устройство для измерения параметров пружин» (№50630, заявка №2005130203 от 27.09.2005 г.), содержащая силовой блок по средствам измерения остаточной деформации пружин под нагрузкой, включающими упорный ложемент, измерительный блок для бесконтактного измерения геометрических параметров пружин, содержащие лазерные датчики, установленные на раме, снабженной сквозной полостью для размещения между датчиками пружины, систему управления и обработки информации, измерительный блок, размещенный под силовым блоком соосно с ним, при этом упорный ложемент силового блока установлен в сквозной полости измерительного блока.
Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства и повышении удобства его обслуживания.
В данном устройстве определены следующие недостатки:
- устройство проводит проверку параметров пружин только на сжатие.
- сложность конструкции, которая заключается в том, что параметры проверяемой пружины определяются по четырем лазерным датчикам, датчику контроля линейных перемещений представляющие собой самостоятельные друг от друга части, расположенные в разных местах устройства.
- из описания следует, что данные о параметрах пружины с лазерных датчиков передается в систему управления и обработки информации. А данные с датчика контроля линейных перемещений в вышеуказанную систему не поступают. Следовательно, данные о параметрах пружины собираются с разных частей устройства, расположенных в разных местах, что является неудобным при сборе информации.
Известна полезная модель РФ «Устройство для определения характеристик пружин» (№22550, заявка №2001122500 от 14.18.2001 г.), содержащая раму, винтовую пару, закрепленную на одном конце пары жестко соединены указательная стрелка и рамка, к другому концу которой прикреплен динамометр. Технический результат заключается в повышении точности.
Недостатки данного устройства заключаются в том, что:
- устройство выполняет функцию проверки параметров пружины только на растяжение.
- отсутствует возможность для измерения параметров пружин на сжатие и кручение, что ограничивает функции устройства.
- применение подвижной шкалы и стрелки при растяжении может привести к погрешностям при определении параметров жесткости пружины.
Ближайшим аналогом является прибор «Мегеон» (Руководство по эксплуатации «Динамометры цифровые сжатия и растяжения серии «Мегеон», компания «Мегеон»), представляющий собой тестовое устройство, в комплектацию которого входят динамометр цифровой, блок питания, кабель, удлиняющая штанга, насадки, программное обеспечение для проведения анализа, которое загружается в ПК для получения результатов измерений, сохранения и анализа данных, распечатки. Технический результат при использовании прибора - простота использования, возможность удержания пиковых значений, наличие ПО для проведения анализа, обеспечивающий формирование результатов в режиме реального времени.
Прибор «Мегеон», являясь современным устройством определения параметров пружин, все же имеет некоторые недостатки, а именно: прибор проводит проверку параметров пружин только на операции растяжения и сжатия. Однако, в условиях современного производства, часто возникает необходимость в определении параметров пружины на кручение.
Технический результат предлагаемой полезной модели - расширение функциональных возможностей устройства, а именно, обеспечение проверки параметров пружины на кручение.
Технический результат достигается за счет того, что установка для испытания пружин, содержащая основание, на котором закреплены ходовой винт с маховиком, направляющие с цифровым штангенциркулем, кронштейном и тензодатчиком, плиту, съемную траверсу для фиксации испытываемой пружины при проверке параметров на растяжение, съемный упор для фиксации испытываемой пружины при проверке параметров на сжатие, дополнительно имеет съемный узел для проверки параметров испытываемой пружины на кручение. Таким образом, за счет замены съемных траверсы и упора на съемный узел, преобразующий поступательное движение кронштейна во вращательное воздействие на испытуемую пружину, обеспечивается проверка параметров пружины на кручение.
На рисунках изображена прилагаемая установка:
Фиг. 1 - вид установки спереди со съемной траверсой при проведении испытания пружины на растяжение.
Фиг. 2 - вид установки сбоку со съемной траверсой при проведении испытания пружины на растяжение.
Фиг. 3 - вид установки спереди со съемным упором при проведении испытания пружины на сжатие.
Фи г. 4 - вид установки сбоку со съемным упором при проведении испытания пружины на сжатие.
Фиг. 5 - вид установки спереди со специальным съемным узлом при проведении испытания пружины на кручение.
Фиг. 6 - вид установки сбоку со специальным съемным узлом при проведении испытания пружины на кручение.
Установка для испытания пружин на растяжение, сжатие и кручение содержит основание 1. на котором закреплены ходовой винт 2 для перемещения кронштейна с калиброванным отсчетом величины перемещения, на штоке которого закреплен маховик 3, передней направляющей 4 и задней направляющей 5 нижний конец которых соединен с основанием 1, а верхний конец направляющих 4 и 5 соединены с плитой 6 с закрепленными на ней штангенциркулем с цифровым табло 7 и кронштейном 8, выполненного с возможностью перемещения по направляющим 4 и 5, закрепленного на кронштейне 8 тензодатчика 9, содержащего на одном конце шпильку 10 для соединения тензодатчика 9 с кронштейном 8 посредством регулируемого углового крепления 11, а на другом - сменные элементы в виде крючка 12 для закрепления пружины при испытании на растяжение и кручение или прижима 13 для испытания пружины на сжатие, траверсы 14 с крючком 15 для фиксации испытываемой пружины при проверке параметров на растяжение, упор 16 для фиксации испытываемой пружины при проверке параметров на сжатие, специального узла для поверки испытываемой пружины при проверке параметров на кручение, содержащего зубчатую рейку 17 с направляющей 18, вал 19, шестерню 20 с пальцем 21, подставку 22, табло для визуализации результатов проверки, подключенного к тензодатчику 9 посредством провода (табло и провод на фигурах не показаны).
Устройство работает следующим образом:
Для испытания пружины на растяжение на основание 1 устанавливается траверса 14 с крючком 15. К регулируемому угловому креплению 11 кронштейна 12 посредством шпильки 10, ввернутую в нижнюю часть тензодатчика 9, крепиться тензодатчик 9 таким образом, чтобы тензодатчик 9 располагался над регулируемым угловым креплением 11, а крючок 12 тензодатчика 9, ввернутый в верхнюю часть тензодатчика 9, и крючок 15 траверсы 14 находились на одной оси по направлению друг к другу. Посредством вращения маховика 3, крючок 12 тензодатчика 9 подводится к крючку 15 траверсы 14 на расстояние, необходимое для свободного одевания измеряемой пружины. Измеряемая пружина закрепляется одним концом к крючку 15 траверсы 14, а вторым - к крючку 12 тензодатчика 9. Вращая маховик 3 посредством натяжения приводим пружину в исходное положение, при этом показания на табло для визуализации результатов проверки должны находиться в нулевом положении. Показания электронного штангенциркуля 7 обнуляются. При плавном вращении маховика 3, кронштейн 8 с тензодатчиком 9 перемещается вниз, растягивая тем самым пружину на указанные в таблице величины по показаниям штангенциркуля 7. При этом нагрузки фиксируются по показаниям табло для визуализации результатов проверки. Если все зафиксированные значения нагрузки соответствуют табличным, значит пружина годная.
Для испытания пружины на сжатие на основание 1 устанавливается съемный упор 16. В нижнюю часть тензодатчика 9 вкручивается прижим 13, а в верхнюю часть тензодатчика 9 вкручивается шпилька 10. К регулируемому угловому креплению 11 посредством шпильки 10 крепится тензодатчик 9 таким образом, чтобы тензодатчик 9 располагался под регулируемым угловым креплением 11. а съемный упор 16 и прижим 13 находились на одной оси по направлению друг к другу. Измеряемая на сжатие пружина одним концом устанавливается на съемный упор 16 и, плавно вращая маховик 3 для перемещения кронштейна 8 с тензодатчиком 9 вниз, прижим подводится до момента касания с пружиной. Показания электронного штангенциркуля обнуляются, при этом показания на табло для визуализации результатов проверки также должны находиться в нулевом положении. При плавном вращении маховика 3 в этом же направлении, кронштейн 8 с тензодатчиком 9 перемещается вниз, сжимая тем самым испытываемую пружину по показаниям штангенциркуля 7 на указанные в таблице величины, при этом нагрузки фиксируются по показаниям табло для визуализации результатов проверки. Если все зафиксированные значения нагрузки соответствуют табличным, значит пружина годная. Траверса 14 с крючком 15 при испытании на сжатие не участвует. Но так как ее присутствие никоим образом не мешает и не влияет на проводимую проверку сжатия пружины, то данный элемент по желанию можно оставить на основании 1 или снять с него.
Для испытания пружины на кручение с основания 1 снимается траверса 14 с крючком 15 и упор 16. Вместо них на основание 1 стенда крепится съемный узел. В нижнюю часть тензодатчика 9 вкручивается крючок 12, а в верхнюю часть тензодатчика 9 вкручивается шпилька 10. К регулируемому угловому креплению 11 посредством шпильки 10 крепится тензодатчик 9 таким образом, чтобы тензодатчик 9 располагался под регулируемым угловым креплением 11, а крючок 12 и зубчатая рейка 17 съемного узла находились на одной оси по направлению друг к другу. При этом зубчатая рейка 17 находится в направляющей 18 съемного узла. Такое соединение тензодатчика 9 со съемным узлом обеспечивает беззазорное соединение и устраняет люфт в момент испытания пружины. Испытываемая на кручение пружина устанавливается на вал 19 специального съемного узла таким образом, чтобы отогнутые в разные стороны концы пружины находились на подставке 22, а петля пружины была сверху. В таком расположении пружина находится в начальном положении для проведения испытания на кручение. При плавном вращении маховика 3 для перемещения кронштейна 8 с тензодатчиком 9 вверх, палец 21 шестерни 20 подводится к петле пружины до касания. Показания электронного штангенциркуля 7 и показания на табло для визуализации результатов проверки обнуляются. Продолжая плавно вращать маховик 3 в этом же направлении, кронштейн 8 с тензодатчиком 9 перемещается вверх, при этом палец 21 продолжает оказывать давление на испытываемую пружину, закручивая ее тем самым по показаниям штангенциркуля на указанные табличные величины. При этом нагрузки фиксируются по показаниям табло для визуализации результатов проверки. Если все зафиксированные значения нагрузки с учетом допуска соответствуют табличным, значит пружина годная.