УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УПРУГИХ И ЛИНЕЙНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРУЖИН

Полезная модель относится к испытательной технике и предназначена для статических испытаний пружин сжатия с обеспечением заданного режима нагружения.
Известно устройство для контроля упругих и линейных характеристик пружин, содержащее силоприемную площадку, размещенную между контролируемой пружиной и эталонным упругим элементом, основной привод силоприемной площадки, выполненный в виде шагового двигателя с редуктором, систему измерения величины реактивного усилия контролируемой пружины, реверсивного счетчика импульсов. Устройство снабжено дополнительным приводом силоприемной площадки и дополнительной системой измерения величины деформации контролируемой пружины, причем редуктор основного привода установлен на подвижной площадке и его винт жестко связан с подвижной плитой (Авторское свидетельство СССР №1113688, кл. G 01 L 1/04. Опубл. 15.09.84 г. Бюл. №34).
Известно также устройство для измерений упругих характеристик пружин сжатия, содержащее опору, блок отображения информации, датчик усилия, соединенный с блоком регистрации усилия, электромеханический нагружатель. Устройство снабжено датчиком исходного положения, датчиком конечного положения и датчиком перемещения, блоком коррекции и блоком памяти. Электромеханический нагружатель выполнен из электродвигателя постоянного тока, вал которого через преобразователь вращательного движения в поступательное связан с выходным штоком (Авторское свидетельство СССР №1675691, кл. G 01 L 1/04. Опубл. 07.09.91 г. Бюл. №33).
Однако, эти устройства недостаточно точны, сложны и имеют большие габариты.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по своей технической сущности является устройство для контроля упругих и линейных характеристик пружин, содержащее силоприемную площадку, механизм нагружения в виде электромеханического редуктора с прямолинейно перемещающейся нагружающей плитой, двигатель привода механизма нагружения, преобразователь линейного перемещения, тензорезисторный преобразователь силы и регистрирующе-преобразующий блок (Авторское свидетельство СССР №1270590, кл. G 01 L 1/04. Опубл. 15.11.86г. Бюл. №42).
Но это устройство также недостаточно точно, сложно и имеет большие габариты.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является повышение точности контроля, упрощение устройства и уменьшение его габаритов.
Для достижения указанного технического результата в устройство для контроля упругих и линейных характеристик пружин, содержащее силоприемную площадку, механизм нагружения в виде электромеханического редуктора с прямолинейно перемещающейся нагружающей плитой, двигатель привода механизма нагружения, преобразователь линейного перемещения, тензорезисторный преобразователь силы и регистрирующе-преобразующий блок, дополнительно введены усилитель, интерфейс и преобразователь частоты вращения двигателя привода механизма нагружения. При этом преобразователь перемещения выполнен инкрементным, усилитель -инструментальным, а регистрирующе-преобразующий блок - в виде однокристального микроконтроллера. Причем усилитель размещен в корпусе тензорезисторного преобразователя силы, а интерфейс и преобразователь
частоты вращения, электрически связанный с двигателем привода механизма нагружения, подсоединены к выходу однокристального микроконтроллера.
Введение в устройство для контроля пружин усилителя позволяет усилить сигнал с тензорезисторного преобразователя силы, что позволяет легко обрабатывать этот сигнал.
Выполнение же усилителя инструментальным повышает помехозащищенность устройства, а, следовательно, и точность контроля.
Введение интерфейса позволяет передавать данные испытания пружины на компьютер для их архивирования и распечатки протокола испытания.
А введение преобразователя частоты вращения двигателя повышает точность позиционирования при снятии характеристики усилия от перемещения или перемещения от усилия.
Выполнение же преобразователя линейного перемещения инкрементным повышает точность измерения высоты контролируемой пружины.
Выполнение регистрирующе-преобразующего блока в виде однокристального микроконтроллера упрощает устройство и уменьшает его габариты.
А размещение усилителя в корпусе тензорезисторного преобразователя силы повышает помехозащищенность устройства, а, следовательно, и точность контроля.
На рис. показано устройство для контроля упругих и линейных характеристик пружин.
Устройство содержит силоприемную площадку 1, контролируемую пружину 2, механизм нагружения в виде прямолинейно перемещающейся нагружающей плиты 3 с электромеханическим редуктором 4, нижнюю плиту 5, датчик положения в виде преобразователя линейного перемещения 6, связанного с нагружающей плитой 3, и тензорезисторного преобразователя силы 7, расположенного на нижней плите 5, двигатель 8 привода механизма
нагружения, регистрирующе-преобразующий блок 9 в виде однокристального микроконтроллера, с которым связаны преобразователи 6 и 7. В корпусе тензорезисторного преобразователя силы 7 размещен усилитель 10. К выходу регистрирующе-преобразующего блока 9 подсоединены интерфейс 11, электрически связанный с двигателем 8 преобразователь частоты вращения 12, дисплей 13 и пульт управления 14.
Устройство работает следующим образом.
Устанавливают пружину между силоприемной площадкой 1 и нагружающей плитой 3. С пульта управления 14 задают тип (высоту и величину деформации при заданном усилии) контролируемой пружины 2 и режим ее контроля.
После этого регистрирующе-преобразующий блок 9 подает команду на преобразователь частоты вращения 12, который включает двигатель 8, приводящий через электромеханический редуктор 4 в движение нагружающую плиту 3, воздействующую в процессе контроля на пружину 2.
В момент касания нагружающей плиты 3 с пружиной 2 автоматически, с помощью датчика положения 6, определяется высота пружины 2.
Далее перемещение нагружающей плиты 3 происходит до достижении заданного усилия нагружения пружины 2. При этом преобразователем линейного перемещения 6 автоматически замеряется высота пружины 2 при заданном усилии нагружения.
В процессе контроля пружины 2 усилие нагружения передается через силоприемную площадку 1 на тензорезисторный преобразователь силы 7, генерирующий аналоговый сигнал, величина которого пропорциональна величине нагружения.
Сигнал с тензорезисторного преобразователя силы 7, усиленный и нормализованный инструментальным усилителем 10, поступает на регистрирующе-преобразующий блок 9, который преобразует этот сигнал в цифровую форму для дальнейшей обработки.
По окончании контроля пружины 2 регистрирующе-преобразующий блок 9 подает команду на преобразователь частоты вращения 12 на реверсивное вращение двигателя 8. При этом нагружающая плита 3 начинается перемещаться вверх до достижении верхней точки, определяемой датчиком положения 6.
При проведении контроля на дисплей 13 выводятся текущее значение усилия и деформации пружины 2 и график в координатах «усилие сжатия пружины 2 - деформация пружины 2».
Полученные в процессе контроля данные могут быть переданы через интерфейс 11 на компьютер (не показан) для архивирования и распечатки протокола контроля.
Предлагаемое устройство для контроля упругих и линейных характеристик пружин, разработанное и изготовленное в 000 «НТЦ Инструмент-микро», позволяет повысить точность контроля при одновременном упрощении и уменьшении габаритов.