斜圈弹簧刚度自动化测量试验台的研制

摘要

斜圈弹簧是高压弹簧触指开关的核心部件,也是高性能密封件的关键零件。近年来,其应用市场越来越广,需求量越来越大。斜圈弹簧刚度是其力学性能的重要指标之一,由于其结构的特殊性,目前尚无高效高精度的斜圈弹簧刚度测量手段。为了能更好的满足斜圈弹簧刚度的测试需求,评价其力学性能,提高测量效率,研制一种小型智能化的自动化斜圈弹簧刚度测量试验台显得十分必要。为此,本文设计了斜圈弹簧刚度测试方案,并研制了相应的刚度测量装置。
　　建立斜圈弹簧数学模型,通过有限元的方法分析斜圈弹簧的力学特性。研究了斜圈弹簧线径、节距、倾斜幅度在固定载荷位移下与其力学性能及刚度之间的关系,研究斜圈弹簧工作状态下的位移载荷关系。针对斜圈弹簧的变形及受力特点,设计斜圈弹簧刚度的测量原理,设计斜圈弹簧夹具,并通过理论计算对测量原理进行修正,减小误差,得出实际弹簧的变形与扩径块位移的关系。
　　在理论分析的基础上最终设计了弹簧装夹夹具与弹簧刚度测量试验台。本文从设计思想阐述及方案对比入手,并结合本课题理论背景及设计要求,阐述了总体结构设计方案选择及各模块的组成及原理。设计中采用电动缸传动系统实现对斜圈弹簧的高精度自动化加载,并选用了高精度的为传感器满足斜圈弹簧刚度测试的高精度要求。最后,完成了传感器的标定,对斜圈弹簧样品进行刚度测量,绘制位移载荷曲线。通过对测量结果分析,本试验台达到了设计要求。

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1绪论

1.1论文研究背景与意义

1.2国内外研究进展

1.3研究的目的和意义

1.4论文主要研究内容

2斜圈弹簧的数学模型

2.1引言

2.2直线型斜圈弹簧空间曲线

2.3环形斜圈弹簧圈空间曲线

3.环形斜圈弹簧力学性能研究

3.1引言

3.2环形斜圈弹簧的有限元模型建立

3.3环形斜圈弹簧应用的研究

3.4环形斜圈弹簧参数研究

3.5 本章小结

4斜圈弹簧刚度测量原理

4.1 引言

4.2斜圈弹簧刚度测量的难点与关键技术

4.3斜圈弹簧刚度测量理论

4.4径向斜圈弹簧径向刚度测量原理

4.5 本章小结

5斜圈弹簧刚度测量试验台的研制

5.1 引言

5.2斜圈弹簧刚度测量系统的总体方案的确定

5.3斜圈弹簧刚度测量试验台的结构设计

5.4加载模块的设计

5.5运动控制模块的设计

5.6数据采集模块的设计

5.7斜圈弹簧刚度测量试验台的控制系统设计

5.7 本章小结

6传感器的标定与实验

6.1引言

6.2拉压力传感器及电压放大器联合静态标定

6.3斜圈弹簧刚度测量实验

6.4实验数据分析

6.5误差分析

6.6本章小结

7结论

致谢

参考文献