本专利公开了一种直线压缩机蜗旋板弹簧径向刚度的测试装置，该测试装置由上吊耳、定位销、盖板、底座、固定螺钉、固定螺母、下吊耳、内垫圈、外垫圈、内垫片和外垫片组成，通过所发明专利技术的测试装置分别固定蜗旋板弹簧的内缘和外缘，使内缘和外缘的受力方向均为严格径向且完全重叠，最大限度地消除蜗旋板弹簧径向刚度测试时产生的受力偏置和弯曲形变，以便准确测量出板弹簧在径向受力之后的位移量和对应的强度值以及变化趋势，为蜗旋板弹簧的设计和制造提供准确实测数据的对比和参考依据，对蜗旋板弹簧的优化设计乃至直线压缩机的发展都起到非常积极的作用。
【技术实现步骤摘要】
直线压缩机蜗旋板弹簧径向刚度的测试装置
本专利涉及直线压缩机中的的板弹簧检测技术，特别涉及一种直线压缩机蜗旋板弹簧径向刚度的测试装置。
技术介绍
直线压缩机(或称线性压缩机)是往复式活塞压缩机的一种，也是具有革新意义的一种往复式活塞压缩机。它利用直线电机驱动活塞在气缸中作往复直线运动，理论上完全消除了对活塞的径向作用力，因而也消除了活塞和气缸壁之间的机械磨损以及由此产生的无用功，工作寿命和能量转化效率都大幅度提高，故而在需要长寿命、高可靠和高效率工作的航空、航天、军事等特殊领域有着非常重要的应用。例如，目前航空航天领域应用最为广泛的两类长寿命回热式低温制冷机——脉冲管制冷机和斯特林制冷机，绝大多数都采用直线压缩机作为其动力源。 国际上应用于航空航天等领域的直线压缩机主要采用牛津型结构形式。所谓“牛津型”，其得名源于英国牛津大学的两项重要技术专利技术一间隙密封和板弹簧支撑，这两项技术是直线压缩机实现无油润滑而能长寿命运转的关键保障。 间隙密封的实质是使运动的活塞和气缸内壁之间始终保持微小的间隙(称为气隙，厚度为微米量级)。间隙密封技术以非接触式的气体动密封方式取代了接触式的固体密封，从而巧妙而彻底地解决了活塞与气缸之间的接触磨损以及常规固体密封所需的油润滑带来的污染问题，对于无油润滑式长寿命直线压缩机的发展影响深远。 板弹簧支撑技术的主要作用是实现和长期维持所需的间隙密封。板弹簧一般由一组或数组薄弹簧片组成，这些弹簧片被设计成在径向上刚度很大，而在轴向上刚度较小。活塞轴被固定于板弹黃的中心，以此来保证活塞在气缸内始终沿轴向运动，而不在径向上发生偏移，从而严格保证活塞与气缸内壁之间的气隙厚度。 由上述论述可知，板弹簧在直线压缩机技术中起着核心的关键作用，板弹簧设计与制造质量的优劣将直接影响到间隙密封的效果，从而对直线压缩机的效率、可靠性和工作寿命都产生决定性的影响。 在实践中，蜗旋板弹簧是直线压缩机最为常用的板弹簧类型，它有数条蜗旋臂组成，分为蜗旋槽、外缘、内缘、中心孔和外缘固定孔等关键部位。蜗旋板弹簧的设计开发需要经过复杂的计算并利用建模分析的方法尽量使结构得到优化，以获得所需的关键参数值。在投入实用之前，还需要对设计和加工完成的实物样品进行详细的检验分析和测试，对比设计计算和模型分析，找出材料和加工工艺方面可能存在的问题，并获取在结构上进一步优化的反馈信息。在这其中，轴向刚度和径向刚度的测量是非常关键的两项测试。 相比较轴向刚度，蜗旋板弹簧径向刚度的测量要求更高，因为在径向方向上，当蜗旋板弹簧内缘和外缘分别固定并施加拉力或压力时，只有内缘和外缘的受力方向完全重叠时，才能准确测出板弹簧的径向强度。否则，只要出现微小的偏置，板弹簧就会产生翻折，整个测试过程完全失效。因而，实践中，对用于蜗旋板弹簧径向刚度测量的测试装置要求十分严格，它需要固定板弹簧的内、外缘，并能将受力方向严格控制在一条直线上；尤为困难的是，这两个受力方向均为蜗旋板弹簧的径向，蜗旋板弹簧一般都是厚度低于1.0mm的薄片，这给径向刚度的测量无形中增加了许多困难。由于长寿命牛津型直线压缩机在国内的发展还处于起步阶段，故而用于其蜗旋板弹簧径向刚度的专用测试装置还不多见。
技术实现思路
有鉴于此，本专利提出一种直线压缩机蜗旋板弹簧径向刚度的测试装置。 本专利的目的在于，通过所专利技术的测试装置分别固定蜗旋板弹簧的内缘和外缘，使内缘和外缘相互之间在分别受力的状态下产生位移，又能使两个受力方向完全重叠，以便准确测量出板弹簧在径向受力之后的位移量和对应的强度值以及变化趋势，为蜗旋板弹簧的设计优化和制作提供准确实测数据的对比及参考。 所专利技术的直线压缩机蜗旋板弹簧径向刚度的测试装置包括上吊耳1、定位销2、盖板3、底座4、固定螺钉5、固定螺母6、下吊耳7、内垫圈8、外垫圈9、内垫片10、外垫片11，其中: 上吊耳I的上部加工有与上吊耳上端面41垂直的上吊耳螺纹孔13，侧向加工有横向贯通上吊耳I的上吊耳定位销孔12 ； 盖板3的一侧加工有盖板定位圈20,另一侧加工有盖板导向槽18,中心开有盖板中心孔21，沿盖板3的外缘圆周加工有与板弹簧外缘固定孔36数目相同的盖板外缘固定孔37，并开有一个横向贯通盖板3的盖板定位销孔19 ； 底座4的一侧加工有台阶面26和突出台阶面26之上的底座定位圈25，另一侧加工有底座导向槽22，中心开有底座中心孔24，沿底座4的外缘圆周加工有与板弹簧外缘固定孔36数目相同的底座外缘固定孔38，并开有一个横向贯通底座4的底座定位销孔23 ； 内垫圈8和外垫圈9均为环形薄片，其环径均与板弹簧外缘的环径相同，沿圆周分别加工有与板弹簧外缘固定孔36数目相同的内垫圈固定孔43和外垫圈固定孔44，内垫圈8和外垫圈9将板弹簧外缘33夹置于其中； 内垫片10和外垫片11均为环形薄片，其环径均与板弹簧内缘34的环径相同，中心分别加工有内垫片中心孔16和外垫片中心孔17,内垫片10和外垫片11将板弹簧内缘34夹直于其中； 内垫圈8、外垫圈9和蜗旋板弹簧42组成的组合体放置于底座4的台阶面26上，底座定位圈25和盖板定位圈20相互定位,紧密配合在一起,将内垫圈8、外垫圈9和板弹簧外缘33夹置于其中；然后使用螺钉通过内垫圈固定孔43、板弹簧外缘固定孔36和外垫圈固定孔44将内垫圈8、外垫圈9和板弹簧外缘33三者紧固，从而完成板弹簧外缘33的固定；上吊耳I从上部分别插入底座导向槽22和盖板导向槽18，下吊耳7从下部分别插入盖板导向槽18和底座导向槽22，盖板导向槽18和底座导向槽22共同将上吊耳I和下吊耳7的运动轨迹控制在一条直线上，二者偏离直线的绝对值处于1.0?1.5 μ m之间；定位销2横向贯穿上吊耳定位销孔12、盖板定位销孔19、底座定位销孔23，将上吊耳1、盖板3和底座4连接在一起；下吊耳7的底部加工有与下吊耳上端面45垂直的下吊耳螺纹孔14，侧向加工有横向贯通下吊耳7的下吊耳固定孔15 ;固定螺钉5加工出螺钉小端面29和螺钉大端面30，其中螺钉小端面29的内外径分别与外垫片11的内外径相等，偏差绝对值小于1.5μπι;固定螺母6加工出螺母小端面27和螺母大端面28，其中螺母小端面27的内外径分别与内垫片10的内外径相等，偏差绝对值小于1.5μπι;固定螺钉5从一侧横向贯穿下吊耳固定孔15、盖板中心孔21、板簧中心孔35、底座中心孔24、内垫片中心孔16和外垫片中心孔17，固定螺母6则从另一侧横向穿过下吊耳固定孔15、底座中心孔24与固定螺钉5拧紧固定，螺钉小端面29和螺母小端面27将内垫片10、外垫片11和板弹簧内缘34紧紧固定在一起，从而完成板弹黃内缘34的固定；板弹黃外缘33和板弹黃内缘34固定完成后，应确保螺钉小端面29和外垫圈外平面31处在同一垂直面上，偏差绝对值小于2.0 μ m，同时保证螺母小端面27和内垫圈外平面32处于同一垂直面上,偏差绝对值小于2.0ym ;并确保螺钉大端面30和下吊耳外侧平面39处于同一垂直面上，偏差绝对值小于2.0 μ m，同时保证螺母大端面28和下吊耳内侧平面40处于同一垂直面上，偏差绝对值小于2.0 μ m，从而防止板弹簧外缘33和板弹簧内缘34本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直线压缩机蜗旋板弹簧径向刚度的测试装置，它包括上吊耳(1)、定位销(2)、盖板(3)、底座(4)、固定螺钉(5)、固定螺母(6)、下吊耳(7)、内垫圈(8)、外垫圈(9)、内垫片(10)、外垫片(11)，其特征在于：所述的上吊耳(1)的上部加工有与上吊耳上端面(41)垂直的上吊耳螺纹孔(13)，侧向加工有横向贯通上吊耳(1)的上吊耳定位销孔12；所述的盖板(3)的一侧加工有盖板定位圈(20)，另一侧加工有盖板导向槽(18)，中心开有盖板中心孔(21)，沿盖板(3)的外缘圆周加工有与板弹簧外缘固定孔(36)数目相同的盖板外缘固定孔(37)，并开有一个横向贯通盖板(3)的盖板定位销孔(19)；所述的底座(4)的一侧加工有台阶面(26)和突出台阶面(26)之上的底座定位圈(25)，另一侧加工有底座导向槽(22)，中心开有底座中心孔(24)，沿底座(4)的外缘圆周加工有与板弹簧外缘固定孔(36)数目相同的底座外缘固定孔(38)，并开有一个横向贯通底座(4)的底座定位销孔(23)；所述的内垫圈(8)和外垫圈(9)均为环形薄片，其环径均与板弹簧外缘的环径相同，沿圆周分别加工有与板弹簧外缘固定孔(36)数目相同的内垫圈固定孔(43)和外垫圈固定孔(44)，内垫圈(8)和外垫圈(9)将板弹簧外缘(33)夹置于其中；所述的内垫片(10)和外垫片(11)均为环形薄片，其环径均与板弹簧内缘(34)的环径相同，中心分别加工有内垫片中心孔(16)和外垫片中心孔(17)，内垫片(10)和外垫片(11)将板弹簧内缘(34)夹置于其中；内垫圈(8)、外垫圈(9)和蜗旋板弹簧(42)组成的组合体放置于底座(4)的台阶面(26)上，底座定位圈(25)和盖板定位圈(20)相互定位，紧密配合在一起，将内垫圈(8)、外垫圈(9)和板弹簧外缘(33)夹置于其中；然后使用螺钉通过内垫圈固定孔(43)、板弹簧外缘固定孔(36)和外垫圈固定孔(44)将内垫圈(8)、外垫圈(9)和板弹簧外缘(33)三者紧固，从而完成板弹簧外缘(33)的固定；上吊耳(1)从上部分别插入底座导向槽(22)和盖板导向槽(18)，下吊耳(7)从下部分别插入盖板导向槽(18)和底座导向槽(22)，盖板导向槽(18)和底座导向槽(22)共同将上吊耳(1)和下吊耳(7)的运动轨迹控制在一条直线上，二者偏离直线的绝对值处于1.0～1.5μm之间；定位销(2)横向贯穿上吊耳定位销孔(12)、盖板定位销孔(19)、底座定位销孔(23)，将上吊耳(1)、盖板(3)和底座(4)连接在一起；下吊耳(7)的底部加工有与下吊耳上端面(45)垂直的下吊耳螺纹孔(14)，侧向加工有横向贯通下吊耳(7)的下吊耳固定孔(15)；固定螺钉(5)加工出螺钉小端面(29)和螺钉大端面(30)，其中螺钉小端面(29)的内外径分别与外垫片(11)的内外径相等，偏差绝对值小于1.5μm；固定螺母(6)加工出螺母小端面(27)和螺母大端面(28)，其中螺母小端面(27)的内外径分别与内垫片(10)的内外径相等，偏差绝对值小于1.5μm；固定螺钉(5)从一侧横向贯穿下吊耳固定孔(15)、盖板中心孔(21)、板簧中心孔(35)、底座中心孔(24)、内垫片中心孔(16)和外垫片中心孔(17)，固定螺母(6)则从另一侧横向穿过下吊耳固定孔(15)、底座中心孔(24)与固定螺钉(5)拧紧固定，螺钉小端面(29)和螺母小端面(27)将内垫片(10)、外垫片(11)和板弹簧内缘(34)紧紧固定在一起，从而完成板弹簧内缘(34)的固定；板弹簧外缘(33)和板弹簧内缘(34)固定完成后，应确保螺钉小端面(29)和外垫圈外平面(31)处在同一垂直面上，偏差绝对值小于2.0μm，同时保证螺母小端面(27)和内垫圈外平面(32)处于同一垂直面上，偏差绝对值小于2.0μm；并确保螺钉大端面(30)和下吊耳外侧平面(39)处于同一垂直面上，偏差绝对值小于2.0μm，同时保证螺母大端面(28)和下吊耳内侧平面(40)处于同一垂直面上，偏差绝对值小于2.0μm，从而防止板弹簧外缘(33)和板弹簧内缘(34)的轴向或径向偏移；上述固定完成后，上吊耳(1)和下吊耳(7)分别通过上吊耳螺纹孔(13)和下吊耳螺纹孔(14)连接到弹簧拉压试验机上，从而共同组成一种直线压缩机蜗旋板弹簧径向刚度的测试装置。...
【技术特征摘要】
1.一种直线压缩机蜗旋板弹簧径向刚度的测试装置，它包括上吊耳(I)、定位销(2)、盖板(3)、底座(4)、固定螺钉(5)、固定螺母(6)、下吊耳(7)、内垫圈(8)、外垫圈(9)、内垫片(10)、外垫片(11)，其特征在于: 所述的上吊耳(I)的上部加工有与上吊耳上端面(41)垂直的上吊耳螺纹孔(13)，侧向加工有横向贯通上吊耳⑴的上吊耳定位销孔12 ； 所述的盖板(3)的一侧加工有盖板定位圈(20)，另一侧加工有盖板导向槽(18)，中心开有盖板中心孔(21)，沿盖板(3)的外缘圆周加工有与板弹簧外缘固定孔(36)数目相同的盖板外缘固定孔(37)，并开有一个横向贯通盖板(3)的盖板定位销孔(19)； 所述的底座(4)的一侧加工有台阶面(26)和突出台阶面(26)之上的底座定位圈(25)，另一侧加工有底座导向槽(22)，中心开有底座中心孔(24)，沿底座(4)的外缘圆周加工有与板弹簧外缘固定孔(36)数目相同的底座外缘固定孔(38)，并开有一个横向贯通底座⑷的底座定位销孔(23)； 所述的内垫圈(8)和外垫圈(9)均为环形薄片，其环径均与板弹簧外缘的环径相同，沿圆周分别加工有与板弹簧外缘固定孔(36)数目相同的内垫圈固定孔(43)和外垫圈固定孔(44)，内垫圈(8)和外垫圈(9)将板弹簧外缘(33)夹置于其中； 所述的内垫片(10)和外垫片(11)均为环形薄片，其环径均与板弹簧内缘(34)的环径相同，中心分别加工有内垫片中心孔(16)和外垫片中心孔(17)，内垫片(10)和外垫片(11)将板弹簧内缘(34)夹置于其中； 内垫圈(8)、外垫圈(9)和蜗旋板弹簧(42)组成的组合体放置于底座(4)的台阶面(26)上，底座定位圈(25)和盖板定位圈(20)相互定位，紧密配合在一起，将内垫圈(8)、外垫圈(9)和板弹簧外缘(33)夹置于其中；然后使用螺钉通过内垫圈固定孔(43)、板弹簧外缘固定孔(36)和外垫圈固定孔(44)将内垫圈(8)、外垫圈(9)和板弹簧外缘(33)三者紧固，从而完成板弹簧外缘(33)的固定；上吊耳(I)从上部分别插入底座导向槽(22)和盖板导向槽(18)，下吊耳(7)从下...
【专利技术属性】
技术研发人员：党海政，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。