一种卡箍刚度自动标定装置及其使用方法，属于机械领域，该卡箍刚度自动标定装置用于快速、高精度卡箍刚度标定。卡箍刚度标定过程中，首先调整平衡位置，力和位移传感器归位。工控机发出指令，控制步进电机带动减速器转动，并通过丝杠螺母副，带动整个丝杠螺母滑台直线运动。通过弹簧作用，丝杠螺母滑台的位移平稳的传递到加载头继而使卡箍产生变形。采集装置同步采集力和位移传感器信号，输出至工控机：力信号到达设置值后，工控机控制步进电机停止转动，步进电机反转至到达反向设置值时，步进电机再次反转到达零点。本发明专利技术通过一次装夹即可得到整个过程的力‑位移曲线，得到卡箍拉伸压缩状态下的刚度；且刚度测试过程平稳连续，刚度测量准确。
【技术实现步骤摘要】
一种卡箍刚度自动标定装置及其使用方法
本专利技术属于机械领域，涉及一种管路卡箍性能测试装置，特别的涉及一种管路支撑卡箍刚度自动标定装置。
技术介绍
卡箍是连接带沟槽的管件、阀门以及管路配件的一种连接装置。带垫固定卡箍结构较为简单，一般由金属支架和衬垫组成，主要用于导管、导线及电缆的安装与固定。衬垫的材料根据使用要求可由多种材料制造，主要有不同性能的橡胶，以及塑料、玻璃纤维，甚至金属等。它们起着固定和阻尼振动的效果，同时，为满足不同的使用要求，衬垫结构形式各异。管路卡箍在液压管路系统中起到增强管路刚度、紧固管路位置的重要零件，并且卡箍在整个管路中所占的质量、体积比重非常小，在分析时，忽略卡箍的质量和体积因素，而只考虑卡箍的刚度作用。确定卡箍刚度，能够为后续卡箍布置及其他动力学分析提供指导。因此，卡箍刚度标定对管路系统的振动特性分析具有重要的意义。根据刚度定义：刚度表示物体抵抗变形的能力，定义为力与位移之比，即Ki＝Fi/Δxi。根据公式可计算出卡箍的线刚度。现有卡箍标定装置加载过程往往采用螺纹加载，加载过程极易产生爬行现象，加载力与位移产生较大波动，严重影响卡箍标定精度。另外，现有卡箍标定装置测点比较离散，所得力-位移曲线不够平滑。
技术实现思路
本专利技术公开一种管路卡箍刚度标定装置及标定方法，此装置具有结构简单、易操作、加载过程平稳连续，标定结果稳定等优点。为了达到上述目的，本专利技术技术方案如下：一种卡箍刚度自动标定装置，用于快速、高精度卡箍刚度标定，包括工作台底座1、刚度加强肋板2、滚珠丝杠底座3、丝杠螺母滑台4、步进电机5、减速器6、光杠7、滚珠丝杠8、加载杆9、弹簧10、限位圈11、销钉12、位移传感器13、力传感器14、加载头15、卡箍16、卡箍支座17。所述的滚珠丝杠底座3的底面通过螺栓固定在工作台底座1上，为加强标定装置本身的刚度，在工作台底座1和滚珠丝杠底座3间设置刚度加强肋板2。所述的滚珠丝杠底座3上方固定步进电机5及减速器6，步进电机5的转动方向和转速由工控机控制。所述的减速器6上端与步进电机5连接，下端与滚珠丝杠8连接。所述的滚珠丝杠8与丝杠螺母相互配合，构成滚珠丝杠螺母副，丝杠螺母固定在丝杠螺母滑台4内。所述的丝杠螺母滑台4位于滚珠丝杠底座3中部，两个光杠7垂直穿过丝杠螺母滑台4两端固定在滚珠丝杠底座3上，丝杠螺母滑台4与光杠7相互配合，光杠7保证丝杠螺母滑台4进给方向的直线性，两个光杠7的设置保证加载过程中进给方向不发生偏转。通过上述结构，步进电机5的旋转运动转化为丝杠螺母滑台4的直线运动。所述的丝杠螺母滑台4侧面设有两个中部带通孔的凸台结构，加载杆9装配于丝杠螺母滑台4上的两孔间。所述的加载杆9上套有两个弹簧10、一个限位圈11，限位圈11位于两个弹簧10之间，限位圈11上设有销钉孔，采用销钉12(类似紧固件，不局限于销钉)将其固定于加载杆9上。所述的加载杆9底端与力传感器14连接，力传感器14另一端与加载头15连接，用于测量拉力和压力；所述的加载头15上方一侧固定有位移传感器13，用于测量加载头15沿加载方向位移。所述的卡箍支座17固定在工作台底座上，卡箍16设于加载头15和卡箍支座17之间。所述的力传感器14和位移传感器13与采集装置连接，用于测量卡箍16受力大小及变形量，并输出信号传输至工控机进行记录及整理，进而得到连续的力-位移曲线继而得到卡箍的刚度。所述的减速器6和弹簧10的设置对于卡箍标定过程有及其重要的作用。卡箍标定过程中卡箍变形量十分微小，最大变形量一般不超过1mm，步进电机5即使在最低转速下，加载过程也十分短暂，无法达到平稳标定的要求。减速器6和弹簧10的使用，能极大的降低加载速度，使加载过程平稳、连续可靠。所述的滚柱丝杠8和丝杠螺母的配合使用，相对于传统的螺纹加载，滑动摩擦转化为滚动摩擦，极大的消除了爬行现象，加载过程更加平稳。上述卡箍刚度自动标定装置的使用方法，包括以下步骤：准备工作：首先，确定卡箍16加载力的最大值，作为边界条件输入工控机。根据加载力的大小，确定弹簧10的刚度，保证在加载过程中弹簧10在不过量变形的情况下发挥弹簧10的缓冲作用，使加载过程平稳、连续。工作过程：卡箍刚度标定过程中，首先调整到平衡位置，力传感器14和位移传感器13归位。工控机发出指令，控制步进电机5的启动，从而带动减速器6转动，经过减速器6的减速作用，转速下降，扭矩增加。通过丝杠螺母副，进一步带动整个丝杠螺母滑台4的直线运动。通过弹簧10的作用，丝杠螺母滑台4的位移平稳的传递到加载头15继而使卡箍16产生变形。采集装置同步采集力传感器14和位移传感器13的信号，输出信号到工控机。力信号到达设置值后，工控机控制步进电机5停止转动，之后步进电机反转，直到到达反向设置值时，步进电机再次反转到达零点。通过一次装夹即可得到整个过程的力-位移曲线继而计算出卡箍16拉伸压缩状态下的刚度。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过卡箍刚度测量装置及其配套软硬件设备，可以有效的测量卡箍不同方向上的线刚度，刚度测试过程平稳连续，刚度测量较准确，通过本装置测得的刚度值可以为工程应用提供参考。附图说明图1是卡箍线刚度标定装置正等轴测图；图2是典型卡箍示意图(双联卡箍)；(a)为轴测图；(b)为主视图；(c)为俯视图；图3是卡箍线刚度标定装置侧视图；图4是典型卡箍示意图(单联卡箍)；(a)为轴测图；(b)为侧视图；(c)为主视图。图中：1工作台底座、2刚度加强肋板、3滚珠丝杠底座、4丝杠螺母滑台、5步进电机、6减速器、7光杠、8滚珠丝杠、9加载杆、10弹簧、11限位圈、12销钉、13位移传感器、14力传感器、15加载头、16卡箍、17卡箍支座。具体实施方式本专利技术中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本专利技术各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本专利技术中任一部件或元件，不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本专利技术中的具体含义，不能理解为对本专利技术的限制。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，相同标号代表同一零件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。一种卡箍刚度自动标定装置，包括卡箍线刚度标定装置和配套软硬件平台，用于快速、高精度卡箍刚度标定。所述的卡箍线刚度标定装置主要部件包括工作台底座1、刚度加强肋板2、滚珠丝杠底座3、丝杠螺母滑台4、步进电机5、减速器6、光杠7、滚珠丝杠8、加载杆9、弹簧10、位移传感器11、力传感器12、卡箍加载头13、卡箍固定台14、限位圈15、销钉12。所述的滚珠丝杠底座3的底面通过螺栓固定在工作台底座1上，为加强标定装置本身的刚度，在工作台底座1和滚珠丝杠底座3间设置刚度加强肋板2。所述的滚珠丝杠底座3上方固定步进电机5(类似电机，不局限于步进电机)及减速器6。所述的减速器6上端与步进电机5连接，下端与滚珠丝杠8本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卡箍刚度自动标定装置，其特征在于，所述的卡箍刚度自动标定装置用于快速、高精度卡箍刚度标定，包括工作台底座(1)、滚珠丝杠底座(3)、丝杠螺母滑台(4)、步进电机(5)、减速器(6)、光杠(7)、滚珠丝杠(8)、加载杆(9)、弹簧(10)、限位圈(11)、销钉(12)、位移传感器(13)、力传感器(14)、加载头(15)、卡箍(16)、卡箍支座(17)；所述的滚珠丝杠底座(3)底面固定在工作台底座(1)上，滚珠丝杠底座(3)上方固定步进电机(5)及减速器(6)，步进电机(5)的转动方向和转速由工控机控制；所述的减速器(6)上端与步进电机(5)连接，下端与滚珠丝杠(8)连接；所述的滚珠丝杠(8)与丝杠螺母相互配合，构成滚珠丝杠螺母副，丝杠螺母固定在丝杠螺母滑台(4)内；所述的丝杠螺母滑台(4)位于滚珠丝杠底座(3)中部，两个光杠(7)垂直穿过丝杠螺母滑台(4)两端固定在滚珠丝杠底座(3)上，丝杠螺母滑台(4)与光杠(7)相互配合，光杠(7)保证丝杠螺母滑台(4)进给方向的直线性，两个光杠(7)的设置保证加载过程中进给方向不发生偏转；通过上述结构，步进电机(5)的旋转运动转化为丝杠螺母滑台(4)的直线运动；所述的丝杠螺母滑台(4)侧面设有两个中部带通孔的凸台结构，加载杆(9)装配于丝杠螺母滑台(4)上的两孔间；所述的加载杆(9)上套有两个弹簧(10)、一个限位圈(11)，限位圈(11)位于两个弹簧(10)之间，限位圈(11)上设有销钉孔，采用销钉(12)将其固定于加载杆(9)上；所述的加载杆(9)底端与力传感器(14)连接，力传感器(14)另一端与加载头(15)连接，用于测量拉力和压力；所述的加载头(15)上方一侧固定有位移传感器(13)，用于测量加载头(15)沿加载方向位移；所述的卡箍支座(17)固定在工作台底座上，卡箍(16)设于加载头(15)和卡箍支座(17)之间；所述的力传感器(14)和位移传感器(13)均与采集装置连接，用于测量卡箍(16)受力大小及变形量，并输出信号传输至工控机进行记录及整理，进而得到连续的力‑位移曲线继而得到卡箍的刚度。...
【技术特征摘要】
1.一种卡箍刚度自动标定装置，其特征在于，所述的卡箍刚度自动标定装置用于快速、高精度卡箍刚度标定，包括工作台底座(1)、滚珠丝杠底座(3)、丝杠螺母滑台(4)、步进电机(5)、减速器(6)、光杠(7)、滚珠丝杠(8)、加载杆(9)、弹簧(10)、限位圈(11)、销钉(12)、位移传感器(13)、力传感器(14)、加载头(15)、卡箍(16)、卡箍支座(17)；所述的滚珠丝杠底座(3)底面固定在工作台底座(1)上，滚珠丝杠底座(3)上方固定步进电机(5)及减速器(6)，步进电机(5)的转动方向和转速由工控机控制；所述的减速器(6)上端与步进电机(5)连接，下端与滚珠丝杠(8)连接；所述的滚珠丝杠(8)与丝杠螺母相互配合，构成滚珠丝杠螺母副，丝杠螺母固定在丝杠螺母滑台(4)内；所述的丝杠螺母滑台(4)位于滚珠丝杠底座(3)中部，两个光杠(7)垂直穿过丝杠螺母滑台(4)两端固定在滚珠丝杠底座(3)上，丝杠螺母滑台(4)与光杠(7)相互配合，光杠(7)保证丝杠螺母滑台(4)进给方向的直线性，两个光杠(7)的设置保证加载过程中进给方向不发生偏转；通过上述结构，步进电机(5)的旋转运动转化为丝杠螺母滑台(4)的直线运动；所述的丝杠螺母滑台(4)侧面设有两个中部带通孔的凸台结构，加载杆(9)装配于丝杠螺母滑台(4)上的两孔间；所述的加载杆(9)上套有两个弹簧(10)、一个限位圈(11)，限位圈(11)位于两个弹簧(10)之间，限位圈(11)上设有销钉孔，采用销钉(12)将其固定于加载杆(9)上；所述的加载杆(9)底端与力传感器(14)连接，力传感器(14)另一端与加载头(15)连接，用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩清凯，陶杨，翟敬宇，黎继武，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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。