一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置，包括水平底板，所述水平底板上设置有力平衡波纹补偿器，位移传感器用于测量力平衡波纹补偿器的表面形变，所述水平底板上表面通过螺栓螺母连接固定安装有照片畸变对照板；所述力平衡波纹补偿器上设置加载机构和测量装置，所述力平衡波纹补偿器上连接进气软管，测量装置用于对力平衡波纹补偿器表面进行测量，水平底板上表面固定安装有辅助测量装置。本发明专利技术实现对模拟实际工况的复杂加载条件下力平衡波纹补偿器的微变形、形变趋势及刚度的测量。刚度的测量。刚度的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置及方法


[0001]本专利技术属于机械测量
，具体涉及一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置及方法。

技术介绍

[0002]力平衡波纹补偿器主要应用于石油化工、钢铁、电力、有色金属等部门，安装在管道的弯道处或与空间管道相连的设备上。它可以补偿轴向位移和横向位移，而不会对管道系统或其他设备产生内压推力。
[0003]通过对现有技术文献进行检索发现，目前对复杂服役条件下零件及构件的刚度测试仍以单一扭转及单一弯曲载荷条件下的测试为主。如专利“一种扭转刚度测试装置”(申请号：201310704987.0)及专利“一种弯刚度测试装置”(申请号：201310442767.5)分别提出构件在单一扭转及弯曲载荷下刚度的测试方法。专利“一种绝缘子弯扭复合试验机”(申请号：201710307025.X)提出了绝缘子在弯曲及扭转载荷服役条件下机械性能的测试方法，但无法实现弯矩和扭矩同时施加，且保证弯扭之间的互不干涉。因此，对弯曲刚度及扭转刚度的测试均在单一载荷条件下进行，并未能实现扭转及弯曲的同步加载。
[0004]上述表明，传统的可测试静态扭转和弯曲载荷下材料扭转/弯曲刚度的设备无法实现弯矩、扭矩的同步联合加载，或当弯矩和扭矩同时施加时易发生干涉从而影响测试结果的可靠性，进而无法对大尺寸零件的刚度进行准确测量。
[0005]除此之外，通过检索发现目前对于力平衡波纹补偿器刚度测量的相关专利较少。而对于大型管道类设备的刚度测量装置并不能照搬进力平衡波纹补偿器的刚度测量中，对于大型力平衡波纹补偿器的刚度测量方法亟待深入研究。

技术实现思路

[0006]为了克服以上现有技术存在问题，本专利技术的目的在于提供一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置及方法，实现对模拟实际工况的复杂加载条件下力平衡波纹补偿器的微变形、形变趋势及刚度的测量。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置，包括水平底板1，所述水平底板1上设置有力平衡波纹补偿器20，位移传感器用于测量力平衡波纹补偿器20的表面形变，所述水平底板1上表面通过螺栓螺母连接固定安装有照片畸变对照板4；所述力平衡波纹补偿器20上设置加载机构和测量装置，所述力平衡波纹补偿器20上连接进气软管18，测量装置用于对力平衡波纹补偿器20表面进行测量，水平底板1上表面固定安装有辅助测量装置6。
[0009]所述位移传感器包括位移传感器一51、位移传感器二52、位移传感器三53、位移传感器四54、位移传感器五55、位移传感器六56、位移传感器七57、位移传感器八58、位移传感器九59、位移传感器十66；
[0010]其中，所述传感器位移传感器一51、位移传感器二52、位移传感器三53、位移传感
器四54通过螺栓连接固定安装在力平衡波纹补偿器20正下方，用来测量力平衡波纹补偿器20在加载过程中正下方的表面形变；所述位移传感器五55、位移传感器十66通过螺纹连接分别固定安装在力平衡波纹补偿器20两侧力平衡波纹补偿器测支撑杆65上，其作用是对加载过程中力平衡波纹补偿器20弯道两侧的表面形变进行测量。
[0011]所述辅助测量装置6包括力平衡波纹补偿器下支撑杆64，所述力平衡波纹补偿器下支撑杆64固定安装在力平衡波纹补偿器20正下方；所述位移传感器一51、位移传感器二52、位移传感器三53、位移传感器四54、位移传感器五55通过位移传感器固定块67固定安装在力平衡波纹补偿器下支撑杆64上；力平衡波纹补偿器侧支撑杆65固定安装在力平衡波纹补偿器20中段两侧辅助测量装置6上；力平衡波纹补偿器弯道侧支撑杆62固定安装在力平衡波纹补偿器20的力平衡波纹补偿器弯口端法兰22旁辅助测量装置6上；力平衡波纹补偿器弯道口支撑杆64固定安装在力平衡波纹补偿器弯口端法兰22上表面辅助测量装置6上；所述位移传感器五55、位移传感器十66分别固定安装在力平衡波纹补偿器20两侧力平衡波纹补偿器侧支撑杆65上；所述位移传感器八58固定安装在力平衡波纹补偿器弯道口支撑杆64上；所述力平衡补偿器九59固定安装在力平衡补偿器进气端法兰15外表面；所述铁丝网61固定安装在辅助测量装置6一侧。
[0012]所述水平底板1是一块铸铁的特制平板，其厚度为25mm，作用是为整个实验机构提供水平的实验场地；所述照片畸变对照板4是一块表面粘贴有标准坐标纸的特制面板，其作用是将工业相机33拍摄的照片材料背景替换为标准坐标轴，减少照片畸变对实验结果带来的影响；所述加载底座16通过六角螺母一12固定安装于水平底板1上表面；所述扫描支撑架3是使用钢板焊接而成的梁结构框架，通过焊接固定安装在特质水平底板1上表面，其作用是为滚珠丝杠31提供安装位置；所述安装底座11是一块T型底座，通过焊接固定安装在水平底板1上表面中间，其作用是为力平衡波纹补偿器20提供安装位置；所述力平衡波纹补偿器20通过螺栓配合固定安装在安装底座11上表面对应安装位置。
[0013]所述加载机构包括加载底座16、长拉杆13、短拉杆14U形加载块23；
[0014]所述力平衡波纹补偿器20是一款由多段波纹管及直(弯)管焊接而成的大型波纹管零件，其固定安装在安装底座11的上表面；所述长拉杆13、短拉杆14通过齐套的力平衡波纹补偿器进气端法兰15上孔位固定安装，分别位于以力平衡波纹补偿器20的轴线为圆心的补偿器表面45
°
、135
°
、225
°
和315
°
位置，其作用是在加载过程中起导向作用，防止力平衡波纹补偿器20发生偏转影响实验结果。
[0015]所述U形加载块23通过安装孔一72、安装孔二73、安装孔三74固定安装在力平衡波纹补偿器进气端法兰15外表面，这样安装可以使高精度数显液压泵17的加载通过U形加载块23间接转移到力平衡波纹补偿器进气端法兰20上，避免了直接加载造成的力平衡波纹补偿器进气端法兰20损坏。
[0016]所述加载底座16固定安装在水平底板1上表面；所述加载底座16固定安装在U形加载块23的正下方；所述高精度数显液压泵17固定安装在加载底座16的上表面，其作用是为待测零件进行弯矩加载；所述高精度数显液压泵17通过导向槽71与U形加载块23连接；所述导向槽71是在U形加载块23下表面加工的台阶孔，其作用是连接U形加载块12与高精度数显液压泵17，保证加载过程中高精度数显液压泵17的加载方向始终竖直向上，避免高精度数显液压泵17发生倾覆。
[0017]所述进气软管18通过转接头固定安装在力平衡波纹补偿器20进气端法兰15外表面进气口；所述精密气压表一21固定安装在氮气瓶19出口与进气软管18连接处；所述精密气压表二24固定安装在力平衡波纹补偿器进气端法兰15外表面与进气软管18连接进气口处；所述氮气瓶19放置于水平地面上。
[0018]所述测量装置包括扫描支撑架3，所述扫描支撑架3固定安装在水平底板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置，其特征在于，包括水平底板(1)，所述水平底板(1)上设置有力平衡波纹补偿器(20)，位移传感器用于测量力平衡波纹补偿器(20)的表面形变，所述水平底板(1)上表面通过螺栓螺母连接固定安装有照片畸变对照板(4)；所述力平衡波纹补偿器(20)上设置加载机构和测量装置，所述力平衡波纹补偿器(20)上连接进气软管(18)，测量装置用于对力平衡波纹补偿器(20)表面进行测量，水平底板(1)上表面固定安装有辅助测量装置(6)。2.根据权利要求1所述的一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置，其特征在于，所述位移传感器包括位移传感器一(51)、位移传感器二(52)、位移传感器三(53)、位移传感器四(54)、位移传感器五(55)、位移传感器六(56)、位移传感器七(57)、位移传感器八(58)、位移传感器九(59)、位移传感器十(66)；其中，所述传感器位移传感器一(51)、位移传感器二(52)、位移传感器三(53)、位移传感器四(54)通过螺栓连接固定安装在力平衡波纹补偿器(20)正下方，用来测量力平衡波纹补偿器(20)在加载过程中正下方的表面形变；所述位移传感器五(55)、位移传感器十(66)通过螺纹连接分别固定安装在力平衡波纹补偿器(20)两侧力平衡波纹补偿器测支撑杆(65)上，其作用是对加载过程中力平衡波纹补偿器(20)弯道两侧的表面形变进行测量。3.根据权利要求2所述的一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置，其特征在于，所述辅助测量装置(6)包括力平衡波纹补偿器下支撑杆(64)，所述力平衡波纹补偿器下支撑杆(64)固定安装在力平衡波纹补偿器(20)正下方；所述位移传感器一(51)、位移传感器二(52)、位移传感器三(53)、位移传感器四(54)、位移传感器五(55)通过位移传感器固定块(67)固定安装在力平衡波纹补偿器下支撑杆(64)上；力平衡波纹补偿器侧支撑杆(65)固定安装在力平衡波纹补偿器(20)中段两侧辅助测量装置(6)上；力平衡波纹补偿器弯道侧支撑杆(62)固定安装在力平衡波纹补偿器(20)的力平衡波纹补偿器弯口端法兰(22)旁辅助测量装置(6)上；力平衡波纹补偿器弯道口支撑杆(64)固定安装在力平衡波纹补偿器弯口端法兰(22)上表面辅助测量装置(6)上；所述位移传感器五(55)、位移传感器十(66)分别固定安装在力平衡波纹补偿器(20)两侧力平衡波纹补偿器侧支撑杆(65)上；所述位移传感器八(58)固定安装在力平衡波纹补偿器弯道口支撑杆(64)上；所述力平衡补偿器九(59)固定安装在力平衡补偿器进气端法兰(15)外表面；所述铁丝网(61)固定安装在辅助测量装置(6)一侧。4.根据权利要求1所述的一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置，其特征在于，所述照片畸变对照板(4)将工业相机(33)拍摄的照片材料背景替换为标准坐标轴，减少照片畸变对实验结果带来的影响；所述加载底座(16)通过六角螺母一(12)固定安装于水平底板(1)上表面；所述扫描支撑架(3)是使用钢板焊接而成的梁结构框架，通过焊接固定安装在特质水平底板(1)上表面，其作用是为滚珠丝杠(31)提供安装位置；安装底座(11)是一块T型底座，通过焊接固定安装在水平底板(1)上表面中间，其作用是为力平衡波纹补偿器(20)提供安装位置；所述力平衡波纹补偿器(20)通过螺栓配合固定安装在安装底座(11)上表面对应安装位置。5.根据权利要求1所述的一种大型力平衡补偿器冲压弯矩下刚度测量装置，其特征在于，所述加载机构包括加载底座(16)、长拉杆(13)、短拉杆(14)和U形加载块(23)；所述力平衡波纹补偿器(20)由多段波纹管及直(弯)管焊接而成的大型波纹管零件，其
固定安装在安装底座(11)的上表面；所述长拉杆(13)、短拉杆(14)通过齐套的力平衡波纹补偿器进气端法兰(15)上孔位固定安装，分别位于以力平衡波纹补偿器(20)的轴线为圆心的补偿器表面45
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、135
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、225
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和315
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位置，其作用是在加载过程中起导向作用，防止力平衡波纹补偿器(20)发生偏转影响实验结果；所述U形加载块(23)通过安装孔一(72)、安装孔二(73)、安装孔三(74)固定安装在力平衡波纹补偿器进气端法兰(15)外表面；所述加载底座(16)固定安装在水平底板(1)上表面；所述加载底座(16)固定安装在U形加载块(23)的正下方；高精度数显液压泵(17)固定安装在加载底座(16)的上表面，其作用是为待测零件进行弯矩加载；所述高精度数显液压泵(17)通过导向槽(71)与U形加载块(23)连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：高羡明，张衍龙，李玉涵，张洋，卢方才，卢少辉，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：