钢板弹簧刚度、弧高测量系统技术方案

钢板弹簧刚度、弧高测量系统，其特征是系统包括一水平基准台，被测钢板弹簧通过两端的滑车支撑在其上；一位于被测钢板弹簧的上方、处在被测钢板弹簧的中心位置上、呈竖直设置的可上下移动的压杆，压杆的底端通过压头可施压于被测钢板弹簧；一压力传感器，用于测量压杆通过压头向被测钢板弹簧施加的压力；一位移传感器，用于测量压头相对于基准台的位移量。本实用新型专利技术是利用钢板弹簧的弹性变形与压力的线性关系对弧高测量误差进行补偿。预设门槛压力以便有效减小传感器自身的零点输出误差和外界干扰的误差，以及导杆、压头和压力传感器等自重导致的误差。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及钢板弹簧刚度测量及弧高测量的补偿，更具体地说是涉及汽车钢板弹簧刚度、弧高测量的测量系统。
技术介绍
汽车钢板弹簧是汽车的主要组成部件之一，将车架与车轴弹性地联结起来，其主要作用 是传递车轮和车架间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，以保证汽 车平稳地正常行驶。钢板弹簧因为要承受较大的应力和冲击载荷，因此需要很高的屈服强度 和疲劳强度，而钢板弹簧的刚度和零载荷弧高是衡量屈服强度和疲劳强度的重要参数，因此 准确测量钢板弹簧刚度及弧高变得极为重要。在汽车实际行驶中，钢板弹簧是工作在额定载 荷以下，其应力和弧高的变形量是呈线性关系的，需要通过测量优化计算得出准确的弹簧刚度和弧高。现有技术中，对钢板弹簧的刚度和弧高，国内很多企业都是采用计算机控制，结合传感 器、液压系统对钢板弹簧进行智能化测量。但这些智能测量设备当中， 一种设备只能测量一' 种型号的钢板弹簧，通用性不好。测量中，通常只是通过压力传感器读取几个压力值点来估 算钢板弹簧的刚度和弧高，这使得由于系统误差等原因造成零载荷弧高很难准确测量。具体 影响测量精度的主要因素包括1、 汽车钢板弹簧所承受的载荷非常大，因此选用的压力传感器的量程就比较大，传感 器量程大就导致了传感器的灵敏度不高，特别是作用在小钢板弹簧上，当小钢板弹簧有明显 的变形，而传感器可能没有输出。另外，每一种传感器本身都有零点输出误差，这导致在实 际测量中钢板弹簧变形有一个随机的跳动量，试验时外界的干扰如温度，电磁等对弧高测量 精度也有一定的影响。2. 、传感器，压头，压头的导向杆和其他的辅助装置，由于有自重的作用，会对钢板弹' 簧施加一定的载荷，然而传感器在压头和钢板弹簧刚接触时由于调整间隙的缘故，导致传感 器无法消除所述重力和间隙。
技术实现思路
本技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种钢板弹簧刚度、弧高测 量系统，以期提高钢板弹簧刚度和弧高测量的精度，并能进行多种型号的汽车钢板弹簧刚度 和弧高的测量，通用性强，使测量更加方便快捷，提高生产效率。本技术解决技术问题采用如下技术方案本技术钢板弹簧刚度、弧高测量系统，其特征是所述测量系统包括 一水平基准台，被测钢板弹簧通过两端的滑车支撑在基准台上；一位于被测钢板弹簧的上方、处在被测钢板弹簧的中心位置上、呈竖直设置的可上下移 动的压杆，压杆的底端通过作用块可施压于被测钢板弹簧；一压力传感器，用于测量压杆通过作用块向被测钢板弹簧施加的压力； 一位移传感器，用于测量压头的作用块相对于基准台的位移量。本技术钢板弹簧刚度、弧高测量系统的结构特点也在于在基准台的上方设置机架， 机架上固定设置液压缸，压杆为液压缸中的活塞杆；在机架上，设置与活塞杆相平行的滑移 导杆，滑移导杆的底端固定设置压头支架，压头支架以其背板滑套在压杆的杆端，并以其前 板固定设置作用块。与已有技术相比，本技术有益效果体现在1、 本技术利用钢板弹簧的弹性变形与压力的线性关系对弧高测量误差进行补偿。 测量系统是以液压为动力，使用位移传感器和压力传感器进行测量。本技术预设门槛压 力可以有效减小传感器自身的零点输出误差和外界干扰的误差，以及导杆、压头和压力传感 器等自重导致的误差。2、 本技术采用在弹性曲线的线性部分多次取值取平均的方法较为精确得出钢板弹 簧的弧高，钢板弹簧曲线绘制简单准确，能较真实方便地得出钢板弹簧的刚度和静负荷弧高。3、 本技术方法通用性强，可以适用于对不同种类的钢板弹簧的刚度和静负荷弧高 的检测。试验时需要注意压力传感器的量程的选择。4、 本技术系统中尽管压力传感器和位移传感器实际受到外界干扰和传感器本身工 作稳定的状态影响，经过合理补偿不仅提高了刚度和静负荷弧高的测量精度同时在钢板弹簧 放置好以后不需要人工操作，提高自动化程度，减轻工人的劳动强度。5、 本技术结构简单紧凑，稳定性好，可靠性高，试验时操作简单易行，设备易于 维护。附图说明图1为钢板材料弹性变形示意图。图2为本技术系统设置主视示意图。图3为本技术系统设置中压头局部放大图。图4为本技术系统设置中侧视结构示意图。图5为本技术方法中钢板弹簧变形示意图。4图6为本技术方法中钢板弹簧刚度曲线图。图中标号l机架、2压头、3基准台、4液压缸、5液压管路、6钢板弹簧、7液压站、 8滑车、9前板、IO背板、ll导杆、12压杆、13压力传感器、14压头作用块、15位移传感器。以下通过具体实施方式，并结合附图对本技术作进一步说明。具体实施方式参见图2，本实施例中的测量系统构成为 '一水平基准台3，被测钢板弹簧6通过两端的滑车8支撑在基准台3上； 一位于被测钢板弹簧6的上方、处在被测钢板弹簧6的中心位置上、呈竖直设置的可上 下移动的压杆12，压杆12的底端通过压头2上的作用块14可施压于被测钢板弹簧； 一压力传感器13，用于测量压杆12通过作用块14向被测钢板弹簧6施加的压力； 一位移传感器15，用于测量作用块14相对于零点01的位移量。具体实施中，如图2、图3、图4所示，在基准台3的上方设置机架1，机架1上固定 设置液压缸4，压杆12为液压缸4中的活塞杆；在机架1上，设置与活塞杆相平行的滑移 导杆ll，滑移导杆ll的底端固定设置压头支架，压头支架以其背板10滑套在压杆12的杆 端，并以其前板9固定设置作用头14。 '图1所示，在钢板的弹性变形范围内，钢板弹簧的应力与应力变形呈线性关系，线性部 分如图1所示。测量过程1、 压头2悬置于钢板弹簧竖直上方的停放位置为零点01， 01与基准台3的台面距离标 定为H;在钢板弹簧6受力变形的过程中预设50KN的门槛压力G1;滑车8对称放置在基准 台上，把钢板弹簧6的两端放置到滑车8上，标记滑车8的中心孔和基准台3的距离为R; 手动调整滑车的位置保证钢板弹簧6的中心线和压头2的中心线在一条直线上；选择合适量 程的压力传感器13并放置在压头2和压杆12之间。2、 启动计算机控制系统，液压站7为液压缸4提供高压油，带动压头2在竖直方向运. 动。压头2下压，达到门槛压力，确保压力传感器和前板9、钢板弹簧6和小车8充分接触， 压头停止下压并抬高一定的高度，让钢板弹簧恢复自由状态，微调滑车位置，滑车的位置保 证钢板弹簧6的中心线和压头2的中心线在一条直线上；然后下压，压力值达到门槛压力时 开始记录弧的顶部相对零点的高度H,和门槛压力G,，以额定载荷Ge为止，钢板弹簧每变化 lcm记录一次变形量H,和压力F'。取相邻两记录点对应的变形量做差值，得出钢板弹簧的弧高变化量Af广Fi+, — Fi， Ah,=H,+l—H, (i>=l);、根据步骤2中压力和弧高变化记录值，求和J]Af, ，ZAh,。求商￡ = ^i-l则f为所求钢板弹簧的刚度，即图6中直线的斜率，这个值较为接近真实值。分别将传感器所得的零载荷时钢板弹簧所处的位置相对于零点的距离H。工载时钢板弹簧所处的位置相对零点的距离Hk，额定载荷时钢板弹簧所处的位置相对零点距离He代入公式 G0+G1Hi =Hi —K(Gl:门槛压力，GO:压头等辅助装置自重)(1)修正GO和G1引起的误差。所对应的位置与相对于零点的距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
钢板弹簧刚度、弧高测量系统，其特征是所述测量系统包括：　一水平基准台（３），被测钢板弹簧（６）通过两端的滑车（８）支撑在基准台（３）上；　一位于被测钢板弹簧（６）的上方、处在被测钢板弹簧（６）的中心位置上、呈竖直设置的可上下移动 的压杆（１２），压杆（１２）的底端通过压头（２）上的作用块（１４）可施压于被测钢板弹簧；　一压力传感器（１３），用于测量压杆（１２）通过作用块（１４）向被测钢板弹簧（６）施加的压力；　一位移传感器（１５），用于测量作用块（１４） 相对于零点Ｏ１的位移量。

【技术特征摘要】
1、钢板弹簧刚度、弧高测量系统，其特征是所述测量系统包括一水平基准台(3)，被测钢板弹簧(6)通过两端的滑车(8)支撑在基准台(3)上；一位于被测钢板弹簧(6)的上方、处在被测钢板弹簧(6)的中心位置上、呈竖直设置的可上下移动的压杆(12)，压杆(12)的底端通过压头(2)上的作用块(14)可施压于被测钢板弹簧；一压力传感器(13)，用于测量压杆(12)通过作用块(14)向被测钢板弹簧(6)施加的压力；一位移传感器(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：林巨广，任永强，谢峰，陈清红，
申请(专利权)人：安徽巨一自动化装备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]