CN113820058A - 有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置及方法。装置包括底座、测试装置和控制箱；测试装置包括有用于顶住被测弹簧的下端的下推力顶杆，用于顶住被测弹簧的上端的上推力顶杆，用于驱动上推力顶杆竖向移动的驱动机构，用于测量压缩弹簧时上推力顶杆所受压力的压力传感器，以及用于测量弹簧长度的测距传感器。本发明提供的有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置及方法，有效解决有载调压开关切换过程中切换时间过长的故障判断困难问题，能够测量枪击机构中弹簧的储能情况，包括弹簧长度、压缩力；测量数据全部自动化检测，排除因手动测量带来的误差，使得对故障分析产生错误，不能准确解决故障问题。

Description

有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置及方法

技术领域

本发明涉及设备检修技术领域，尤其涉及一种有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置及方法。

背景技术

变压器有载调压开关枪机机构是提供有载调压开关切换能量的机构，机构动作是依靠两根弹簧压缩储能，然后突然释放来实现，弹簧能量决定了开关切换的速度，直接影响了开关的性能，一般要求切换过程在35～50ms，如果弹簧储能不足造成时间过长，开关桥接过渡电阻时间长会烧断过渡电阻，引发开关***。影响这一情况的除了弹簧力以外还有整个开关的动作卡涩等等，目前仅依靠开关特性试验测量动作波形的时间来判断，出了问题无法深入检测。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，以解决现有的有载调压开关枪机机构弹簧力测试的缺陷。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，包括底座、测试装置和控制箱；所述测试装置和控制箱安装在底座上，所述测试装置通过插线连接控制箱，所述测试装置包括有：

用于顶住被测弹簧的下端的下推力顶杆，

用于顶住被测弹簧的上端的上推力顶杆，

用于驱动上推力顶杆竖向移动的驱动机构，

用于测量压缩弹簧时上推力顶杆所受压力的压力传感器，以及

用于测量弹簧长度的测距传感器，

其中，所述压力传感器和测距传感器连接控制箱。

进一步地，所述驱动机构包括有竖立设置在底座上的导杆、固定在导杆的顶部的顶板、滑动套设在导杆上的滑块、转动安装在底座上并与导杆平行的活动螺杆、固定安装在顶部的顶板上的电机，所述电机与活动螺杆相连接并带动活动螺杆转动，所述滑块上开设有螺孔，所述活动螺杆匹配穿过螺孔并与滑块螺纹连接；

所述下推力顶杆固定安装在底座上，所述上推力顶杆固定安装在滑块的底面上，所述上推力顶杆与下推力顶杆竖向投影重合，所述压力传感器安装在滑块和上推力顶杆之间，所述测距传感器位于滑块和顶板之间。

进一步地，所述顶板的顶部通过齿轮盒座安装有齿轮盒，所述活动螺杆的顶端通过弹性联轴器与齿轮盒的垂直输出轴相连接，所述电机安装在齿轮盒的侧面并与齿轮盒的水平输出轴相连接。

进一步地，所述底座包括有底座板，所述底座板的四个角下面安装有底脚胶垫，所述底座板上面安装有所述测试装置和控制箱。

进一步地，所述控制箱包括有带有控制***的控制箱箱体，所述控制箱箱体的箱面上嵌入有控制屏，箱体内部中空，安装有传感器信号采集器，箱体背面安装电源开关和控制电缆航空插座。

进一步地，所述控制屏为手动触摸彩色屏，内置可编程控制器，能够设置信息参数，控制电机起动、停止，并显示压力传感器采集的压力值以及测距传感器采集的长度值。

进一步地，所述电机为可控直流伺服电机。

进一步地，所述下推力顶杆为三段式圆柱体杆状结构，下段圆柱直径最小，与底座固定，中段圆柱直径最大，外径与被测弹簧外径相适应，上段圆柱外径与被测弹簧内径相适应。

进一步地，所述上推力顶杆为三段式圆柱体杆状结构，上段圆柱直径最小，与压力传感器固定，中段圆柱直径最大，外径与被测弹簧外径相适应，下段圆柱外径与被测弹簧内径相适应。

本发明还提供一种有载调压开关枪机机构弹簧力测试方法，采用上述有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，包括以下步骤：

S1、通过驱动机构上升上推力顶杆至可以放入弹簧高度；

S2、把弹簧穿入下推力顶杆中，通过驱动机构缓慢下降上推力顶杆，穿入弹簧内；

S3、继续下降上推力顶杆以压缩被测弹簧，直至弹簧不能再压缩，通过测距传感器获得弹簧长度；

S4、通过驱动机构上升上推力顶杆，被测弹簧全部松驰后停机；

S5、通过驱动机构再次下降上推力顶杆，当检测到弹簧压缩到上次测量的弹簧长度时，通过压力传感器自动记录此时压力值，停机；

S6、通过驱动机构上升上推力顶杆，取出被测弹簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供一种有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置及方法，有效解决有载调压开关切换过程中切换时间过长的故障判断困难问题，能够测量枪击机构中弹簧的储能情况，包括弹簧长度、压缩力；

2、本发明测量数据全部自动化检测，排除因手动测量带来的误差，使得对故障分析产生错误，不能准确解决故障问题；

3、本发明操作简单，自动采集数据，科学精准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明的测试装置一个视角下的结构示意图；

图2为本发明的测试装置另一个视角下的结构示意图；

图3为本发明的测试装置的实施示意图。

其中，图中所示标记为：1-底座板，2-底脚胶垫，3-下推力顶杆，4-弹簧，5-上推力顶杆，6-压力传感器，7-滑块7，8-导轨，9-活动螺杆，10-顶板，11-弹性联轴器，12-齿轮盒，13-电机，14-齿轮盒座，15-控制屏，16-箱体，17-电源开关，18-控制电缆航空插座；19-测距传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1和图2，本发明优选的实施例提供一种有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，主要包括有底座、测试装置和控制箱，测试装置和控制箱安装在底座上，测试装置通过插线连接控制箱。

请继续参照图1和图2，测试装置包括有用于顶住被测弹簧的下端的下推力顶杆3，用于顶住被测弹簧的上端的上推力顶杆5，用于驱动上推力顶杆5竖向移动的驱动机构，用于测量压缩弹簧时上推力顶杆5所受压力的压力传感器6，以及用于测量弹簧长度的测距传感器19，其中，压力传感器6和测距传感器19连接控制箱。

底座包括有底座板1，所底座板1的四个角下面安装有底脚胶垫2以具有防滑和平稳放置的优点，底座板1上面安装有所述的测试装置和控制箱。

控制箱包括有带有控制***的控制箱箱体16，控制箱箱体16的箱面上嵌入有控制屏15，箱体内部中空，安装有传感器信号采集器，箱体背面安装电源开关17和控制电缆航空插座18，控制电缆航空插座18用于通过插头线缆与外部电源连接，电源开关17控制电路通断。控制屏15为手动触摸彩色屏，内置可编程控制器，能够设置信息参数，控制电机13起动、停止，并显示压力传感器6采集的压力值以及测距传感器19采集的长度值。

驱动机构包括有竖立设置在底座上的导杆8、固定在导杆8的顶部的顶板10、滑动套设在导杆8上的滑块7、转动安装在底座上并与导杆8平行的活动螺杆9、固定安装在顶部的顶板10上的电机13。

在本优选的实施例中，下推力顶杆3固定在底座上，竖立安装，上推力顶杆5上端连接压力传感器6，竖立安装，且上推力顶杆5与下推力顶杆3竖向投影重合；压力传感器6上端连接滑块7，下端连接上推力顶杆5，侧面有数据线接线端口，用数据线连接控制箱，具体连接控制箱的传感器信号采集器；测距传感器19位于滑块7和顶板10之间，侧面有数据线接线端口，用数据线连接控制箱，具体连接控制箱的传感器信号采集器；滑块7下面连接压力传感器6，两侧加工有孔，各穿过一根导轨8，中部加工有螺孔，拧入活动螺杆9；导轨8下端固定在底座板1上，竖立安装，上部固定连接顶板10，形成固定方形框，中间通过通孔穿过滑块7，限制滑块7在其中上下活动，也即滑块7只能沿导轨8轴向上下活动；活动螺杆9下端嵌入轴承，轴承固定在底座板1上，竖立安装，上部穿过顶板10中心孔，与电机13相连接并通过电机13带动而能够转动，中间拧入滑块7的螺孔并螺纹连接，顺时针或逆时针转动时，能够带动滑块7向上或向下运动；顶板10两侧加工通孔，固定导轨8，中心加工通孔穿过活动螺杆9。进一步地，顶板10的顶部通过齿轮盒座14安装有齿轮盒12，活动螺杆9的顶端通过弹性联轴器11与齿轮盒12的垂直输出轴相连接，电机13安装在齿轮盒12的侧面并与齿轮盒12的水平输出轴相连接。

下推力顶杆3为三段式圆柱体杆状结构，下段圆柱直径最小，中心加工有螺孔，嵌入底座板1用螺栓固定，中段圆柱直径最大，外径与被测弹簧外径相适应，也即下推力顶杆3的外径与被测弹簧外径相仿从而能够顶住弹簧端部，上段圆柱外径与被测弹簧内径相适应，从而能够穿入被测弹簧的底部。

上推力顶杆5为三段式圆柱体杆状结构，上段圆柱直径最小，中心加工有螺孔，与压力传感器6用螺栓固定，中段圆柱直径最大，外径与被测弹簧外径相适应，也即上推力顶杆5的外径与被测弹簧外径相仿从而能够顶住弹簧端部，下段圆柱外径与被测弹簧内径相适应，从而能够穿入被测弹簧的顶部。

且通过下推力顶杆3的上段圆柱和上推力顶杆5的下段圆柱穿入被测弹簧的形式，能够有效防止测试时弹簧弹出，避免影响测试结果以及避免弹簧弹出伤人。

压力传感器6呈圆柱形，上、下面固定有螺栓，上面连接滑块7，下面连接上推力顶杆5，侧面有数据线接线端口用于与控制箱电性连接以实现将检测数据传送给控制箱。

测距传感器19安装在滑块7和顶板10之间，侧面有数据线接线端口用于与控制箱电性连接以实现将检测数据传送给控制箱，测距传感器选用拉线传感器或者磁栅尺，通过测量滑块7的位移来间接获得被测弹簧长度。

滑块7是长方形板，加工有两个通孔，孔径与导轨8相适应，导轨8穿过其中，中间加工有螺孔，螺孔与活动螺杆9相适应，拧入活动螺杆9可旋转自如，中心加工有螺孔，螺孔与压力传感器6固定螺栓相适应，可拧入压力传感器6固定螺栓，从而实现将压力传感器6固定在滑块7的底面，侧面加工有螺孔，螺孔与测距传感器19固定螺栓相适应，可拧入测距传感器19固定螺栓，从而实现将测距传感器19固定在滑块7的侧面。

导轨8是圆形钢棒，外表面光滑，两端各加工有螺孔，分别固定在底座板1和顶板10上。

活动螺杆9是细纹螺杆，下端嵌有轴承，通过轴承固定在底座板1上，上端固定在弹性联轴器11上。

顶板10是长方形板，两短边加工有2个通孔，分别固定导轨8，中心加工通孔，可穿过活动螺杆9，两长边加工通孔，可固定齿轮盒座14，侧面加工有螺孔，螺孔与测距传感器19固定螺栓相适应，可拧入测距传感器19固定螺栓，从而实现将测距传感器19固定在顶板10的侧面。

弹性联轴器11是3瓣凹凸台配合的两半圆柱，上半与下半圆柱中间有间隙，中心加工有孔，可连接活动螺杆9和齿轮盒12的垂直输出轴。

齿轮盒座14是反扣槽形钢板，下脚加工有螺孔，可安装固定在顶板10上，齿轮盒座14中心加工有通孔，通过齿轮盒12垂直输出轴。

齿轮盒12内部是横向输入，纵向输出的伞形齿轮，横向连接电机13转子转轴，纵向连接弹性联轴器11。

电机13是可控直流伺服电机，电机13通过线缆与控制箱相连接并受控制箱控制。

请参照图3，图3给出了本发明一种事实示例，其中，被测弹簧4安装在下推力顶杆3和上推力顶杆5之间，弹簧4的顶部套入上推力顶杆5的下段圆柱，底部套入下推力顶杆3的上段圆柱。

本发明的有载调压开关枪机机构弹簧力测试方法，采用上述有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，包括以下步骤：

S1、通过驱动机构上升上推力顶杆5至可以放入弹簧高度；

其中，首先打开电源开关17，点亮控制屏15，然后通过控制屏15操控电机13驱动滑块7上升并带动上推力顶杆5上升，此时可放置被测弹簧4；

S2、把弹簧4穿入下推力顶杆3中，通过驱动机构缓慢下降上推力顶杆5，穿入弹簧5内；

其中，弹簧4底部穿入下推力顶杆3中，顶部与上推力顶杆5对齐，通过控制屏15操控电机13驱动滑块7下降并带动上推力顶杆5下降，使上推力顶杆5穿入弹簧5内；

S3、继续下降上推力顶杆5以压缩被测弹簧4，直至弹簧4不能再压缩，通过测距传感器19获得弹簧长度；

其中，弹簧4具有受压的极限标定值，弹簧4受压时能给上推力顶杆5一个方向力并被压力传感器6测出，当达到极限标定值时弹簧4不会继续压缩，上推力顶杆5与下推力顶杆3的原始距离值为已知，上推力顶杆5接触弹簧4时能够被压力传感器6感知并记录，从上推力顶杆5接触弹簧4到弹簧4不能再压缩，弹簧4的压缩量能够通过测距传感器19测出，这些数据将传送到控制箱，控制箱经过计算、转换，可得到此时弹簧长度；

S4、通过驱动机构上升上推力顶杆5，被测弹簧全部松驰后停机；

其中，通过控制屏15操控电机13驱动上推力顶杆5上升到一定位置并解除对弹簧4的压缩，使得弹簧4全部松驰；

S5、通过驱动机构再次下降上推力顶杆5，当检测到弹簧压缩到上次测量的弹簧长度时，通过压力传感器6自动记录此时压力值，停机；

其中，通过控制屏15操控电机13驱动上推力顶杆5下降并压缩弹簧4，当弹簧4压缩到上次测量的弹簧长度时，压力传感器6获得压缩反馈的压力值，此时可同时、自动获得弹簧长度、压缩力，以实现弹簧测试；

S6、测试完成，通过驱动机构上升上推力顶杆5，并使得上推力顶杆5位于能够取出弹簧4的高度，取出被测弹簧4，完成整个测试。

本发明通过有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置及方法，提供一套装置及方法测量枪击机构中弹簧的储能情况，包括弹簧长度、压缩力，装置全自动测量，当压缩弹簧在刚开始产生压力时的长度为自然长度，同一台有载调压开关的两条弹簧应一致，压缩到长度不能改变时的压力为弹簧最大压力，同一台有载调压开关的两条弹簧应一致，用自动测量方式记录结果，正确判断枪击机构弹簧的完好性，保证开关正常动作。

本发明有效解决有载调压开关切换过程中切换时间过长的故障判断困难问题，能够测量枪击机构中弹簧的储能情况，包括弹簧长度、压缩力；本发明测量数据全部自动化检测，排除因手动测量带来的误差，使得对故障分析产生错误，不能准确解决故障问题；本发明操作简单，自动采集数据，科学精准。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，包括底座、测试装置和控制箱；所述测试装置和控制箱安装在底座上，所述测试装置通过插线连接控制箱，其特征在于：所述测试装置包括有：

用于顶住被测弹簧的下端的下推力顶杆（3），

用于顶住被测弹簧的上端的上推力顶杆（5），

用于驱动上推力顶杆（5）竖向移动的驱动机构，

用于测量压缩弹簧时上推力顶杆（5）所受压力的压力传感器（6），以及

用于测量弹簧长度的测距传感器（19），

其中，所述压力传感器（6）和测距传感器（19）连接控制箱。

2.根据权利要求1所述的有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，其特征在于：所述驱动机构包括有竖立设置在底座上的导杆（8）、固定在导杆（8）的顶部的顶板（10）、滑动套设在导杆（8）上的滑块（7）、转动安装在底座上并与导杆（8）平行的活动螺杆（9）、固定安装在顶部的顶板（10）上的电机（13），所述电机（13）与活动螺杆（9）相连接并带动活动螺杆（9）转动，所述滑块（7）上开设有螺孔，所述活动螺杆（9）匹配穿过螺孔并与滑块（7）螺纹连接；

所述下推力顶杆（3）固定安装在底座上，所述上推力顶杆（5）固定安装在滑块（7）的底面上，所述上推力顶杆（5）与下推力顶杆（3）竖向投影重合，所述压力传感器（6）安装在滑块（7）和上推力顶杆（5）之间，所述测距传感器（19）位于滑块（7）和顶板（10）之间。

3.根据权利要求2所述的有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，其特征在于：所述顶板（10）的顶部通过齿轮盒座（14）安装有齿轮盒（12），所述活动螺杆（9）的顶端通过弹性联轴器（11）与齿轮盒（12）的垂直输出轴相连接，所述电机（13）安装在齿轮盒（12）的侧面并与齿轮盒（12）的水平输出轴相连接。

4.根据权利要求1所述的有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，其特征在于：所述底座包括有底座板（1），所述底座板（1）的四个角下面安装有底脚胶垫（2），所述底座板（1）上面安装有所述测试装置和控制箱。

5.根据权利要求1所述的有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，其特征在于：所述控制箱包括有带有控制***的控制箱箱体（16），所述控制箱箱体（16）的箱面上嵌入有控制屏（15），箱体内部中空，安装有传感器信号采集器，箱体背面安装电源开关（17）和控制电缆航空插座（18）。

6.根据权利要求5所述的有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，其特征在于：所述控制屏（15）为手动触摸彩色屏，内置可编程控制器，能够设置信息参数，控制电机（13）起动、停止，并显示压力传感器（6）采集的压力值以及测距传感器（19）采集的长度值。

7.根据权利要求2所述的有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，其特征在于：所述电机（13）为可控直流伺服电机。

8.根据权利要求2所述的有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，其特征在于：所述下推力顶杆（3）为三段式圆柱体杆状结构，下段圆柱直径最小，与底座固定，中段圆柱直径最大，外径与被测弹簧外径相适应，上段圆柱外径与被测弹簧内径相适应。

9.根据权利要求2所述的有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，其特征在于：所述上推力顶杆（5）为三段式圆柱体杆状结构，上段圆柱直径最小，与压力传感器（6）固定，中段圆柱直径最大，外径与被测弹簧外径相适应，下段圆柱外径与被测弹簧内径相适应。

10.一种有载调压开关枪机机构弹簧力测试方法，采用上述权利要求1至9任一项所述的有载调压开关枪机机构弹簧力测试装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过驱动机构上升上推力顶杆（5）至可以放入弹簧高度；

S2、把弹簧穿入下推力顶杆（3）中，通过驱动机构缓慢下降上推力顶杆（5），穿入弹簧内；

S3、继续下降上推力顶杆（5）以压缩被测弹簧，直至弹簧不能再压缩，通过测距传感器（19）获得弹簧长度；

S4、通过驱动机构上升上推力顶杆（5），被测弹簧全部松驰后停机；

S5、通过驱动机构再次下降上推力顶杆（5），当检测到弹簧压缩到上次测量的弹簧长度时，通过压力传感器（6）自动记录此时压力值，停机；

S6、通过驱动机构上升上推力顶杆（5），取出被测弹簧。

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