[发明专利]一种卡箍刚度自动标定装置及其使用方法

说明书

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。

技术领域

本发明属于机械领域，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。

背景技术

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K_i＝F_i/Δx_i。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。

发明内容

本发明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，本发明技术方案如下：

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。