專利名稱：螺旋壓縮彈簧分選機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈簧分選機(jī)，具體地說，它是一種螺旋壓縮彈簧分選機(jī)。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)中，中國(guó)專利ZL201020622400. 7公布了 “一種按自由高度分選鐵路貨車轉(zhuǎn)向架彈簧的測(cè)具”，它可代替游標(biāo)卡尺來測(cè)量彈簧的自由長(zhǎng)度，可減輕檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，但這種檢測(cè)方式仍屬于一種人工檢測(cè)，未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且它只能針對(duì)彈簧自由長(zhǎng)度這一項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分選?，F(xiàn)有的螺旋壓縮彈簧分選機(jī)一般都是通過施加壓力使彈簧壓縮這一機(jī)械動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)分選的，在這一機(jī)械動(dòng)作中需用壓力傳感器和移位傳感器對(duì)壓力和彈簧的壓縮量進(jìn)行精確測(cè)量，才能實(shí)現(xiàn)同類彈簧的分選，例如螺旋壓縮彈簧受單向壓縮時(shí)，在線彈性范圍內(nèi)，其應(yīng)力與應(yīng)變量成線性關(guān)系，并滿足胡克定律σ =Εε或F = KAX,即應(yīng)力 σ與應(yīng)變量ε成正比，或者壓力F與壓縮長(zhǎng)度ΛΧ成正比，式中的E為常數(shù)，K勁度系數(shù)。通過測(cè)量壓縮量Ax和壓力F的值，可得出被測(cè)彈簧的勁度系數(shù)，勁度系數(shù)相同的彈簧為同類彈簧。中國(guó)專利ZL88200849. 8、ZL01227728. 2均屬上述同類的分選機(jī)。由于這種彈簧分選機(jī)采用的是一種壓力和壓縮量精確定量檢測(cè)方式，因此，其中的壓力傳感器和位移傳感器的精度要求較高，這就使得傳感器的造價(jià)很高，目前市場(chǎng)上可適用于彈簧分選機(jī)的壓力傳感器和位移傳感器的單價(jià)基本上都在萬(wàn)元以上，這對(duì)于大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用來講，其價(jià)格過于昂貴，而且這種定量檢測(cè)也對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的精度要求較高，其控制和計(jì)算程序也相應(yīng)比較復(fù)雜，從而增大了設(shè)計(jì)與制造的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)中的問題，提供一種改進(jìn)的螺旋壓縮彈簧分選機(jī)，它通過一種定性檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)了自由長(zhǎng)度Ltl和勁度系數(shù)k不同的螺旋壓縮彈簧的同類分選，并避免使用造價(jià)昂貴的壓力傳感器和移位傳感器，達(dá)到了降低造價(jià)之目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下它具有一個(gè)機(jī)架，在該機(jī)架上設(shè)有固定平臺(tái)，在該固定平臺(tái)上裝有一個(gè)壓力驅(qū)動(dòng)氣缸，在該固定平臺(tái)的下方設(shè)有一個(gè)壓力承力板，該壓力承力板通過兩對(duì)第一垂直導(dǎo)軌安裝在所述的固定平臺(tái)上，所述壓力驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞桿與該壓力承力板相聯(lián)，在所述第一垂直導(dǎo)軌的上端設(shè)有一個(gè)下壓行程終端感應(yīng)塊，在所述的固定平臺(tái)上設(shè)有一個(gè)下壓行程限位塊；在所述的壓力承力板下方設(shè)有一個(gè)配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，該配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一個(gè)浮動(dòng)承力板，該浮動(dòng)承力板通過兩對(duì)第二垂直導(dǎo)軌安裝在所述的壓力承力板上，在所述的浮動(dòng)承力板上設(shè)有一個(gè)配重塊，該配重塊與壓力承力板之間設(shè)有一個(gè)浮動(dòng)間隙h，在所述浮動(dòng)承力板的下方至少固聯(lián)一個(gè)彈簧壓頭；在所述的固定平臺(tái)上裝有用于感應(yīng)下壓行程終止時(shí)刻的第一感應(yīng)傳感器，在所述的壓力承力板上裝有用于感應(yīng)浮動(dòng)開始時(shí)刻的第二感應(yīng)傳感器。本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案如下所述浮動(dòng)承力板向機(jī)架水平延長(zhǎng)，并通過一個(gè)垂直滑臺(tái)機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架上。
通過上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明在壓力驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞桿與彈簧壓頭之間設(shè)置了一個(gè)配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，并在給彈簧施加壓力的過程中用兩個(gè)感應(yīng)傳感器分別感應(yīng)出配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)開始浮動(dòng)的時(shí)刻T1和下壓行程終止的時(shí)刻T2，通過壓縮彈簧運(yùn)動(dòng)過程中距離與速度的運(yùn)動(dòng)方程可以導(dǎo)出T2-T1與彈簧自由長(zhǎng)度U、勁度系數(shù)K的關(guān)系式，根據(jù)該關(guān)系式可以分選出三類彈簧一是自由長(zhǎng)度Ltl相同而勁度系數(shù)K不同的同類彈簧；二是勁度系數(shù)K相同而自由長(zhǎng)度Ltl不同的同類彈簧；三是自由長(zhǎng)度Ltl和勁度系數(shù)K都不相同的同類彈簧。本發(fā)明用檢測(cè)時(shí)間差(T2-T1)的方式進(jìn)行彈簧分選，避免了定量測(cè)量下壓壓力和彈簧壓縮量，從而避免了采用價(jià)格昂貴的壓力傳感器和移動(dòng)傳感器。本發(fā)明！\、T2的測(cè)量只需采用價(jià)格低廉的兩個(gè)感應(yīng)傳感器(如磁感應(yīng)開關(guān))即可完成上述測(cè)量，不僅測(cè)量計(jì)算和控制簡(jiǎn)單，且機(jī)械結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的精度也沒有苛刻的要求，容易實(shí)現(xiàn)。綜上所述，本發(fā)明將已有的定量檢測(cè)改變?yōu)槎ㄐ詸z測(cè)，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)和計(jì)算控制編程，大大降低了彈簧分選機(jī)的造價(jià)成本。



圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的右視圖。
具體實(shí)施例方式參見圖I、2，它具有一個(gè)機(jī)架(I )，該機(jī)架具有一個(gè)倒T形機(jī)架主體，在該倒T形機(jī)架主體的上部固聯(lián)一個(gè)固定平臺(tái)(2)，在該固定平臺(tái)上裝有一個(gè)壓力驅(qū)動(dòng)氣缸(3)，在該固定平臺(tái)的下方設(shè)有一個(gè)壓力承力板(4)，該壓力承力板通過兩對(duì)第一垂直導(dǎo)軌(5)安裝在所述的固定平臺(tái)(2)上，所述壓力驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞桿與該壓力承力板相聯(lián)，在所述第一垂直導(dǎo)軌(5)的上端設(shè)有一個(gè)下壓行程終端感應(yīng)塊(6)，在所述的固定平臺(tái)(2)上設(shè)有一個(gè)下壓行程限位塊(7);在所述的壓力承力板下方設(shè)有一個(gè)配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)，該配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一個(gè)浮動(dòng)承力板(8-1)，該浮動(dòng)承力板通過兩對(duì)第二垂直導(dǎo)軌(8-2)安裝在所述的壓力承力板上，在所述的浮動(dòng)承力板上設(shè)有一個(gè)配重塊(8-3)，所述的配重塊(8-3)與壓力承力板(4)之間設(shè)有一個(gè)浮動(dòng)間隙h，在所述浮動(dòng)承力板(4)的下方至少固聯(lián)一個(gè)彈簧壓頭(8-5);在所述的固定平臺(tái)(2)上裝有用于感應(yīng)下壓行程終止時(shí)刻的第一感應(yīng)傳感器(9)，在所述的壓力承力板(4)上裝有用于感應(yīng)浮動(dòng)開始時(shí)刻的第二感應(yīng)傳感器(10)。為了配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作更加平穩(wěn)，所述浮動(dòng)承力板向機(jī)架(I)水平延長(zhǎng)，并通過一個(gè)垂直滑臺(tái)機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架(I)上，所述的垂直滑臺(tái)機(jī)構(gòu)由垂直滑臺(tái)(11)和垂直滑軌構(gòu)成。本發(fā)明工作和分選原理如下一、本分選機(jī)的檢測(cè)過程壓力驅(qū)動(dòng)氣缸(3)驅(qū)動(dòng)壓力承力板(4)以恒速V。沿第一垂直導(dǎo)軌(5)向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，控制系統(tǒng)記下初始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻Ttl ;這時(shí)，配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)還未接觸到被測(cè)彈簧
(13)，它在自身重力的作用下跟隨壓力承力板(4) 一起向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)觸及到被測(cè)彈簧(13)時(shí)，配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的重力作用在被測(cè)彈簧上，則被測(cè)彈簧產(chǎn)生一個(gè)壓縮形變量ΛΧι，同時(shí)，被測(cè)彈簧給配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)一個(gè)的反作用力，阻擋配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，壓力承力板(4)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，假設(shè)這時(shí)的壓力承力板(4)是靜止的，則配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)相對(duì)于壓力承力板(4)向上浮動(dòng)，浮動(dòng)開始的同時(shí)，浮動(dòng)承力板(8-1)相對(duì)第二感應(yīng)傳感器(10)向上錯(cuò)位，則第二感應(yīng)傳感器(10)觸發(fā)，同時(shí)，控制系統(tǒng)記下該第二感應(yīng)觸發(fā)時(shí)刻T1 ;配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)浮動(dòng)h距離后，配重塊(8-3)與壓力承力板(4)上下貼在一起繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，并開始?jí)嚎s被測(cè)彈簧(13)，當(dāng)壓縮行程到盡頭時(shí)，下壓行程終端感應(yīng)塊(6)落在下壓行程限位塊(7)上，從而限制了氣缸的繼續(xù)下壓，這時(shí)，下壓行程終端感應(yīng)塊(6)與第一感應(yīng)傳感器(9)對(duì)位,則第一感應(yīng)傳感器(9)觸發(fā)，同時(shí)，控制系統(tǒng)記下該第一感應(yīng)觸發(fā)時(shí)刻T2;然后控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算判別，并給出結(jié)果。之后，整個(gè)機(jī)構(gòu)開始回程運(yùn)動(dòng)，回到初始狀態(tài)，等待下一次檢測(cè)循環(huán)的開始。二、計(jì)算判別I、假設(shè)K——彈簧的勁度系數(shù) L0——彈簧的自由長(zhǎng)度Lt2——彈簧壓縮后的長(zhǎng)度 h—配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(8 )的浮動(dòng)間隙Δ X1——彈簧在配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)重力的作用下產(chǎn)生的變形量V0-氣缸的恒速下壓的速度H——壓力承力板(4 )向下運(yùn)動(dòng)的高度M——配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(8 )的質(zhì)量m-配重塊(8-3)的質(zhì)量g——重力加速度H1—運(yùn)動(dòng)開始到配重塊(8-3)與壓力承力板(4)接觸時(shí)壓力承力板向下運(yùn)動(dòng)的
高度T1—第二感應(yīng)傳感器的觸發(fā)時(shí)間T2—第一感應(yīng)傳感器的觸發(fā)時(shí)間2、計(jì)算公式由上述整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程可以得出H=H1+ (L0—A X1)(I)上式兩邊同時(shí)除以V。并變形得
H Hi Le — 4 !
Γ........................ 111........................ 555 ιυ丨丨丨丨丨丨.....................................................................................................1
'% V0 &⑵根據(jù)速度公式和胡克定律，⑵式中^ = - ⑶，Ik = Tl-lTi,⑷Mi =(5)將⑶⑷(5)式代入式⑵得(T, - Tq) - (T1-Te) X I
整理得Ts- Ti = ^(Lq 一 Mg X |)(6)式(6)中，V0和M是系統(tǒng)設(shè)定的恒值，且Mg < LqK。從式(6)中可以看出，兩個(gè)感應(yīng)傳感器的觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1)與彈簧的自由長(zhǎng)度Ltl和彈簧的勁度系數(shù)K有關(guān)，根據(jù)式(6)，本機(jī)可對(duì)下列不同規(guī)格的彈簧進(jìn)行同類選擇(a)、已知自由長(zhǎng)度Ltl相同、彈簧的勁度系數(shù)K不同，則觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1)取決于被測(cè)彈簧的勁度系數(shù)K，其分選方法如下選一個(gè)未知?jiǎng)哦认禂?shù)的彈簧S作為標(biāo)定彈簧，對(duì)應(yīng)測(cè)得標(biāo)定彈簧S觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1),然后將該觸發(fā)時(shí)間差設(shè)定為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)其它彈簧的測(cè)得的觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1)與標(biāo)定彈簧相同時(shí)，則可確定該被測(cè)彈簧與標(biāo)定彈簧S相同。(b)、已知?jiǎng)哦认禂?shù)K相同、自由長(zhǎng)度Ltl不同，則觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1)取決于其自由長(zhǎng)度U，其分選方法如下 選一個(gè)未知自由長(zhǎng)度Ltl的被測(cè)彈簧S作為標(biāo)定彈簧，對(duì)應(yīng)測(cè)得標(biāo)定彈簧觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1),然后將該觸發(fā)時(shí)間差設(shè)定為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)其它彈簧的測(cè)得的觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1)與標(biāo)定彈簧相同時(shí)，則可確定該被測(cè)彈簧與標(biāo)定彈簧S相同。(C)、已知自由長(zhǎng)度Ltl和勁度系數(shù)K都不相同，則觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1)取決于其自由長(zhǎng)度Ltl和勁度系數(shù)K，其分選方法如下選一個(gè)未知自由長(zhǎng)度Ltl和勁度系數(shù)K的彈簧S作為標(biāo)定彈簧，對(duì)應(yīng)測(cè)得標(biāo)定彈簧的觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1),然后將該觸發(fā)時(shí)間差設(shè)定為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)其它彈簧的測(cè)得的觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1)與標(biāo)定彈簧相同時(shí)，則可確定該被測(cè)彈簧與標(biāo)定彈簧S相同。在上述檢測(cè)中，可能存在標(biāo)定彈簧S與被測(cè)彈簧的自由長(zhǎng)度和勁度系數(shù)不同，但測(cè)得的時(shí)間差(T2-T1)相同，在這種情況下將出現(xiàn)誤判，為避免該誤判，需在上述檢測(cè)之前，用調(diào)整配重塊的質(zhì)量m進(jìn)行校正，其校正公式推導(dǎo)如下設(shè)標(biāo)定彈簧S的自由長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，其勁度系數(shù)為K1，被測(cè)彈簧為的自由長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,其勁度系數(shù)為K2。將LpK1和L2、K2分別代入式(6)，然后兩式等號(hào)左邊相等得下式
I11I— (L1 -M^x-) = —{/., -Mgx —)
K1 V0K2整理得-M= ~^；(7)
Λ — K,根據(jù)式(7)，調(diào)整配重塊的質(zhì)量m，使Mg本，則可避免上述誤檢。
2I3、上述檢測(cè)的限制條件0 < h<, AX1 =爭(zhēng)，原因如下若h=0，意味著配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)不能浮動(dòng)，則第二感應(yīng)傳感器(10)無(wú)法觸發(fā)，則觸發(fā)時(shí)間差(T2-T1)無(wú)法計(jì)算。若h > Axx = ，意味著在配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)8接觸到被測(cè)彈簧時(shí)，被測(cè)彈簧對(duì)配重浮
K
動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)不是形成阻擋，而是形成彈簧反彈，從而造成第二感應(yīng)傳感器的誤觸發(fā)，則無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)!\。
權(quán)利要求
1.一種螺旋壓縮彈簧分選機(jī)，其特征是 它具有一個(gè)機(jī)架(1)，在該機(jī)架上設(shè)有固定平臺(tái)(2)，在該固定平臺(tái)上裝有一個(gè)壓力驅(qū)動(dòng)氣缸(3)，在該固定平臺(tái)的下方設(shè)有一個(gè)壓力承力板(4)，該壓力承力板通過兩對(duì)第一垂直導(dǎo)軌(5)安裝在所述的固定平臺(tái)(2)上，所述壓力驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞桿與該壓力承力板相聯(lián)，在所述第一垂直導(dǎo)軌(5)的上端設(shè)有一個(gè)下壓行程終端感應(yīng)塊(6)，在所述的固定平臺(tái)(2)上設(shè)有一個(gè)下壓行程限位塊(7)； 在所述的壓力承力板(4)下方設(shè)有一個(gè)配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)，該配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)具有一個(gè)浮動(dòng)承力板(8-1)，該浮動(dòng)承力板通過兩對(duì)第二垂直導(dǎo)軌(8-2)安裝在所述的壓力承力板上，在所述的浮動(dòng)承力板上設(shè)有一個(gè)配重塊(8-3)，該配重塊(8-3)與壓力承力板(4)之間設(shè)有一個(gè)浮動(dòng)間隙h，在所述浮動(dòng)承力板(4)的下方至少固聯(lián)一個(gè)彈簧壓頭(8-5)； 在所述的固定平臺(tái)(2)上裝有用于感應(yīng)下壓行程終止時(shí)刻的第一感應(yīng)傳感器(9)，在所述的壓力承力板(4)上裝有用于感應(yīng)浮動(dòng)開始時(shí)刻的第二感應(yīng)傳感器(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的螺旋壓縮彈簧分選機(jī)，其特征是所述浮動(dòng)承力板向機(jī)架(I)水平延長(zhǎng)，并通過一個(gè)垂直滑臺(tái)機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架(I)上。
全文摘要
本發(fā)明是一種螺旋壓縮彈簧分選機(jī)。它設(shè)有一個(gè)固定平臺(tái)，在該固定平臺(tái)上裝有一個(gè)壓力驅(qū)動(dòng)氣缸，在該固定平臺(tái)的下方設(shè)有一個(gè)壓力承力板，該壓力承力板通過兩對(duì)第一垂直導(dǎo)軌安裝在固定平臺(tái)上，在壓力承力板下方設(shè)有一個(gè)配重浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，該浮動(dòng)承力板通過兩對(duì)第二垂直導(dǎo)軌安裝在壓力承力板上，在所述的固定平臺(tái)上裝有用于感應(yīng)下壓行程終止時(shí)刻的第一感應(yīng)傳感器，在所述的壓力承力板上裝有用于感應(yīng)浮動(dòng)開始時(shí)刻的第二感應(yīng)傳感器。本發(fā)明用檢測(cè)時(shí)間差的方式進(jìn)行彈簧分選，避免了定量測(cè)量下壓壓力和彈簧壓縮量，從而避免了采用價(jià)格昂貴的壓力傳感器和移動(dòng)傳感器，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)和計(jì)算控制編程，大大降低了彈簧分選機(jī)的造價(jià)成本。
文檔編號(hào)G01M5/00GK102809471SQ20121027759
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者張勇, 惠亞軍, 紀(jì)平鑫, 李小玲, 張樂平, 李睿遠(yuǎn), 趙浩, 白純潔, 王曉勇, 祝新宇, 王智廣, 劉澤波, 李美玲, 陳卓, 白曉舟 申請(qǐng)人:咸陽(yáng)中兵機(jī)電裝備制造有限責(zé)任公司