直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度的測試裝置及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直線壓縮機板蝸旋彈簧徑向剛度的測試裝置及其制造方法，該測試裝置由上吊耳、定位銷、蓋板、底座、固定螺釘、固定螺母、下吊耳、內(nèi)墊圈、外墊圈、內(nèi)墊片和外墊片組成，通過所發(fā)明的測試裝置分別固定蝸旋板彈簧的內(nèi)緣和外緣，使內(nèi)緣和外緣的受力方向均為嚴格徑向且完全重疊，最大限度地消除蝸旋板彈簧徑向剛度測試時產(chǎn)生的受力偏置和彎曲形變，以便準確測量出板彈簧在徑向受力之后的位移量和對應(yīng)的強度值以及變化趨勢，為蝸旋板彈簧的設(shè)計和制造提供準確實測數(shù)據(jù)的對比和參考依據(jù)，對蝸旋板彈簧的優(yōu)化設(shè)計乃至直線壓縮機的發(fā)展都起到非常積極的作用。
【專利說明】直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度的測試裝置及制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及直線壓縮機中的的板彈簧檢測技術(shù)，特別涉及一種直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度的測試裝置及制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]直線壓縮機(或稱線性壓縮機)是往復(fù)式活塞壓縮機的一種，也是具有革新意義的一種往復(fù)式活塞壓縮機。它利用直線電機驅(qū)動活塞在氣缸中作往復(fù)直線運動，理論上完全消除了對活塞的徑向作用力，因而也消除了活塞和氣缸壁之間的機械磨損以及由此產(chǎn)生的無用功，工作壽命和能量轉(zhuǎn)化效率都大幅度提高，故而在需要長壽命、高可靠和高效率工作的航空、航天、軍事等特殊領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用。例如，目前航空航天領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的兩類長壽命回熱式低溫制冷機——脈沖管制冷機和斯特林制冷機，絕大多數(shù)都采用直線壓縮機作為其動力源。
[0003]國際上應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域的直線壓縮機主要采用牛津型結(jié)構(gòu)形式。所謂“牛津型”，其得名源于英國牛津大學的兩項重要技術(shù)發(fā)明一間隙密封和板彈簧支撐，這兩項技術(shù)是直線壓縮機實現(xiàn)無油潤滑而能長壽命運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵保障。
[0004]間隙密封的實質(zhì)是使運動的活塞和氣缸內(nèi)壁之間始終保持微小的間隙(稱為氣隙，厚度為微米量級)。間隙密封技術(shù)以非接觸式的氣體動密封方式取代了接觸式的固體密封，從而巧妙而徹底地解決了活塞與氣缸之間的接觸磨損以及常規(guī)固體密封所需的油潤滑帶來的污染問題，對于無油潤滑式長壽命直線壓縮機的發(fā)展影響深遠。
[0005]板彈簧支撐技術(shù)的主要作用是實現(xiàn)和長期維持所需的間隙密封。板彈簧一般由一組或數(shù)組薄彈簧片組成，這些彈簧片被設(shè)計成在徑向上剛度很大，而在軸向上剛度較小。活塞軸被固定于板彈黃的中心，以此來保證活塞在氣缸內(nèi)始終沿軸向運動，而不在徑向上發(fā)生偏移，從而嚴格保證活塞與氣缸內(nèi)壁之間的氣隙厚度。
[0006]由上述論述可知，板彈簧在直線壓縮機技術(shù)中起著核心的關(guān)鍵作用，板彈簧設(shè)計與制造質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響到間隙密封的效果，從而對直線壓縮機的效率、可靠性和工作壽命都產(chǎn)生決定性的影響。
[0007]在實踐中，蝸旋板彈簧是直線壓縮機最為常用的板彈簧類型，它有數(shù)條蝸旋臂組成，分為蝸旋槽、外緣、內(nèi)緣、中心孔和外緣固定孔等關(guān)鍵部位。蝸旋板彈簧的設(shè)計開發(fā)需要經(jīng)過復(fù)雜的計算并利用建模分析的方法盡量使結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，以獲得所需的關(guān)鍵參數(shù)值。在投入實用之前，還需要對設(shè)計和加工完成的實物樣品進行詳細的檢驗分析和測試，對比設(shè)計計算和模型分析，找出材料和加工工藝方面可能存在的問題，并獲取在結(jié)構(gòu)上進一步優(yōu)化的反饋信息。在這其中，軸向剛度和徑向剛度的測量是非常關(guān)鍵的兩項測試。
[0008]相比較軸向剛度，蝸旋板彈簧徑向剛度的測量要求更高，因為在徑向方向上，當蝸旋板彈簧內(nèi)緣和外緣分別固定并施加拉力或壓力時，只有內(nèi)緣和外緣的受力方向完全重疊時，才能準確測出板彈簧的徑向強度。否則，只要出現(xiàn)微小的偏置，板彈簧就會產(chǎn)生翻折，整個測試過程完全失效。因而，實踐中，對用于蝸旋板彈簧徑向剛度測量的測試裝置要求十分嚴格，它需要固定板彈簧的內(nèi)、外緣，并能將受力方向嚴格控制在一條直線上；尤為困難的是，這兩個受力方向均為蝸旋板彈簧的徑向，蝸旋板彈簧一般都是厚度低于1.0mm的薄片，這給徑向剛度的測量無形中增加了許多困難。由于長壽命牛津型直線壓縮機在國內(nèi)的發(fā)展還處于起步階段，故而用于其蝸旋板彈簧徑向剛度的專用測試裝置還不多見。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明提出一種直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度的測試裝置及制造方法。
[0010]本發(fā)明的目的在于，通過所發(fā)明的測試裝置分別固定蝸旋板彈簧的內(nèi)緣和外緣，使內(nèi)緣和外緣相互之間在分別受力的狀態(tài)下產(chǎn)生位移，又能使兩個受力方向完全重疊，以便準確測量出板彈簧在徑向受力之后的位移量和對應(yīng)的強度值以及變化趨勢，為蝸旋板彈簧的設(shè)計優(yōu)化和制作提供準確實測數(shù)據(jù)的對比及參考。
[0011]所發(fā)明的直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度的測試裝置包括上吊耳1、定位銷2、蓋板3、底座4、固定螺釘5、固定螺母6、下吊耳7、內(nèi)墊圈8、外墊圈9、內(nèi)墊片10、外墊片11，其中:
[0012]上吊耳I的上部加工有與上吊耳上端面41垂直的上吊耳螺紋孔13，側(cè)向加工有橫向貫通上吊耳I的上吊耳定位銷孔12 ；
[0013]蓋板3的一側(cè)加工有蓋板定位圈20,另一側(cè)加工有蓋板導(dǎo)向槽18,中心開有蓋板中心孔21，沿蓋板3的外緣圓周加工有與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的蓋板外緣固定孔37，并開有一個橫向貫通蓋板3的蓋板定位銷孔19 ；
[0014]底座4的一側(cè)加工有臺階面26和突出臺階面26之上的底座定位圈25，另一側(cè)加工有底座導(dǎo)向槽22，中心開有底座中心孔24，沿底座4的外緣圓周加工有與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的底座外緣固定孔38，并開有一個橫向貫通底座4的底座定位銷孔23 ；
[0015]內(nèi)墊圈8和外墊圈9均為環(huán)形薄片，其環(huán)徑均與板彈簧外緣的環(huán)徑相同，沿圓周分別加工有與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的內(nèi)墊圈固定孔43和外墊圈固定孔44，內(nèi)墊圈8和外墊圈9將板彈簧外緣33夾置于其中；
[0016]內(nèi)墊片10和外墊片11均為環(huán)形薄片，其環(huán)徑均與板彈簧內(nèi)緣34的環(huán)徑相同，中心分別加工有內(nèi)墊片中心孔16和外墊片中心孔17,內(nèi)墊片10和外墊片11將板彈簧內(nèi)緣34夾直于其中；
[0017]內(nèi)墊圈8、外墊圈9和蝸旋板彈簧42組成的組合體放置于底座4的臺階面26上，底座定位圈25和蓋板定位圈20相互定位,緊密配合在一起,將內(nèi)墊圈8、外墊圈9和板彈簧外緣33夾置于其中；然后使用螺釘通過內(nèi)墊圈固定孔43、板彈簧外緣固定孔36和外墊圈固定孔44將內(nèi)墊圈8、外墊圈9和板彈簧外緣33三者緊固，從而完成板彈簧外緣33的固定；上吊耳I從上部分別插入底座導(dǎo)向槽22和蓋板導(dǎo)向槽18，下吊耳7從下部分別插入蓋板導(dǎo)向槽18和底座導(dǎo)向槽22，蓋板導(dǎo)向槽18和底座導(dǎo)向槽22共同將上吊耳I和下吊耳7的運動軌跡控制在一條直線上，二者偏離直線的絕對值處于1.0?1.5 μ m之間；定位銷2橫向貫穿上吊耳定位銷孔12、蓋板定位銷孔19、底座定位銷孔23，將上吊耳1、蓋板3和底座4連接在一起；下吊耳7的底部加工有與下吊耳上端面45垂直的下吊耳螺紋孔14，側(cè)向加工有橫向貫通下吊耳7的下吊耳固定孔15 ;固定螺釘5加工出螺釘小端面29和螺釘大端面30，其中螺釘小端面29的內(nèi)外徑分別與外墊片11的內(nèi)外徑相等，偏差絕對值小于1.5μπι ;固定螺母6加工出螺母小端面27和螺母大端面28，其中螺母小端面27的內(nèi)外徑分別與內(nèi)墊片10的內(nèi)外徑相等，偏差絕對值小于1.5μπι;固定螺釘5從一側(cè)橫向貫穿下吊耳固定孔15、蓋板中心孔21、板簧中心孔35、底座中心孔24、內(nèi)墊片中心孔16和外墊片中心孔17，固定螺母6則從另一側(cè)橫向穿過下吊耳固定孔15、底座中心孔24與固定螺釘5擰緊固定，螺釘小端面29和螺母小端面27將內(nèi)墊片10、外墊片11和板彈簧內(nèi)緣34緊緊固定在一起，從而完成板彈黃內(nèi)緣34的固定；板彈黃外緣33和板彈黃內(nèi)緣34固定完成后，應(yīng)確保螺釘小端面29和外墊圈外平面31處在同一垂直面上，偏差絕對值小于2.0 μ m，同時保證螺母小端面27和內(nèi)墊圈外平面32處于同一垂直面上,偏差絕對值小于2.0ym ;并確保螺釘大端面30和下吊耳外側(cè)平面39處于同一垂直面上，偏差絕對值小于2.0 μ m，同時保證螺母大端面28和下吊耳內(nèi)側(cè)平面40處于同一垂直面上，偏差絕對值小于2.0 μ m，從而防止板彈簧外緣33和板彈簧內(nèi)緣34的軸向或徑向偏移；上述固定完成后，上吊耳I和下吊耳7分別通過上吊耳螺紋孔13和下吊耳螺紋孔14連接到彈簧拉壓試驗機上，從而共同組成一種直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度的測試裝置。
[0018]所發(fā)明的直線壓縮機板彈簧徑向剛度的測試裝置的制造方法如下:
[0019]上吊耳1、定位銷2、蓋板3、底座4、固定螺釘5、固定螺母6以及下吊耳7均由抗拉強度、抗壓強度以及疲勞強度較大的金屬材料制作而成；在上吊耳上端面41的中心部位使用精密機床加工出上吊耳螺紋孔13，保證上吊耳螺紋孔13的中心軸線與上吊耳上端面41的垂直度處于1.0?3.0 μ m之間；使用精密車床在上吊耳I的側(cè)向精車出橫向貫通的上吊耳定位銷孔12，保證上吊耳定位銷孔12與上吊耳上端面41的平行度處于1.0?2.0 μ m之間；使用精密機床在蓋板3的一側(cè)加工出蓋板定位圈20，使用精密機床在蓋板3的另一側(cè)加工出蓋板導(dǎo)向槽18，并在蓋板3的中心開出蓋板中心孔21 ;使用精密鉆床沿蓋板3的外緣圓周加工出與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的蓋板外緣固定孔37，并加工出一個橫向貫通蓋板3的蓋板定位銷孔19 ;使用精密機床在底座4的一側(cè)加工有臺階面26和突出臺階面26之上的底座定位圈25，使用精密機床在底座4的另一側(cè)加工出底座導(dǎo)向槽22，并在底座4的中心開出底座中心孔24 ;使用精密鉆床沿底座4的外緣圓周加工有與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的底座外緣固定孔38，并加工出一個橫向貫通底座4的底座定位銷孔23 ;內(nèi)墊圈8和外墊圈9均使用精密機床加工成環(huán)形薄片，并使用精密磨床研磨使二者的內(nèi)外表面的平面度均處于1.0?2.0 μ m之間，使用精密鉆床沿內(nèi)墊圈8和外墊圈9的圓周分別加工出與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的內(nèi)墊圈固定孔43和外墊圈固定孔44;內(nèi)墊片10和外墊片11均使用精密機床加工成環(huán)形薄片，并使用精密磨床研磨使二者的內(nèi)外表面的平面度均處于1.0?2.0ym之間，使用精密鉆床在內(nèi)墊片10和外墊片11的中心分別加工有內(nèi)墊片中心孔16和外墊片中心孔17 ;使用螺釘通過內(nèi)墊圈固定孔43、板彈簧外緣固定孔36和外墊圈固定孔44將內(nèi)墊圈8、外墊圈9和板彈簧外緣33鎖緊固定；上吊耳I和下吊耳7分別插入蓋板導(dǎo)向槽18和底座導(dǎo)向槽22后，測量上吊耳I和下吊耳7的運動軌跡，保證二者偏離直線的絕對值小于1.0 μ m ;定位銷2橫向貫穿上吊耳定位銷孔12、蓋板定位銷孔19、底座定位銷孔23，將上吊耳1、蓋板3和底座4連接在一起；在下吊耳上端面45的中心部位使用精密機床精車出下吊耳螺紋孔14，保證下吊耳螺紋孔14的中心軸線與下吊耳上端面45的垂直度處于1.0?3.0 μ m之間，使用精密車床在下吊耳7的側(cè)向精車出橫向貫通的下吊耳固定孔15，保證下吊耳固定孔15與下吊耳上端面45的平行度處于1.0?
2.0 μ m之間；使用精密機床在固定螺釘5上加工出螺釘小端面29和螺釘大端面30，并在固定螺母6上加工出螺母小端面27和螺母大端面28 ;固定螺釘5和固定螺母6將內(nèi)墊片10、外塾片11以及板彈黃內(nèi)緣34鎖緊固定，從而完成板彈黃內(nèi)緣34的固定；上述固定完成后，上吊耳I和下吊耳7分別通過上吊耳螺紋孔13和下吊耳螺紋孔14連接到彈簧拉壓試驗機上。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0021]I)本發(fā)明測試裝置通過在底座和蓋板的對稱面制作兩條導(dǎo)向槽，嚴格限制上、下吊耳的偏移軌跡，使蝸旋板彈簧的受力方向平行于板彈簧的平面并穿過板彈簧的中心，最大限度地避免了因彈簧拉壓試驗機兩個接口自身的精度誤差和測試裝置安裝時的偏差導(dǎo)致的蝸旋板彈簧受力偏置的問題；
[0022]2)本發(fā)明裝置通過對固定螺釘和固定螺母的精確設(shè)計計算和制作，保證了蝸旋板彈簧在安裝及實際檢測過程中都最大限度地保持平直的表平面，使蝸旋板彈簧發(fā)生的形變也嚴格限制在徑向方向上，且板彈簧的內(nèi)緣和外緣的在徑向上的受力方向重疊。
[0023]3)使用本發(fā)明的測試裝置將最大限度地消除測試蝸旋板彈簧徑向剛度時產(chǎn)生的板彈簧受力偏置和彎曲形變，可以獲取更為準確的徑向剛度實測值，對蝸旋板彈簧的優(yōu)化設(shè)計乃至直線壓縮機的發(fā)展都起到非常積極的作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為所發(fā)明的直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度測試裝置的整體剖面圖；
[0025]圖2為上吊耳I的三維視圖；
[0026]圖3為下吊耳7的三維視圖；
[0027]圖4為蓋板3的剖視圖；
[0028]圖5為蓋板3的三維視圖；
[0029]圖6為底座4的剖視圖；
[0030]圖7為底座4的三維視圖；
[0031]圖8為固定螺釘5的剖視圖；
[0032]圖9為固定螺母6的剖視圖；
[0033]圖10為蝸旋板彈簧42平面圖；
[0034]圖11為內(nèi)墊圈8的三維示意圖；
[0035]圖12為外墊圈9的三維示意圖；
[0036]圖13為內(nèi)墊片10的三維示意圖；
[0037]圖14為外墊片11的三維示意圖；
[0038]圖15為所發(fā)明的直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度測試裝置的整體三維視圖。
[0039]其中:1為上吊耳；2為定位銷；3為蓋板；4為底座；5為固定螺釘；6為固定螺母；7為下吊耳；8為內(nèi)墊圈；9為外墊圈；10為內(nèi)墊片；11為外墊片；12為上吊耳定位銷孔；13為上吊耳螺紋孔；14為下吊耳螺紋孔；15為下吊耳固定孔；16為內(nèi)墊片中心孔；17為外墊片中心孔；18為蓋板導(dǎo)向槽；19為蓋板定位銷孔；20為蓋板定位圈；21為蓋板中心孔；22為底座導(dǎo)向槽；23為底座定位銷孔；24為底座中心孔；25為底座定位圈；26為底座臺階面；27為螺母小端面；28為螺母大端面；29為螺釘小端面；30為螺釘大端面；31為外墊圈外平面；32為內(nèi)墊圈外平面；33為板彈簧外緣；34為板彈簧內(nèi)緣；35為板彈簧中心孔；36為板彈簧外緣固定孔；37為蓋板外緣固定孔；38為底座外緣固定孔；39為下吊耳外側(cè)平面；40為下吊耳內(nèi)側(cè)平面；41為上吊耳上端面；42為蝸旋板彈簧；43為內(nèi)墊圈固定孔；44為外墊圈固定孔；45為下吊耳上端面。

【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明:
[0041]所發(fā)明的直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度的測試裝置由上吊耳1、定位銷2、蓋板
3、底座4、固定螺釘5、固定螺母6、下吊耳7、內(nèi)墊圈8、外墊圈9、內(nèi)墊片10、外墊片11組成，其特征在于，上吊耳I的上部加工有與上吊耳上端面41垂直的上吊耳螺紋孔13，側(cè)向加工有橫向貫通上吊耳I的上吊耳定位銷孔12 ;蓋板3的一側(cè)加工有蓋板定位圈20，另一側(cè)加工有蓋板導(dǎo)向槽18，中心開有蓋板中心孔21，沿蓋板3的外緣圓周加工有與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的蓋板外緣固定孔37，并開有一個橫向貫通蓋板3的蓋板定位銷孔19 ;底座4的一側(cè)加工有臺階面26和突出臺階面26之上的底座定位圈25，另一側(cè)加工有底座導(dǎo)向槽22，中心開有底座中心孔24，沿底座4的外緣圓周加工有與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的底座外緣固定孔38，并開有一個橫向貫通底座4的底座定位銷孔23 ;內(nèi)墊圈8和外墊圈9均為環(huán)形薄片，其環(huán)徑均與板彈簧外緣的環(huán)徑相同，沿圓周分別加工有與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的內(nèi)墊圈固定孔43和外墊圈固定孔44,內(nèi)墊圈8和外墊圈9將板彈簧外緣33夾置于其中；內(nèi)墊片10和外墊片11均為環(huán)形薄片，其環(huán)徑均與板彈簧內(nèi)緣34的環(huán)徑相同，中心分別加工有內(nèi)墊片中心孔16和外墊片中心孔17，內(nèi)墊片10和外墊片11將板彈簧內(nèi)緣34夾置于其中；內(nèi)墊圈8、外墊圈9和蝸旋板彈簧42組成的組合體放置于底座4的臺階面26上，底座定位圈25和蓋板定位圈20相互定位，緊密配合在一起，將內(nèi)墊圈8、外墊圈9和板彈簧外緣33夾置于其中；然后使用螺釘通過內(nèi)墊圈固定孔43、板彈簧外緣固定孔36和外墊圈固定孔44將內(nèi)墊圈8、外墊圈9和板彈簧外緣33三者緊固，從而完成板彈簧外緣33的固定；上吊耳I從上部分別插入底座導(dǎo)向槽22和蓋板導(dǎo)向槽18，下吊耳7從下部分別插入蓋板導(dǎo)向槽18和底座導(dǎo)向槽22，蓋板導(dǎo)向槽18和底座導(dǎo)向槽22共同將上吊耳I和下吊耳7的運動軌跡控制在一條直線上，二者偏離直線的絕對值為1.2μπι ;定位銷2橫向貫穿上吊耳定位銷孔12、蓋板定位銷孔19、底座定位銷孔23，將上吊耳1、蓋板3和底座4連接在一起；下吊耳7的底部加工有與下吊耳上端面45垂直的下吊耳螺紋孔14，側(cè)向加工有橫向貫通下吊耳7的下吊耳固定孔15 ;固定螺釘5加工出螺釘小端面29和螺釘大端面30，其中螺釘小端面29的內(nèi)外徑分別與外墊片11的內(nèi)外徑相等，偏差絕對值為Ι.Ομπι;固定螺母6加工出螺母小端面27和螺母大端面28，其中螺母小端面27的內(nèi)外徑分別與內(nèi)墊片10的內(nèi)外徑相等，偏差絕對值為1.0 μ m ;固定螺釘5從一側(cè)橫向貫穿下吊耳固定孔15、蓋板中心孔21、板簧中心孔35、底座中心孔24、內(nèi)墊片中心孔16和外墊片中心孔17，固定螺母6則從另一側(cè)橫向穿過下吊耳固定孔15、底座中心孔24與固定螺釘5擰緊固定，螺釘小端面29和螺母小端面27將內(nèi)墊片10、外墊片11和板彈簧內(nèi)緣34緊緊固定在一起，從而完成板彈黃內(nèi)緣34的固定；板彈黃外緣33和板彈黃內(nèi)緣34固定完成后，應(yīng)確保螺釘小端面29和外墊圈外平面31處在同一垂直面上,偏差絕對值為1.0μ m，同時保證螺母小端面27和內(nèi)墊圈外平面32處于同一垂直面上,偏差絕對值為1.0ym ;并確保螺釘大端面30和下吊耳外側(cè)平面39處于同一垂直面上，偏差絕對值為1.0 μ m，同時保證螺母大端面28和下吊耳內(nèi)側(cè)平面40處于同一垂直面上，偏差絕對值為1.0 μ m，從而防止板彈簧外緣33和板彈簧內(nèi)緣34的軸向或徑向偏移；上述固定完成后，上吊耳I和下吊耳7分別通過上吊耳螺紋孔13和下吊耳螺紋孔14連接到彈簧拉壓試驗機上，從而共同組成一種直線壓縮機板彈簧徑向剛度的測試裝置。
[0042]所發(fā)明的直線壓縮機板彈簧徑向剛度的測試裝置的制造方法如下:
[0043]上吊耳1、定位銷2、蓋板3、底座4、固定螺釘5、固定螺母6以及下吊耳7均由抗拉強度、抗壓強度以及疲勞強度較大的金屬材料制作而成；在上吊耳上端面41的中心部位使用精密機床加工出上吊耳螺紋孔13，保證上吊耳螺紋孔13的中心軸線與上吊耳上端面41的垂直度為2.0ym;使用精密車床在上吊耳I的側(cè)向精車出橫向貫通的上吊耳定位銷孔12，保證上吊耳定位銷孔12與上吊耳上端面41的平行度為1.5μπι ;使用精密機床在蓋板3的一側(cè)加工出蓋板定位圈20，使用精密機床在蓋板3的另一側(cè)加工出蓋板導(dǎo)向槽18，并在蓋板3的中心開出蓋板中心孔21 ;使用精密鉆床沿蓋板3的外緣圓周加工出與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的蓋板外緣固定孔37，并加工出一個橫向貫通蓋板3的蓋板定位銷孔19 ;使用精密機床在底座4的一側(cè)加工有臺階面26和突出臺階面26之上的底座定位圈25，使用精密機床在底座4的另一側(cè)加工出底座導(dǎo)向槽22，并在底座4的中心開出底座中心孔24 ;使用精密鉆床沿底座4的外緣圓周加工有與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的底座外緣固定孔38，并加工出一個橫向貫通底座4的底座定位銷孔23 ;內(nèi)墊圈8和外墊圈9均使用精密機床加工成環(huán)形薄片，并使用精密磨床研磨使二者的內(nèi)外表面的平面度均為
1.5 μ m，使用精密鉆床沿內(nèi)墊圈8和外墊圈9的圓周分別加工出與板彈簧外緣固定孔36數(shù)目相同的內(nèi)墊圈固定孔43和外墊圈固定孔44 ;內(nèi)墊片10和外墊片11均使用精密機床加工成環(huán)形薄片，并使用精密磨床研磨使二者的內(nèi)外表面的平面度均為1.5μπι，使用精密鉆床在內(nèi)墊片10和外墊片11的中心分別加工有內(nèi)墊片中心孔16和外墊片中心孔17 ;使用螺釘通過內(nèi)墊圈固定孔43、板彈簧外緣固定孔36和外墊圈固定孔44將內(nèi)墊圈8、外墊圈9和板彈簧外緣33鎖緊固定；上吊耳I和下吊耳7分別插入蓋板導(dǎo)向槽18和底座導(dǎo)向槽22后，測量上吊耳I和下吊耳7的運動軌跡，保證二者偏離直線的絕對值為0.9μπι;定位銷2橫向貫穿上吊耳定位銷孔12、蓋板定位銷孔19、底座定位銷孔23，將上吊耳1、蓋板3和底座4連接在一起；在下吊耳上端面45的中心部位使用精密機床精車出下吊耳螺紋孔14，保證下吊耳螺紋孔14的中心軸線與下吊耳上端面45的垂直度為2.0 μ m，使用精密車床在下吊耳7的側(cè)向精車出橫向貫通的下吊耳固定孔15，保證下吊耳固定孔15與下吊耳上端面45的平行度為1.6 μ m ;使用精密機床在固定螺釘5上加工出螺釘小端面29和螺釘大端面30，并在固定螺母6上加工出螺母小端面27和螺母大端面28 ;固定螺釘5和固定螺母6將內(nèi)墊片10、外墊片11以及板彈簧內(nèi)緣34鎖緊固定，從而完成板彈簧內(nèi)緣34的固定；上述固定完成后，上吊耳I和下吊耳7分別通過上吊耳螺紋孔13和下吊耳螺紋孔14連接到彈簧拉壓試驗機上。
【權(quán)利要求】
1.一種直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度的測試裝置，它包括上吊耳(I)、定位銷(2)、蓋板(3)、底座(4)、固定螺釘(5)、固定螺母(6)、下吊耳(7)、內(nèi)墊圈(8)、外墊圈(9)、內(nèi)墊片(10)、外墊片(11)，其特征在于: 所述的上吊耳(I)的上部加工有與上吊耳上端面(41)垂直的上吊耳螺紋孔(13)，側(cè)向加工有橫向貫通上吊耳⑴的上吊耳定位銷孔12 ； 所述的蓋板(3)的一側(cè)加工有蓋板定位圈(20)，另一側(cè)加工有蓋板導(dǎo)向槽(18)，中心開有蓋板中心孔(21)，沿蓋板(3)的外緣圓周加工有與板彈簧外緣固定孔(36)數(shù)目相同的蓋板外緣固定孔(37)，并開有一個橫向貫通蓋板(3)的蓋板定位銷孔(19)； 所述的底座(4)的一側(cè)加工有臺階面(26)和突出臺階面(26)之上的底座定位圈(25)，另一側(cè)加工有底座導(dǎo)向槽(22)，中心開有底座中心孔(24)，沿底座(4)的外緣圓周加工有與板彈簧外緣固定孔(36)數(shù)目相同的底座外緣固定孔(38)，并開有一個橫向貫通底座⑷的底座定位銷孔(23)； 所述的內(nèi)墊圈(8)和外墊圈(9)均為環(huán)形薄片，其環(huán)徑均與板彈簧外緣的環(huán)徑相同，沿圓周分別加工有與板彈簧外緣固定孔(36)數(shù)目相同的內(nèi)墊圈固定孔(43)和外墊圈固定孔(44)，內(nèi)墊圈(8)和外墊圈(9)將板彈簧外緣(33)夾置于其中； 所述的內(nèi)墊片(10)和外墊片(11)均為環(huán)形薄片，其環(huán)徑均與板彈簧內(nèi)緣(34)的環(huán)徑相同，中心分別加工有內(nèi)墊片中心孔(16)和外墊片中心孔(17)，內(nèi)墊片(10)和外墊片(11)將板彈簧內(nèi)緣(34)夾置于其中； 內(nèi)墊圈(8)、外墊圈(9)和蝸旋板彈簧(42)組成的組合體放置于底座(4)的臺階面(26)上，底座定位圈(25)和蓋板定位圈(20)相互定位，緊密配合在一起，將內(nèi)墊圈(8)、外墊圈(9)和板彈簧外緣(33)夾置于其中；然后使用螺釘通過內(nèi)墊圈固定孔(43)、板彈簧外緣固定孔(36)和外墊圈固定孔(44)將內(nèi)墊圈(8)、外墊圈(9)和板彈簧外緣(33)三者緊固，從而完成板彈簧外緣(33)的固定；上吊耳(I)從上部分別插入底座導(dǎo)向槽(22)和蓋板導(dǎo)向槽(18)，下吊耳(7)從下部分別插入蓋板導(dǎo)向槽(18)和底座導(dǎo)向槽(22)，蓋板導(dǎo)向槽(18)和底座導(dǎo)向槽(22)共同將上吊耳(I)和下吊耳(7)的運動軌跡控制在一條直線上，二者偏離直線的絕對值處于1.0?1.5 μ m之間；定位銷(2)橫向貫穿上吊耳定位銷孔(12)、蓋板定位銷孔(19)、底座定位銷孔(23)，將上吊耳(I)、蓋板(3)和底座(4)連接在一起；下吊耳(7)的底部加工有與下吊耳上端面(45)垂直的下吊耳螺紋孔(14)，側(cè)向加工有橫向貫通下吊耳(7)的下吊耳固定孔(15);固定螺釘(5)加工出螺釘小端面(29)和螺釘大端面(30)，其中螺釘小端面(29)的內(nèi)外徑分別與外墊片(11)的內(nèi)外徑相等，偏差絕對值小于1.5 μ m ;固定螺母(6)加工出螺母小端面(27)和螺母大端面(28)，其中螺母小端面(27)的內(nèi)外徑分別與內(nèi)墊片(10)的內(nèi)外徑相等，偏差絕對值小于1.5μπι;固定螺釘(5)從一側(cè)橫向貫穿下吊耳固定孔(15)、蓋板中心孔(21)、板簧中心孔(35)、底座中心孔(24)、內(nèi)墊片中心孔(16)和外墊片中心孔(17)，固定螺母(6)則從另一側(cè)橫向穿過下吊耳固定孔(15)、底座中心孔(24)與固定螺釘(5)擰緊固定，螺釘小端面(29)和螺母小端面(27)將內(nèi)墊片(10)、外墊片(11)和板彈簧內(nèi)緣(34)緊緊固定在一起，從而完成板彈簧內(nèi)緣(34)的固定；板彈簧外緣(33)和板彈簧內(nèi)緣(34)固定完成后，應(yīng)確保螺釘小端面(29)和外墊圈外平面(31)處在同一垂直面上，偏差絕對值小于2.0 μ m，同時保證螺母小端面(27)和內(nèi)墊圈外平面(32)處于同一垂直面上，偏差絕對值小于2.Ομπι;并確保螺釘大端面(30)和下吊耳外側(cè)平面(39)處于同一垂直面上，偏差絕對值小于2.0 μ m，同時保證螺母大端面(28)和下吊耳內(nèi)側(cè)平面(40)處于同一垂直面上，偏差絕對值小于2.0 μ m，從而防止板彈簧外緣(33)和板彈簧內(nèi)緣(34)的軸向或徑向偏移；上述固定完成后，上吊耳⑴和下吊耳(7)分別通過上吊耳螺紋孔(13)和下吊耳螺紋孔(14)連接到彈簧拉壓試驗機上，從而共同組成一種直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度的測試裝置。
2.一種制造如權(quán)利要求1所述的直線壓縮機蝸旋板彈簧徑向剛度的測試裝置的方法，其特征在于，上吊耳(I)、定位銷(2)、蓋板(3)、底座(4)、固定螺釘(5)、固定螺母(6)以及下吊耳(7)均由抗拉強度、抗壓強度以及疲勞強度較大的金屬材料制作而成；在上吊耳上端面(41)的中心部位使用精密機床加工出上吊耳螺紋孔(13)，保證上吊耳螺紋孔(13)的中心軸線與上吊耳上端面(41)的垂直度處于1.0?3.Ομπι之間；使用精密車床在上吊耳(I)的側(cè)向精車出橫向貫通的上吊耳定位銷孔(12)，保證上吊耳定位銷孔(12)與上吊耳上端面(41)的平行度處于1.0?2.0 μ m之間；使用精密機床在蓋板(3)的一側(cè)加工出蓋板定位圈(20)，使用精密機床在蓋板(3)的另一側(cè)加工出蓋板導(dǎo)向槽(18)，并在蓋板(3)的中心開出蓋板中心孔(21);使用精密鉆床沿蓋板(3)的外緣圓周加工出與板彈簧外緣固定孔(36)數(shù)目相同的蓋板外緣固定孔(37)，并加工出一個橫向貫通蓋板(3)的蓋板定位銷孔(19);使用精密機床在底座(4)的一側(cè)加工有臺階面(26)和突出臺階面(26)之上的底座定位圈(25)，使用精密機床在底座(4)的另一側(cè)加工出底座導(dǎo)向槽(22)，并在底座(4)的中心開出底座中心孔(24);使用精密鉆床沿底座(4)的外緣圓周加工有與板彈簧外緣固定孔(36)數(shù)目相同的底座外緣固定孔(38)，并加工出一個橫向貫通底座(4)的底座定位銷孔(23);內(nèi)墊圈(8)和外墊圈(9)均使用精密機床加工成環(huán)形薄片，并使用精密磨床研磨使二者的內(nèi)外表面的平面度均處于1.0?2.0μπι之間，使用精密鉆床沿內(nèi)墊圈(8)和外墊圈(9)的圓周分別加工出與板彈簧外緣固定孔(36)數(shù)目相同的內(nèi)墊圈固定孔(43)和外墊圈固定孔(44);內(nèi)墊片(10)和外墊片(11)均使用精密機床加工成環(huán)形薄片，并使用精密磨床研磨使二者的內(nèi)外表面的平面度均處于1.0?2.0 μ m之間，使用精密鉆床在內(nèi)墊片(10)和外墊片(11)的中心分別加工有內(nèi)墊片中心孔(16)和外墊片中心孔(17);使用螺釘通過內(nèi)墊圈固定孔(43)、板彈簧外緣固定孔(36)和外墊圈固定孔(44)將內(nèi)墊圈(8)、外墊圈(9)和板彈簧外緣(33)鎖緊固定；上吊耳⑴和下吊耳(7)分別插入蓋板導(dǎo)向槽(18)和底座導(dǎo)向槽(22)后，測量上吊耳(I)和下吊耳(7)的運動軌跡，保證二者偏離直線的絕對值小于1.Ομπι;定位銷(2)橫向貫穿上吊耳定位銷孔(12)、蓋板定位銷孔(19)、底座定位銷孔(23)，將上吊耳(I)、蓋板(3)和底座(4)連接在一起；在下吊耳上端面(45)的中心部位使用精密機床精車出下吊耳螺紋孔(14)，保證下吊耳螺紋孔(14)的中心軸線與下吊耳上端面(45)的垂直度處于1.0?3.0ym之間，使用精密車床在下吊耳(7)的側(cè)向精車出橫向貫通的下吊耳固定孔(15)，保證下吊耳固定孔(15)與下吊耳上端面(45)的平行度處于1.0?2.0 μ m之間；使用精密機床在固定螺釘(5)上加工出螺釘小端面(29)和螺釘大端面(30)，并在固定螺母(6)上加工出螺母小端面(27)和螺母大端面(28);固定螺釘(5)和固定螺母(6)將內(nèi)墊片(10)、外墊片(11)以及板彈簧內(nèi)緣(34)鎖緊固定，從而完成板彈簧內(nèi)緣(34)的固定；上述固定完成后，上吊耳(I)和下吊耳(7)分別通過上吊耳螺紋孔(13)和下吊耳螺紋孔(14)連接到彈簧拉壓試驗機上。
【文檔編號】G01M13/00GK104330249SQ201410546724
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】黨海政 申請人:中國科學院上海技術(shù)物理研究所