一种扭杆弹簧的扭力检测装置的制作方法

1.本实用新型属于扭转试验领域，具体涉及一种扭杆弹簧的扭力检测装置。


背景技术：

2.扭杆弹簧已普遍应用在武器系统发射装置上，其结构简单、重量轻、占用空间小，主要用于缓和发射装置俯仰运转时的扭矩变化，保证发射装置俯仰运转的稳定性、可靠性，为武器系统的整体平稳运行发挥着重要的作用。
3.扭杆弹簧常采用热轧弹簧钢，常用材料为硅锰和铬锰钢等，生产过程中需要注意淬透性和加工性，热处理后硬度应达到hrc50左右，生产完成后需要进行强化预扭试验并标记。然而，扭杆弹簧在批量生产过程中由于偶发的材料缺陷、加工缺陷、变形弯曲（校直后）、周转磕碰、贮存等因素的影响，会造成扭杆弹簧扭力性能缺陷，造成在装配使用过程中带来武器系统发射装置俯仰运转功能失效甚至伤及人员安全。为了保证扭杆弹簧扭力性能的可靠，剔除其扭力不合格的产品，确保武器系统发射装置装配及工作的可靠性、安全性，在装配前对扭杆弹簧的扭力值进行检测显得尤为重要。
4.目前，大多数生产厂家没有固定的检测方法，只是针对扭杆弹簧的强化预扭试验推测扭杆弹簧的可靠性，这样的检测误差大，会为其使用的可靠性、安全性带来隐患，这就迫切需要设计一种检测装置对扭杆弹簧的扭力值进行检测。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于提供一种扭杆弹簧的扭力检测装置，以克服上述技术缺陷。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种扭杆弹簧的扭力检测装置，包括底座和转臂，在底座上可拆卸地安装有支座ⅰ和支座ⅱ，两个支座之间架设有扭杆弹簧，扭杆弹簧的一端部插入支座ⅱ且两者不可相对旋转，另一端部插入于转臂的固定端且两者不可相对旋转，转臂的固定端转动插接于支座ⅰ，在转臂的自由端悬挂有配重；
7.其中扭杆弹簧的轴向中心线垂直于转臂的轴向中心线。
8.进一步地，转臂包括横梁，横梁的两个端部分别是固定端和自由端，两个端部均呈贯通的空心柱体，两个空心柱体的轴向中心线相互平行，且均垂直于横梁的轴向中心线；
9.固定端的空心柱体的内圆柱表面设有第一内花键，且扭杆弹簧的端部插接于固定端的空心柱体内，第一内花键啮合于扭杆弹簧端部的外花键。
10.优选地，支座ⅰ和支座ⅱ均包括通过螺栓固定于底座的底板，底板上安装有立板，其中支座ⅰ的立板开设有供转臂的固定端插入的第一孔道，第一孔道为贯通的光孔；
11.第一孔道、扭杆弹簧及固定端的空心柱体，三者的轴向中心线重合。
12.进一步地，支座ⅱ的立板开设有供扭杆弹簧的端部插入的第二孔道，第二孔道的内圆柱表面设有第二内花键，第二内花键啮合于扭杆弹簧端部的外花键；
13.第二孔道的轴向中心线重合于第一孔道的轴向中心线。
14.优选地，横梁的固定端的空心柱体的外圆柱表面开设有至少两道环形凹槽，每道
环形凹槽内嵌装有一个卡圈，支座ⅰ的立板被夹持于两个卡圈之间。
15.优选地，第一孔道的孔壁开设有储油槽。
16.优选地，横梁的梁体固接有加强板。
17.本实用新型的有益效果如下：
18.本实用新型设计合理，结合紧凑，且夹持效果好，在进行扭杆弹簧扭力检测试验时，需要将扭杆弹簧试件固定在支座ⅰ和支座ⅱ之间，通过在该检测装置转臂力臂端悬挂与扭杆弹簧理论扭力值相对应的配重，根据悬挂配重前后转臂角度的变化值，可计算出扭杆弹簧的实际扭力值，从而达到对于扭杆弹簧扭力检测的作用。
19.为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
20.图1是扭杆弹簧的扭力检测装置的俯视图。
21.图2是扭杆弹簧的扭力检测装置的侧视图。
22.图3是扭杆弹簧的结构示意图。
23.图4是支座ⅰ的结构示意图。
24.图5是支座ⅱ的结构示意图。
25.附图标记说明：
26.1.底座；
27.2.支座ⅰ；201.第一孔道；
28.3.支座ⅱ；301.第二孔道；302.第二内花键；
29.4.扭杆弹簧；
30.5.转臂；501.固定端；502.自由端；503.横梁；504.第一内花键；505.环形凹槽；506.加强板；
31.6.配重；
32.7.卡圈；
33.8.储油槽。
具体实施方式
34.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
35.需说明的是，在本实用新型中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的扭杆弹簧的扭力检测装置的上、下、左、右。
36.现参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
37.除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有
通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
38.第一实施方式
39.本实施方式涉及一种扭杆弹簧的扭力检测装置，如图1或图2所示，包括底座1和转臂5，在底座1上可拆卸地安装有支座ⅰ2和支座ⅱ3，两个支座之间架设有扭杆弹簧4，扭杆弹簧4的一端部插入支座ⅱ3且两者不可相对旋转，另一端部插入于转臂5的固定端501且两者不可相对旋转，转臂5的固定端501转动插接于支座ⅰ2，在转臂5的自由端502悬挂有配重6；
40.其中扭杆弹簧4的轴向中心线垂直于转臂5的轴向中心线。
41.扭杆弹簧的扭力检测装置的工作原理或使用方法如下：
42.将扭杆弹簧的扭力检测装置（以下简称为扭力检测装置）放置在水平的基台上并固定，将扭杆弹簧4安装在扭力检测装置上，根据扭杆弹簧4的长度，对支座ⅰ2和支座ⅱ3的间距进行调整并固定；
43.用象限仪检测转臂5的初始角度值a并记录；
44.将配重6放置在转臂5的自由端502（力臂端），具体见图1和图2所示，用象限仪检测转臂5的旋转角度值b并记录；
45.根据转臂5旋转的角度来计算扭杆弹簧4的实际扭力值，具体计算方法为：
46.扭杆弹簧4旋转（b-a）角度时扭力f为：
[0047][0048]
每旋转1rad时扭力值f为：
[0049][0050]
式中：
[0051]
a表示转臂的初始角度值即扭杆弹簧旋转前与安装面的角度值，单位为度；
[0052]
b表示转臂的旋转角度值即扭杆弹簧旋转的角度值，单位为度；
[0053]
g表示配重的重量，单位重量为kg；
[0054]
l表示力臂的长度，单位长度为 m。
[0055]
上述安装面是指底座1的平面。
[0056]
上述检测角度采用的是象限仪，此为举例说明，也可以是其他角度测量仪器。
[0057]
扭杆弹簧4的一端部插入支座ⅱ3且两者不可相对旋转，支座ⅱ3的作用是支承扭杆弹簧4的端部，以图1所示方向为例，支座ⅱ3固定扭杆弹簧4的右端部，避免其转动引起扭力检测的误差。
[0058]
扭杆弹簧4的右端部被固定后，扭杆弹簧4的左端部与转臂5的固定端501固定插接，其目的是使扭杆弹簧4的左端部与转臂5的固定端501同步转动，也就是说在配重6的作用下，转臂5围绕固定端501转动，带动扭杆弹簧4围绕其右端部发生扭转，此时检测扭杆弹簧4的扭转角度，再根据上述公式计算扭杆弹簧4的实际扭力值。
[0059]
为满足不同规格和长度的扭杆弹簧测试，设计加工可对支座ⅰ2和支座ⅱ3的间距进行调整的底座1，具体安装过程如下：
[0060]
先将支座ⅰ2和支座ⅱ3安装在底座1上，安装前应根据扭杆弹簧4的长度，对支座间距进行调整，以保证扭杆弹簧4可靠地安装在支座ⅰ2和支座ⅱ3上；再将扭杆弹簧4和转臂5
配合装配在两支座之间，并将两支座固定，固定时应使花键之间配合到位。
[0061]
支座ⅰ2和支座ⅱ3在加工时需有同轴度要求。
[0062]
为了利于检测操作，在检测前使得转臂4与底座1的安装面之间应有合理的角度（参见图2），通过水平仪对其角度进行调整。
[0063]
第二实施方式
[0064]
本实施方式涉及一种扭杆弹簧的扭力检测装置，如图1或图2所示，包括底座1和转臂5，在底座1上可拆卸地安装有支座ⅰ2和支座ⅱ3，两个支座之间架设有扭杆弹簧4，扭杆弹簧4的一端部插入支座ⅱ3且两者不可相对旋转，另一端部插入于转臂5的固定端501且两者不可相对旋转，转臂5的固定端501转动插接于支座ⅰ2，在转臂5的自由端502悬挂有配重6；
[0065]
其中扭杆弹簧4的轴向中心线垂直于转臂5的轴向中心线。
[0066]
参见图3，转臂5包括横梁503，横梁503的两个端部分别是固定端501和自由端502，两个端部均呈贯通的空心柱体，两个空心柱体的轴向中心线相互平行，且均垂直于横梁503的轴向中心线；
[0067]
固定端501的空心柱体的内圆柱表面设有第一内花键504，且扭杆弹簧4的端部插接于固定端501的空心柱体内，第一内花键504啮合于扭杆弹簧4端部的外花键，以图1所示方向为例，第一内花键504啮合于扭杆弹簧4左端部的外花键，即两者花键连接后不可发生转动。
[0068]
如图3所示，第一内花键504并不是通长的，而是在固定端501的空心柱体的部分内圆柱表面设置了花键，即第一内花键504的长度只要可以完全覆盖啮合扭杆弹簧4左端部的外花键即可。
[0069]
支座ⅰ2和支座ⅱ3均包括通过螺栓固定于底座1的底板，底板上安装有立板，其中支座ⅰ2的立板开设有供转臂5的固定端501插入的第一孔道201，如图4所示，第一孔道201为贯通的光孔，转臂5的固定端501与扭杆弹簧4的左端部在花键连接后可以在第一孔道201内转动。
[0070]
第一孔道201、扭杆弹簧4及固定端501的空心柱体，三者的轴向中心线重合。
[0071]
支座ⅱ3的立板开设有供扭杆弹簧4的端部插入的第二孔道301，第二孔道301的内圆柱表面设有第二内花键302，如图5所示，第二内花键302啮合于扭杆弹簧4端部的外花键，以图1所示方向为例，扭杆弹簧4右端部的外花键啮合于第二内花键302，防止两者转动。
[0072]
第二孔道301的轴向中心线重合于第一孔道201的轴向中心线。
[0073]
参见图3，横梁503的固定端501的空心柱体的外圆柱表面开设有至少两道环形凹槽505，每道环形凹槽505内嵌装有一个卡圈7，支座ⅰ2的立板被夹持于两个卡圈7之间，两个卡圈7可以固定转臂5，防止轴向窜动。
[0074]
第一孔道201的孔壁开设有储油槽8，储油槽8内储存润滑油，减少磨损引起的扭转误差。
[0075]
为了提高横梁503的强度，在横梁503的梁体固接有加强板506。
[0076]
本实施方式提供的扭杆弹簧的扭力检测装置可以实现扭杆弹簧扭力检测试验，并得到扭力值，结构设计简单，有较强的通用性，可广泛推广，其中的支座ⅰ、支座ⅱ相对于底座位置可调节，可完成不同长度扭杆弹簧扭力检测试验，可提高产品安全性、可靠性，并降低生产成本。
[0077]
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。