直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的製作方法

2023-12-02 08:53:46 1

專利名稱：直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種電器產品(直流螺管式電磁鐵)的靜態特性測試用裝置，具體為直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀。
背景技術：
直流螺管式電磁鐵廣泛應用於各類液壓系統中，是液壓換向閥組的核心部分。在實際應用中，電磁鐵是出現故障機率最高的元件，其靜態特性的優劣是直接影響由它構成的元件或裝置的整體性能。若電磁鐵發生故障，將會造成極大的經濟損失。因此，研製高性能、高可靠的電磁鐵是迫在眉睫的問題，研究電磁鐵靜態特性的測試技術和測試裝置則是非常必要和十分迫切的。
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目前，在電磁鐵靜態特性測試技術和測試裝置研究中，主要是根據特定結構類型、特定使用用途的電磁鐵進行設計，在通用性方面有一定的局限性1)王桂華，陸辰等在《柴油機電噴系統中高速電磁鐵特性的實驗研究》中提出一種用於測試高速電磁鐵的測試系統，該系統主要由電磁鐵、前推桿、後推桿、彈簧、加速螺栓和手輪等部件組成，系統結構簡單，功能實用，測試方便；但不適用本發明中的直流螺管式電磁鐵，因為，該測試系統中的彈簧不能非常精確地採集到電磁鐵的電磁力，且該系統沒有自動採集和控制功能，不能自動生成靜態特性曲線。2)馬力玲，王軍政等在《電磁鐵靜動態性能測試》中提出一種用於測量比例電磁鐵靜態特性的測試系統。該系統主要由液壓油源、比例閥控缸、比例電磁鐵安裝支架、力傳感器、液壓缸位移傳感器、比例電磁鐵位移傳感器、復位彈簧等部分組成。該系統能自動採集和處理信號，測試精度也比較高，但該系統只適合測試試驗特定的比例電磁鐵，且體積大、結構複雜，操作相對困難。3)李勇、丁凡等人在《電磁鐵力特性測試系統的研究》中提出了一種單向、雙向兩種特定結構的比例電磁鐵的靜動態力特性的測試系統，系統結構簡單、測試方便、結果準確可靠，但只適用於單向、雙向比例電磁鐵的測試。由此可見，目前的電磁鐵靜態特性測試裝置主要針對特殊環境條件下使用的某一結構的電磁鐵而研製。因此，對於採煤系統液壓換向閥組用螺管式電磁鐵靜態特性測試系統，能夠快速、平穩、便捷地進行試品安裝、拆卸操作，提高試驗效率、減少勞動強度同時又可精確測量多級微小位移下電磁鐵電磁力已經成為關鍵技術之一。技術內容本發明目的即是針對當前技術中電磁鐵靜態特性測試操作工作量大，測試裝置結構複雜，測試精度和智能化水平低的缺陷，解決了液壓電磁閥用直流螺管式電磁鐵靜態特性測試中可靠、精確和便捷地測量銜鐵小行程範圍內各微小位移時壓力測試的關鍵技術，實現了對電磁鐵穩固安裝，壓力感測器的快速安裝定位操作及壓力測試功能，解決了其測試裝置結構複雜，精度低，操作繁瑣的問題。本發明的技術方案為一種直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀，該壓力測試儀包括安裝架體、壓力感測器和位移控制器。所述的安裝架體的結構是，由頂蓋、支柱和底座組成；支柱固裝在底座上；頂蓋通過螺釘固定在支柱上，頂蓋中部有安裝通孔，螺釘經通孔、墊片和螺母將直流螺管式電磁鐵安裝在頂蓋的下方；支柱固裝在底座上。所述的壓力感測器由壓力傳感器和緩衝墊塊組成；壓力傳感器固定在緩衝墊塊上，緩衝墊塊由螺釘和墊片固裝在底座上；其安裝位置與電磁鐵銜鐵相對應。所述的位移控制器為塞尺，放置在壓力傳感器上，在電磁鐵銜鐵與壓力傳感器之間。所述的安裝架體中頂蓋的厚度在I. 5釐米-2釐米之間；底座的厚度大於或等於頂蓋的兩倍，底座的長度和寬度至少均要比頂蓋大1/3。 所述的安裝架體中支柱為圓柱體，其頂端內部有螺紋孔，通過螺釘、墊圈和墊片與頂蓋緊密安裝；支柱的底端為帶螺紋圓柱體，其螺紋長度與底座厚度相當，通過底座的螺紋孔固裝在底座上；支柱的中部外表面有兩個平行的淺凹槽；支柱的高度要大於頂蓋厚度、底座厚度、螺管式電磁鐵高度與螺管式電磁鐵工作時銜鐵行程、壓力傳感器與緩衝墊塊的高度的總和。所述的位移控制器中塞尺可由一組等厚度的塞規片組成，或由一組具有級差的不同厚度的塞規片組成，各塞規片厚度或級差可根據靜態特性測試精度的要求選擇為O. 01毫米或O. 05毫米；塞規片塞進電磁鐵銜鐵與壓力傳感器之間。所述的安裝架體中的頂蓋下通過通孔安裝的電磁鐵的數量為一個或多個，同時，底座上安裝有相同數量、位置對應的壓力傳感器，對一個或多個電磁鐵同時進行多級小位移下壓力的測量。本發明的有益效果為I.本發明中頂蓋可以根據需求調整中部所安裝通孔的位置和大小，可兼顧到類似結構的各種型號的電磁鐵，具有一定的通用性。2.本發明根據電磁鐵測試的特殊要求，防止其振動和被衝擊，採用電磁鐵垂直固定安裝方式，並在安裝架體中，對頂蓋和底座材質的剛度與厚度比例、對支柱的尺寸精度等進行了特殊的設計，保證測試過程中安裝架體安全穩定，測試數據精確性高。3.本發明設計了一種以塞規作位移控制器的簡潔、方便電磁鐵銜鐵的位移控制方法。利用塞規的精密性和便於操作的特點，很好地解決了螺管式電磁鐵行程小，位移很難控制的難點；同時，利用該方法，減少了檢測裝置的複雜性，使測試操作簡便，效率高。4.本發明設計電磁鐵、壓力傳感器的垂直安裝方式，提高了壓力測試儀的安裝、調節與拆卸操作的便捷性，同時保證了試品安裝、調節及拆卸過程中，安裝位置的微小差異不會影響測試的精度，降低了勞動強度和繁瑣性，提高了工作效率。5.本發明設計的緩衝墊塊，可緩解測試電磁鐵銜鐵壓力時產生的振動和衝擊，保證測試儀的安全穩定，提高測試精度。


圖I是本發明直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的主視圖2是本發明直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的俯視圖；圖3是本發明直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的右視圖；圖4是本發明直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的支柱的視圖；圖5是本發明直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的塞規片的視圖；圖6是本發明直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的壓力傳感器的視圖；其中a為俯視圖，b為右視圖，c為後視圖；
圖7是本發明直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的緩衝墊塊的視圖，其中a為俯視圖，b為主視圖。圖8是根據本發明測試的數據繪製的電磁鐵靜態特性曲線。
具體實施例方式實施例I :直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的結構如圖I、圖2、圖3所示，它主要由安裝架體、壓力感測器和位移控制器。圖4-圖7分別是本發明直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀的支柱、塞規片、壓力傳感器和緩衝墊塊的視圖。安裝架體的結構(如圖I 一 3所示)，由頂蓋13、支柱18和底座19組成。頂蓋13為長方體，它的4個頂角部位由4根支柱18支撐，螺釘10經墊片11、墊圈12和頂蓋13頂角部位的通孔旋入到支柱18頂部的螺紋孔中，將頂蓋13與支柱18頂部固裝在一起；頂蓋13中部有4個呈長方形分布的安裝通孔，4個螺釘14分別經墊片15穿過安裝通孔和螺母16旋入直流螺管式電磁鐵17的螺紋孔中，將直流螺管式電磁鐵17安裝在頂蓋13下方；支柱18帶螺紋的尾部固裝在底座19的螺紋孔中；底座19為長方體。壓力感測器由壓力傳感器22和緩衝墊塊23組成。壓力傳感器22 (如圖6)為普通市售的壓力傳感器，整體形狀為長方體，在上、下異側各有一個開槽，使整體呈「S，，狀，壓力傳感器22的下端經螺釘24固定在緩衝墊塊23上，緩衝墊塊23 (如圖7)為正方體鑄鐵薄塊，由4個螺釘20和相應墊片21固裝在底座19上。位移控制器為塞尺30 (如圖5)(—般在測試使用時才放置在壓力傳感器上，它與壓力傳感器沒有直接的連接關係，只是位置放置的關係)，放置在壓力傳感器22上，在電磁鐵17的銜鐵與壓力傳感器22之間。所述的安裝架體中頂蓋13的厚度在I. 5釐米-2釐米之間；底座19的厚度至少是頂蓋13的兩倍，底座19的長度和寬度至少都要比頂蓋13大1/3。頂蓋13和底座19均為鑄鐵材質製成。所述的安裝架體中支柱18(如圖4)為圓柱體，其頂端內部有螺紋孔，通過螺釘10、墊圈12和墊片11與頂蓋13緊密安裝；支柱18的底端為帶螺紋的圓柱體，其螺紋長度與底座19厚度相當，通過底座19的螺紋孔固裝在底座19上；支柱18的中部外表面有兩個平行的淺凹槽；支柱18的高度要大於頂蓋13的厚度、底座19的厚度、螺管式電磁鐵17的高度與螺管式電磁鐵17工作時銜鐵、壓力傳感器22與緩衝墊塊23的高度的總和。所述的位移控制器中塞尺30可由一組等厚度的塞規片組成，或由一組具有級差的不同厚度的塞規片組成，各塞規片厚度或級差可根據靜態特性測試精度的要求選擇為
O.01毫米或O. 05毫米。塞規片塞進電磁鐵銜鐵與壓力傳感器之間。所述的壓力感測器中的壓力傳感器22，其安裝位置與電磁鐵銜鐵相對應。所述的安裝架體中的頂蓋13，可改變其中部電磁鐵安裝通孔的位置和大小，來安裝不同型號不同結構特點的電磁鐵。進行直流螺管式電磁鐵靜態特性測試中壓力測試時，首先利用多個塞規片在電磁鐵鐵芯與壓力傳感器之間放置，並將其間間距填滿，此時電磁鐵的行程控制在最小(行程值 為零)，給電磁鐵通電，採集初始壓力數據，接著斷開電源；然後，抽出I或2片塞規片，再次給電磁鐵通電，採集第二個壓力數據，接著斷開電源；如此反覆，測得若干個對應於電磁鐵鐵芯不同行程下的不同的電磁鐵壓力數據，直到達到電磁鐵的最大行程，試驗停止。這樣可以得到一組行程、壓力數據，根據這些數據可繪製電磁鐵的位移-壓力曲線，即電磁鐵的靜態特性曲線。利用塞規的精密性和便於操作的特點，很好地解決了螺管式電磁鐵行程小，位移很難控制的難點；同時，利用該方法，減少了檢測裝置的複雜性，使測試操作簡便，效率聞。本發明的安裝架體完全是根據電磁鐵17的工作特點和其靜態特性測試要求設計的，其結構簡潔，操作便捷，可減少因安裝等人工操作而造成的測量誤差。其中，頂蓋13的主要功能是固定直流螺管式電磁鐵17，固定承重支柱18 ;由於測試電磁鐵17的重量相對較重，電磁鐵17的行程比較短，容易出現偏差，所以，頂蓋13要有一定的剛度和厚度，這樣能夠保證穩定安裝；同時為了保證電磁鐵17能夠垂直安裝，頂蓋13的加工精度一定要高，要平整；但頂蓋13又不能太厚，同時底座19的厚度至少是頂蓋13的兩倍，這樣可以保證整個位移測量器的重心靠下，可以抑制電磁鐵17在測試過程中出現的震蕩和衝擊，保證位移測量器在測試過程中完全穩定，測試數據不出現偏差，從而降低測量誤差。本發明利用塞規30的精密性和便於操作的特點，很好地解決了螺管式電磁鐵行程小，位移很難控制的難點；同時，利用該方法，減少了檢測裝置的複雜性，使測試操作簡便，效率高。本發明一種簡潔、方便控制電磁鐵銜鐵位移的方法。本發明設計電磁鐵17、壓力傳感器22的垂直安裝方式，提高了壓力測試儀的安裝、調節與拆卸操作的便捷性，同時保證了試品安裝、調節及拆卸過程中，安裝位置的微小差異不會影響測試的精度，降低了勞動強度和繁瑣性，提高了工作效率。本發明設計的緩衝墊塊23，可緩解測試電磁鐵銜鐵壓力時產生的振動和衝擊，保證測試儀的安全穩定，提高測試精度。本發明設計的支柱18的中部外表面有兩個平行的淺凹槽，這一設計是為了很方便地使用夾具夾持支柱18進行操作，使安裝架體的安裝過程省力、便捷、高效。表I所示為利用一組厚度O. IOmm塞規片按照上述方法測試的不同電磁鐵鐵芯位移下的壓力數據。通過選擇不同厚度的塞規片來實現不同的測試精度要求。圖8是由表I中測得的數據繪製的電磁鐵靜態特性曲線。表I不同電磁鐵鐵芯位移下的壓力數據
權利要求
1.一種直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀，其特徵為該壓力測試儀包括安裝架體、壓力感測器和位移控制器； 所述的安裝架體的結構是，由頂蓋、支柱和底座組成；支柱固裝在底座上；頂蓋通過螺釘固定在支柱上，頂蓋中部有安裝通孔，螺釘經通孔、墊片和螺母將直流螺管式電磁鐵安裝在頂蓋的下方；支柱固裝在底座上。
所述的壓力感測器由壓力傳感器和緩衝墊塊組成；壓力傳感器固定在緩衝墊塊上，緩衝墊塊由螺釘和墊片固裝在底座上；其安裝位置與電磁鐵銜鐵相對應。
所述的位移控制器為塞尺，放置在壓力傳感器上，在電磁鐵銜鐵與壓力傳感器之間。
2.如權利要求I所述的直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀，其特徵為所述的安裝架體中頂蓋的厚度在I. 5釐米-2釐米之間；底座的厚度大於或等於頂蓋的兩倍，底座的長度和寬度均比頂蓋大1/3。
3.如權利要求I所述的直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀，其特徵為所述的安裝架體中支柱為圓柱體，其頂端內部有螺紋孔，通過螺釘、墊圈和墊片與頂蓋緊密安裝；支柱的底端為帶螺紋圓柱體，其螺紋長度與底座厚度相當，通過底座的螺紋孔固裝在底座上；支柱的中部外表面有兩個平行的淺凹槽；支柱的高度要大於頂蓋厚度、底座厚度、螺管式電磁鐵高度與螺管式電磁鐵工作時銜鐵行程、壓力傳感器與緩衝墊塊的高度的總和。
4.如權利要求I所述的直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀，其特徵為所述的位移控制器中塞尺可由一組等厚度的塞規片組成，或由一組具有級差的不同厚度的塞規片組成，各塞規片厚度或級差可根據靜態特性測試精度的要求選擇為O. Ol毫米或O. 05毫米；塞規片塞進電磁鐵銜鐵與壓力傳感器之間。
5.如權利要求I所述的直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀，其特徵為所述的安裝架體中的頂蓋下通過通孔安裝的電磁鐵的數量為一個或多個，同時，底座上安裝有相同數量、位置對應的壓力傳感器。
全文摘要
本發明為一種直流螺管式電磁鐵靜態特性測試用多級小位移下壓力測試儀，該壓力測試儀包括安裝架體、壓力感測器和位移控制器。所述的安裝架體由頂蓋、支柱和底座組成；支柱固裝在底座上；頂蓋通過螺釘固定在支柱上，螺釘經通孔、墊片和螺母將直流螺管式電磁鐵安裝在頂蓋的下方。所述的壓力感測器由壓力傳感器和緩衝墊塊組成；其安裝位置與電磁鐵銜鐵相對應。所述的位移控制器為塞尺，放置在壓力傳感器上。本發明提高了壓力測試儀的測試精度以及其安裝、調節與拆卸操作的便捷性，同時保證了試品安裝、調節及拆卸過程中，安裝位置的微小差異不會影響測試的精度，降低了勞動強度和繁瑣性，提高了工作效率。
文檔編號G01L5/00GK102944347SQ20121050746
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者駱燕燕, 李志剛, 趙靖英, 姚芳, 葛劍, 王振 申請人:河北工業大學