專利名稱：螺旋壓縮彈簧分選機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種彈簧分選機，具體地說，它是一種螺旋壓縮彈簧分選機。
背景技術：
在已有技術中，中國專利ZL201020622400. 7公布了 “一種按自由高度分選鐵路貨車轉向架彈簧的測具”，它可代替游標卡尺來測量彈簧的自由長度，可減輕檢測人員的勞動強度，但這種檢測方式仍屬于一種人工檢測，未實現自動化，而且它只能針對彈簧自由長度這一項指標進行分選。現有的螺旋壓縮彈簧分選機一般都是通過施加壓力使彈簧壓縮這一機械動作來實現分選的，在這一機械動作中需用壓力傳感器和移位傳感器對壓力和彈簧的壓縮量進行精確測量，才能實現同類彈簧的分選，例如螺旋壓縮彈簧受單向壓縮時，在線彈性范圍內，其應力與應變量成線性關系，并滿足胡克定律σ =Εε或F = KAX,即應力 σ與應變量ε成正比，或者壓力F與壓縮長度ΛΧ成正比，式中的E為常數，K勁度系數。通過測量壓縮量Ax和壓力F的值，可得出被測彈簧的勁度系數，勁度系數相同的彈簧為同類彈簧。中國專利ZL88200849. 8、ZL01227728. 2均屬上述同類的分選機。由于這種彈簧分選機采用的是一種壓力和壓縮量精確定量檢測方式，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很高，目前市場上可適用于彈簧分選機的壓力傳感器和位移傳感器的單價基本上都在萬元以上，這對于大規模的工業化應用來講，其價格過于昂貴，而且這種定量檢測也對機械結構的精度要求較高，其控制和計算程序也相應比較復雜，從而增大了設計與制造的成本。
發明內容
本發明的目的是針對已有技術中的問題，提供一種改進的螺旋壓縮彈簧分選機，它通過一種定性檢測方法實現了自由長度Ltl和勁度系數k不同的螺旋壓縮彈簧的同類分選，并避免使用造價昂貴的壓力傳感器和移位傳感器，達到了降低造價之目的。為實現上述目的，本發明的技術方案如下它具有一個機架，在該機架上設有固定平臺，在該固定平臺上裝有一個壓力驅動氣缸，在該固定平臺的下方設有一個壓力承力板，該壓力承力板通過兩對第一垂直導軌安裝在所述的固定平臺上，所述壓力驅動氣缸的活塞桿與該壓力承力板相聯，在所述第一垂直導軌的上端設有一個下壓行程終端感應塊，在所述的固定平臺上設有一個下壓行程限位塊；在所述的壓力承力板下方設有一個配重浮動機構，該配重浮動機構具有一個浮動承力板，該浮動承力板通過兩對第二垂直導軌安裝在所述的壓力承力板上，在所述的浮動承力板上設有一個配重塊，該配重塊與壓力承力板之間設有一個浮動間隙h，在所述浮動承力板的下方至少固聯一個彈簧壓頭；在所述的固定平臺上裝有用于感應下壓行程終止時刻的第一感應傳感器，在所述的壓力承力板上裝有用于感應浮動開始時刻的第二感應傳感器。本發明進一步改進的技術方案如下所述浮動承力板向機架水平延長，并通過一個垂直滑臺機構安裝在機架上。
通過上述技術方案可以看出，本發明在壓力驅動氣缸的活塞桿與彈簧壓頭之間設置了一個配重浮動機構，并在給彈簧施加壓力的過程中用兩個感應傳感器分別感應出配重浮動機構開始浮動的時刻T1和下壓行程終止的時刻T2，通過壓縮彈簧運動過程中距離與速度的運動方程可以導出T2-T1與彈簧自由長度U、勁度系數K的關系式，根據該關系式可以分選出三類彈簧一是自由長度Ltl相同而勁度系數K不同的同類彈簧；二是勁度系數K相同而自由長度Ltl不同的同類彈簧；三是自由長度Ltl和勁度系數K都不相同的同類彈簧。本發明用檢測時間差(T2-T1)的方式進行彈簧分選，避免了定量測量下壓壓力和彈簧壓縮量，從而避免了采用價格昂貴的壓力傳感器和移動傳感器。本發明！\、T2的測量只需采用價格低廉的兩個感應傳感器(如磁感應開關)即可完成上述測量，不僅測量計算和控制簡單，且機械結構也簡單，對機械結構的精度也沒有苛刻的要求，容易實現。綜上所述，本發明將已有的定量檢測改變為定性檢測，簡化了機械結構和計算控制編程，大大降低了彈簧分選機的造價成本。
圖I是本發明的整體結構示意圖。圖2是圖I的右視圖。
具體實施例方式參見圖I、2，它具有一個機架(I )，該機架具有一個倒T形機架主體，在該倒T形機架主體的上部固聯一個固定平臺(2)，在該固定平臺上裝有一個壓力驅動氣缸(3)，在該固定平臺的下方設有一個壓力承力板(4)，該壓力承力板通過兩對第一垂直導軌(5)安裝在所述的固定平臺(2)上，所述壓力驅動氣缸的活塞桿與該壓力承力板相聯，在所述第一垂直導軌(5)的上端設有一個下壓行程終端感應塊(6)，在所述的固定平臺(2)上設有一個下壓行程限位塊(7);在所述的壓力承力板下方設有一個配重浮動機構(8)，該配重浮動機構具有一個浮動承力板(8-1)，該浮動承力板通過兩對第二垂直導軌(8-2)安裝在所述的壓力承力板上，在所述的浮動承力板上設有一個配重塊(8-3)，所述的配重塊(8-3)與壓力承力板(4)之間設有一個浮動間隙h，在所述浮動承力板(4)的下方至少固聯一個彈簧壓頭(8-5);在所述的固定平臺(2)上裝有用于感應下壓行程終止時刻的第一感應傳感器(9)，在所述的壓力承力板(4)上裝有用于感應浮動開始時刻的第二感應傳感器(10)。為了配重浮動機構的動作更加平穩，所述浮動承力板向機架(I)水平延長，并通過一個垂直滑臺機構安裝在機架(I)上，所述的垂直滑臺機構由垂直滑臺(11)和垂直滑軌構成。本發明工作和分選原理如下一、本分選機的檢測過程壓力驅動氣缸(3)驅動壓力承力板(4)以恒速V。沿第一垂直導軌(5)向下運動，運動開始時，控制系統記下初始運動時刻Ttl ;這時，配重浮動機構(8)還未接觸到被測彈簧
(13)，它在自身重力的作用下跟隨壓力承力板(4) 一起向下運動；當配重浮動機構(8)觸及到被測彈簧(13)時，配重浮動機構的重力作用在被測彈簧上，則被測彈簧產生一個壓縮形變量ΛΧι，同時，被測彈簧給配重浮動機構一個的反作用力，阻擋配重浮動機構繼續向下運動，這時，壓力承力板(4)繼續向下運動，假設這時的壓力承力板(4)是靜止的，則配重浮動機構(8)相對于壓力承力板(4)向上浮動，浮動開始的同時，浮動承力板(8-1)相對第二感應傳感器(10)向上錯位，則第二感應傳感器(10)觸發，同時，控制系統記下該第二感應觸發時刻T1 ;配重浮動機構(8)浮動h距離后，配重塊(8-3)與壓力承力板(4)上下貼在一起繼續向下運動，并開始壓縮被測彈簧(13)，當壓縮行程到盡頭時，下壓行程終端感應塊(6)落在下壓行程限位塊(7)上，從而限制了氣缸的繼續下壓，這時，下壓行程終端感應塊(6)與第一感應傳感器(9)對位,則第一感應傳感器(9)觸發，同時，控制系統記下該第一感應觸發時刻T2;然后控制系統進行計算判別，并給出結果。之后，整個機構開始回程運動，回到初始狀態，等待下一次檢測循環的開始。二、計算判別I、假設K——彈簧的勁度系數 L0——彈簧的自由長度Lt2——彈簧壓縮后的長度 h—配重浮動機構(8 )的浮動間隙Δ X1——彈簧在配重浮動機構(8)重力的作用下產生的變形量V0-氣缸的恒速下壓的速度H——壓力承力板(4 )向下運動的高度M——配重浮動機構(8 )的質量m-配重塊(8-3)的質量g——重力加速度H1—運動開始到配重塊(8-3)與壓力承力板(4)接觸時壓力承力板向下運動的
高度T1—第二感應傳感器的觸發時間T2—第一感應傳感器的觸發時間2、計算公式由上述整個運動過程可以得出H=H1+ (L0—A X1)(I)上式兩邊同時除以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是系統設定的恒值，且Mg < LqK。從式(6)中可以看出，兩個感應傳感器的觸發時間差(T2-T1)與彈簧的自由長度Ltl和彈簧的勁度系數K有關，根據式(6)，本機可對下列不同規格的彈簧進行同類選擇(a)、已知自由長度Ltl相同、彈簧的勁度系數K不同，則觸發時間差(T2-T1)取決于被測彈簧的勁度系數K，其分選方法如下選一個未知勁度系數的彈簧S作為標定彈簧，對應測得標定彈簧S觸發時間差(T2-T1),然后將該觸發時間差設定為檢測標準，當其它彈簧的測得的觸發時間差(T2-T1)與標定彈簧相同時，則可確定該被測彈簧與標定彈簧S相同。(b)、已知勁度系數K相同、自由長度Ltl不同，則觸發時間差(T2-T1)取決于其自由長度U，其分選方法如下 選一個未知自由長度Ltl的被測彈簧S作為標定彈簧，對應測得標定彈簧觸發時間差(T2-T1),然后將該觸發時間差設定為檢測標準，當其它彈簧的測得的觸發時間差(T2-T1)與標定彈簧相同時，則可確定該被測彈簧與標定彈簧S相同。(C)、已知自由長度Ltl和勁度系數K都不相同，則觸發時間差(T2-T1)取決于其自由長度Ltl和勁度系數K，其分選方法如下選一個未知自由長度Ltl和勁度系數K的彈簧S作為標定彈簧，對應測得標定彈簧的觸發時間差(T2-T1),然后將該觸發時間差設定為檢測標準，當其它彈簧的測得的觸發時間差(T2-T1)與標定彈簧相同時，則可確定該被測彈簧與標定彈簧S相同。在上述檢測中，可能存在標定彈簧S與被測彈簧的自由長度和勁度系數不同，但測得的時間差(T2-T1)相同，在這種情況下將出現誤判，為避免該誤判，需在上述檢測之前，用調整配重塊的質量m進行校正，其校正公式推導如下設標定彈簧S的自由長度為L1，其勁度系數為K1，被測彈簧為的自由長度為L2,其勁度系數為K2。將LpK1和L2、K2分別代入式(6)，然后兩式等號左邊相等得下式
I11I— (L1 -M^x-) = —{/., -Mgx —)
K1 V0K2整理得-M= ~^；(7)
Λ — K,根據式(7)，調整配重塊的質量m，使Mg本，則可避免上述誤檢。
2I3、上述檢測的限制條件0 < h<, AX1 =爭，原因如下若h=0，意味著配重浮動機構(8)不能浮動，則第二感應傳感器(10)無法觸發，則觸發時間差(T2-T1)無法計算。若h > Axx = ，意味著在配重浮動機構8接觸到被測彈簧時，被測彈簧對配重浮
K
動機構(8)不是形成阻擋，而是形成彈簧反彈，從而造成第二感應傳感器的誤觸發，則無法準確檢測!\。
權利要求
1.一種螺旋壓縮彈簧分選機，其特征是 它具有一個機架(1)，在該機架上設有固定平臺(2)，在該固定平臺上裝有一個壓力驅動氣缸(3)，在該固定平臺的下方設有一個壓力承力板(4)，該壓力承力板通過兩對第一垂直導軌(5)安裝在所述的固定平臺(2)上，所述壓力驅動氣缸的活塞桿與該壓力承力板相聯，在所述第一垂直導軌(5)的上端設有一個下壓行程終端感應塊(6)，在所述的固定平臺(2)上設有一個下壓行程限位塊(7)； 在所述的壓力承力板(4)下方設有一個配重浮動機構(8)，該配重浮動機構具有一個浮動承力板(8-1)，該浮動承力板通過兩對第二垂直導軌(8-2)安裝在所述的壓力承力板上，在所述的浮動承力板上設有一個配重塊(8-3)，該配重塊(8-3)與壓力承力板(4)之間設有一個浮動間隙h，在所述浮動承力板(4)的下方至少固聯一個彈簧壓頭(8-5)； 在所述的固定平臺(2)上裝有用于感應下壓行程終止時刻的第一感應傳感器(9)，在所述的壓力承力板(4)上裝有用于感應浮動開始時刻的第二感應傳感器(10)。
2.根據權利要求I所述的螺旋壓縮彈簧分選機，其特征是所述浮動承力板向機架(I)水平延長，并通過一個垂直滑臺機構安裝在機架(I)上。
全文摘要
本發明是一種螺旋壓縮彈簧分選機。它設有一個固定平臺，在該固定平臺上裝有一個壓力驅動氣缸，在該固定平臺的下方設有一個壓力承力板，該壓力承力板通過兩對第一垂直導軌安裝在固定平臺上，在壓力承力板下方設有一個配重浮動機構，該浮動承力板通過兩對第二垂直導軌安裝在壓力承力板上，在所述的固定平臺上裝有用于感應下壓行程終止時刻的第一感應傳感器，在所述的壓力承力板上裝有用于感應浮動開始時刻的第二感應傳感器。本發明用檢測時間差的方式進行彈簧分選，避免了定量測量下壓壓力和彈簧壓縮量，從而避免了采用價格昂貴的壓力傳感器和移動傳感器，簡化了機械結構和計算控制編程，大大降低了彈簧分選機的造價成本。
文檔編號G01M5/00GK102809471SQ20121027759
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月6日 優先權日2012年8月6日
發明者張勇, 惠亞軍, 紀平鑫, 李小玲, 張樂平, 李睿遠, 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 申請人:咸陽中兵機電裝備制造有限責任公司