專利名稱：直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種電器產(chǎn)品(直流螺管式電磁鐵)的靜態(tài)特性測(cè)試用裝置，具體為直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
直流螺管式電磁鐵廣泛應(yīng)用于各類液壓系統(tǒng)中，是液壓換向閥組的核心部分。在實(shí)際應(yīng)用中，電磁鐵是出現(xiàn)故障幾率最高的元件，其靜態(tài)特性的優(yōu)劣是直接影響由它構(gòu)成的元件或裝置的整體性能。若電磁鐵發(fā)生故障，將會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，研制高性能、高可靠的電磁鐵是迫在眉睫的問(wèn)題，研究電磁鐵靜態(tài)特性的測(cè)試技術(shù)和測(cè)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(tài)特性測(cè)試技術(shù)和測(cè)試裝置研究中，主要是根據(jù)特定結(jié)構(gòu)類型、特定使用用途的電磁鐵進(jìn)行設(shè)計(jì)，在通用性方面有一定的局限性1)王桂華，陸辰等在《柴油機(jī)電噴系統(tǒng)中高速電磁鐵特性的實(shí)驗(yàn)研究》中提出一種用于測(cè)試高速電磁鐵的測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由電磁鐵、前推桿、后推桿、彈簧、加速螺栓和手輪等部件組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能實(shí)用，測(cè)試方便；但不適用本發(fā)明中的直流螺管式電磁鐵，因?yàn)?，該測(cè)試系統(tǒng)中的彈簧不能非常精確地采集到電磁鐵的電磁力，且該系統(tǒng)沒(méi)有自動(dòng)采集和控制功能，不能自動(dòng)生成靜態(tài)特性曲線。2)馬力玲，王軍政等在《電磁鐵靜動(dòng)態(tài)性能測(cè)試》中提出一種用于測(cè)量比例電磁鐵靜態(tài)特性的測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)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(fù)位彈簧等部分組成。該系統(tǒng)能自動(dòng)采集和處理信號(hào)，測(cè)試精度也比較高，但該系統(tǒng)只適合測(cè)試試驗(yàn)特定的比例電磁鐵，且體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作相對(duì)困難。3)李勇、丁凡等人在《電磁鐵力特性測(cè)試系統(tǒng)的研究》中提出了一種單向、雙向兩種特定結(jié)構(gòu)的比例電磁鐵的靜動(dòng)態(tài)力特性的測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)試方便、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，但只適用于單向、雙向比例電磁鐵的測(cè)試。由此可見(jiàn)，目前的電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試裝置主要針對(duì)特殊環(huán)境條件下使用的某一結(jié)構(gòu)的電磁鐵而研制。因此，對(duì)于采煤系統(tǒng)液壓換向閥組用螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)，能夠快速、平穩(wěn)、便捷地進(jìn)行試品安裝、拆卸操作，提高試驗(yàn)效率、減少勞動(dòng)強(qiáng)度同時(shí)又可精確測(cè)量多級(jí)微小位移下電磁鐵電磁力已經(jīng)成為關(guān)鍵技術(shù)之一。技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明目的即是針對(duì)當(dāng)前技術(shù)中電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試操作工作量大，測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)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(tài)特性測(cè)試中可靠、精確和便捷地測(cè)量銜鐵小行程范圍內(nèi)各微小位移時(shí)壓力測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁鐵穩(wěn)固安裝，壓力感測(cè)器的快速安裝定位操作及壓力測(cè)試功能，解決了其測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度低，操作繁瑣的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀，該壓力測(cè)試儀包括安裝架體、壓力感測(cè)器和位移控制器。所述的安裝架體的結(jié)構(gòu)是，由頂蓋、支柱和底座組成；支柱固裝在底座上；頂蓋通過(guò)螺釘固定在支柱上，頂蓋中部有安裝通孔，螺釘經(jīng)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(cè)器由壓力傳感器和緩沖墊塊組成；壓力傳感器固定在緩沖墊塊上，緩沖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(duì)應(yīng)。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厘米-2厘米之間；底座的厚度大于或等于頂蓋的兩倍，底座的長(zhǎng)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(nèi)部有螺紋孔，通過(guò)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(zhǎng)度與底座厚度相當(dāng)，通過(guò)底座的螺紋孔固裝在底座上；支柱的中部外表面有兩個(gè)平行的淺凹槽；支柱的高度要大于頂蓋厚度、底座厚度、螺管式電磁鐵高度與螺管式電磁鐵工作時(shí)銜鐵行程、壓力傳感器與緩沖墊塊的高度的總和。所述的位移控制器中塞尺可由一組等厚度的塞規(guī)片組成，或由一組具有級(jí)差的不同厚度的塞規(guī)片組成，各塞規(guī)片厚度或級(jí)差可根據(jù)靜態(tài)特性測(cè)試精度的要求選擇為O. 01毫米或O. 05毫米；塞規(guī)片塞進(jìn)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(guò)通孔安裝的電磁鐵的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，同時(shí)，底座上安裝有相同數(shù)量、位置對(duì)應(yīng)的壓力傳感器，對(duì)一個(gè)或多個(gè)電磁鐵同時(shí)進(jìn)行多級(jí)小位移下壓力的測(cè)量。本發(fā)明的有益效果為I.本發(fā)明中頂蓋可以根據(jù)需求調(diào)整中部所安裝通孔的位置和大小，可兼顧到類似結(jié)構(gòu)的各種型號(hào)的電磁鐵，具有一定的通用性。2.本發(fā)明根據(jù)電磁鐵測(cè)試的特殊要求，防止其振動(dòng)和被沖擊，采用電磁鐵垂直固定安裝方式，并在安裝架體中，對(duì)頂蓋和底座材質(zhì)的剛度與厚度比例、對(duì)支柱的尺寸精度等進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)，保證測(cè)試過(guò)程中安裝架體安全穩(wěn)定，測(cè)試數(shù)據(jù)精確性高。3.本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種以塞規(guī)作位移控制器的簡(jiǎn)潔、方便電磁鐵銜鐵的位移控制方法。利用塞規(guī)的精密性和便于操作的特點(diǎn)，很好地解決了螺管式電磁鐵行程小，位移很難控制的難點(diǎn)；同時(shí)，利用該方法，減少了檢測(cè)裝置的復(fù)雜性，使測(cè)試操作簡(jiǎn)便，效率高。4.本發(fā)明設(shè)計(jì)電磁鐵、壓力傳感器的垂直安裝方式，提高了壓力測(cè)試儀的安裝、調(diào)節(jié)與拆卸操作的便捷性，同時(shí)保證了試品安裝、調(diào)節(jié)及拆卸過(guò)程中，安裝位置的微小差異不會(huì)影響測(cè)試的精度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和繁瑣性，提高了工作效率。5.本發(fā)明設(shè)計(jì)的緩沖墊塊，可緩解測(cè)試電磁鐵銜鐵壓力時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊，保證測(cè)試儀的安全穩(wěn)定，提高測(cè)試精度。


圖I是本發(fā)明直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀的主視圖2是本發(fā)明直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀的俯視圖；圖3是本發(fā)明直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀的右視圖；圖4是本發(fā)明直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀的支柱的視圖；圖5是本發(fā)明直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀的塞規(guī)片的視圖；圖6是本發(fā)明直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀的壓力傳感器的視圖；其中a為俯視圖，b為右視圖，c為后視圖；
圖7是本發(fā)明直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀的緩沖墊塊的視圖，其中a為俯視圖，b為主視圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明測(cè)試的數(shù)據(jù)繪制的電磁鐵靜態(tài)特性曲線。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)如圖I、圖2、圖3所示，它主要由安裝架體、壓力感測(cè)器和位移控制器。圖4-圖7分別是本發(fā)明直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀的支柱、塞規(guī)片、壓力傳感器和緩沖墊塊的視圖。安裝架體的結(jié)構(gòu)(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(zhǎng)方體，它的4個(gè)頂角部位由4根支柱18支撐，螺釘10經(jīng)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(gè)呈長(zhǎng)方形分布的安裝通孔，4個(gè)螺釘14分別經(jīng)墊片15穿過(guò)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(zhǎng)方體。壓力感測(cè)器由壓力傳感器22和緩沖墊塊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(zhǎng)方體，在上、下異側(cè)各有一個(gè)開槽，使整體呈“S，，狀，壓力傳感器22的下端經(jīng)螺釘24固定在緩沖墊塊23上，緩沖墊塊23 (如圖7)為正方體鑄鐵薄塊，由4個(gè)螺釘20和相應(yīng)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(cè)試使用時(shí)才放置在壓力傳感器上，它與壓力傳感器沒(méi)有直接的連接關(guān)系，只是位置放置的關(guān)系)，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厘米-2厘米之間；底座19的厚度至少是頂蓋13的兩倍，底座19的長(zhǎng)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(zhì)制成。所述的安裝架體中支柱18(如圖4)為圓柱體，其頂端內(nèi)部有螺紋孔，通過(guò)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(zhǎng)度與底座19厚度相當(dāng)，通過(guò)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(gè)平行的淺凹槽；支柱18的高度要大于頂蓋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(shí)銜鐵、壓力傳感器22與緩沖墊塊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(guī)片組成，或由一組具有級(jí)差的不同厚度的塞規(guī)片組成，各塞規(guī)片厚度或級(jí)差可根據(jù)靜態(tài)特性測(cè)試精度的要求選擇為
O.01毫米或O. 05毫米。塞規(guī)片塞進(jìn)電磁鐵銜鐵與壓力傳感器之間。所述的壓力感測(cè)器中的壓力傳感器22，其安裝位置與電磁鐵銜鐵相對(duì)應(yīng)。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(lái)安裝不同型號(hào)不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的電磁鐵。進(jìn)行直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試中壓力測(cè)試時(shí)，首先利用多個(gè)塞規(guī)片在電磁鐵鐵芯與壓力傳感器之間放置，并將其間間距填滿，此時(shí)電磁鐵的行程控制在最小(行程值 為零)，給電磁鐵通電，采集初始?jí)毫?shù)據(jù)，接著斷開電源；然后，抽出I或2片塞規(guī)片，再次給電磁鐵通電，采集第二個(gè)壓力數(shù)據(jù)，接著斷開電源；如此反復(fù)，測(cè)得若干個(gè)對(duì)應(yīng)于電磁鐵鐵芯不同行程下的不同的電磁鐵壓力數(shù)據(jù)，直到達(dá)到電磁鐵的最大行程，試驗(yàn)停止。這樣可以得到一組行程、壓力數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可繪制電磁鐵的位移-壓力曲線，即電磁鐵的靜態(tài)特性曲線。利用塞規(guī)的精密性和便于操作的特點(diǎn)，很好地解決了螺管式電磁鐵行程小，位移很難控制的難點(diǎn)；同時(shí)，利用該方法，減少了檢測(cè)裝置的復(fù)雜性，使測(cè)試操作簡(jiǎn)便，效率聞。本發(fā)明的安裝架體完全是根據(jù)電磁鐵17的工作特點(diǎn)和其靜態(tài)特性測(cè)試要求設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，操作便捷，可減少因安裝等人工操作而造成的測(cè)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 ;由于測(cè)試電磁鐵17的重量相對(duì)較重，電磁鐵17的行程比較短，容易出現(xiàn)偏差，所以，頂蓋13要有一定的剛度和厚度，這樣能夠保證穩(wěn)定安裝；同時(shí)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(shí)底座19的厚度至少是頂蓋13的兩倍，這樣可以保證整個(gè)位移測(cè)量器的重心靠下，可以抑制電磁鐵17在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)的震蕩和沖擊，保證位移測(cè)量器在測(cè)試過(guò)程中完全穩(wěn)定，測(cè)試數(shù)據(jù)不出現(xiàn)偏差，從而降低測(cè)量誤差。本發(fā)明利用塞規(guī)30的精密性和便于操作的特點(diǎn)，很好地解決了螺管式電磁鐵行程小，位移很難控制的難點(diǎn)；同時(shí)，利用該方法，減少了檢測(cè)裝置的復(fù)雜性，使測(cè)試操作簡(jiǎn)便，效率高。本發(fā)明一種簡(jiǎn)潔、方便控制電磁鐵銜鐵位移的方法。本發(fā)明設(shè)計(jì)電磁鐵17、壓力傳感器22的垂直安裝方式，提高了壓力測(cè)試儀的安裝、調(diào)節(jié)與拆卸操作的便捷性，同時(shí)保證了試品安裝、調(diào)節(jié)及拆卸過(guò)程中，安裝位置的微小差異不會(huì)影響測(cè)試的精度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和繁瑣性，提高了工作效率。本發(fā)明設(shè)計(jì)的緩沖墊塊23，可緩解測(cè)試電磁鐵銜鐵壓力時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊，保證測(cè)試儀的安全穩(wěn)定，提高測(cè)試精度。本發(fā)明設(shè)計(jì)的支柱18的中部外表面有兩個(gè)平行的淺凹槽，這一設(shè)計(jì)是為了很方便地使用夾具夾持支柱18進(jìn)行操作，使安裝架體的安裝過(guò)程省力、便捷、高效。表I所示為利用一組厚度O. IOmm塞規(guī)片按照上述方法測(cè)試的不同電磁鐵鐵芯位移下的壓力數(shù)據(jù)。通過(guò)選擇不同厚度的塞規(guī)片來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)試精度要求。圖8是由表I中測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制的電磁鐵靜態(tài)特性曲線。表I不同電磁鐵鐵芯位移下的壓力數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀，其特征為該壓力測(cè)試儀包括安裝架體、壓力感測(cè)器和位移控制器； 所述的安裝架體的結(jié)構(gòu)是，由頂蓋、支柱和底座組成；支柱固裝在底座上；頂蓋通過(guò)螺釘固定在支柱上，頂蓋中部有安裝通孔，螺釘經(jīng)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(cè)器由壓力傳感器和緩沖墊塊組成；壓力傳感器固定在緩沖墊塊上，緩沖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(duì)應(yīng)。
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(quán)利要求I所述的直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀，其特征為所述的安裝架體中頂蓋的厚度在I. 5厘米-2厘米之間；底座的厚度大于或等于頂蓋的兩倍，底座的長(zhǎng)度和寬度均比頂蓋大1/3。
3.如權(quán)利要求I所述的直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀，其特征為所述的安裝架體中支柱為圓柱體，其頂端內(nèi)部有螺紋孔，通過(guò)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(zhǎng)度與底座厚度相當(dāng)，通過(guò)底座的螺紋孔固裝在底座上；支柱的中部外表面有兩個(gè)平行的淺凹槽；支柱的高度要大于頂蓋厚度、底座厚度、螺管式電磁鐵高度與螺管式電磁鐵工作時(shí)銜鐵行程、壓力傳感器與緩沖墊塊的高度的總和。
4.如權(quán)利要求I所述的直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀，其特征為所述的位移控制器中塞尺可由一組等厚度的塞規(guī)片組成，或由一組具有級(jí)差的不同厚度的塞規(guī)片組成，各塞規(guī)片厚度或級(jí)差可根據(jù)靜態(tài)特性測(cè)試精度的要求選擇為O. Ol毫米或O. 05毫米；塞規(guī)片塞進(jìn)電磁鐵銜鐵與壓力傳感器之間。
5.如權(quán)利要求I所述的直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀，其特征為所述的安裝架體中的頂蓋下通過(guò)通孔安裝的電磁鐵的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，同時(shí)，底座上安裝有相同數(shù)量、位置對(duì)應(yīng)的壓力傳感器。
全文摘要
本發(fā)明為一種直流螺管式電磁鐵靜態(tài)特性測(cè)試用多級(jí)小位移下壓力測(cè)試儀，該壓力測(cè)試儀包括安裝架體、壓力感測(cè)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(guò)螺釘固定在支柱上，螺釘經(jīng)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(cè)器由壓力傳感器和緩沖墊塊組成；其安裝位置與電磁鐵銜鐵相對(duì)應(yīng)。所述的位移控制器為塞尺，放置在壓力傳感器上。本發(fā)明提高了壓力測(cè)試儀的測(cè)試精度以及其安裝、調(diào)節(jié)與拆卸操作的便捷性，同時(shí)保證了試品安裝、調(diào)節(jié)及拆卸過(guò)程中，安裝位置的微小差異不會(huì)影響測(cè)試的精度，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和繁瑣性，提高了工作效率。
文檔編號(hào)G01L5/00GK102944347SQ20121050746
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者駱燕燕, 李志剛, 趙靖英, 姚芳, 葛劍, 王振 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)