本發(fā)明涉及力學(xué)性能測試裝置領(lǐng)域中的一種測力裝置,特別適用于有液體過流環(huán)境下構(gòu)件的力學(xué)性能測試。

背景技術(shù)：

采用力學(xué)性能測試方法能夠提高產(chǎn)品出廠前成品合格率，確保產(chǎn)品使用過程中的可靠性。目前產(chǎn)品力學(xué)性能測試普遍采用的方法是將力作用到彈性件上，通過測量該彈性件的偏移或者應(yīng)變來測量構(gòu)件受力情況，進(jìn)而判斷產(chǎn)品性能特點(diǎn)。在常規(guī)的測量過程中，該測量方式可以準(zhǔn)確反應(yīng)所測構(gòu)件上作用力的情況，然而在測試構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，或者直線運(yùn)動同時做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動等更復(fù)雜的運(yùn)動時，構(gòu)件運(yùn)動導(dǎo)致待測構(gòu)件與測力裝置接觸面隨著構(gòu)件運(yùn)動不斷變化，彈性件的偏移或者應(yīng)變與構(gòu)件受力情況不同步，測試結(jié)果無法準(zhǔn)確反映構(gòu)件受力情況。

另一方面，目前的測力裝置大多是在無液體環(huán)境下工作的，對于一些必須有液體過流才能檢驗(yàn)其力學(xué)性能特征的工件，如石油裝備制造工業(yè)中自動垂直鉆井系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)等井下智能鉆井系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在制造或者使用過程中，對其力學(xué)性能的測試需在液體環(huán)境下進(jìn)行。測試過程中需有高壓液體流經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而測量執(zhí)行機(jī)構(gòu)推靠力的大小，響應(yīng)速度等進(jìn)而驗(yàn)證執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械性能。對于該類有液體過流環(huán)境下構(gòu)件的力學(xué)性能現(xiàn)有工具缺乏有效測試能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種測力裝置，它可以測量施加在液體環(huán)境下靜止或者運(yùn)動構(gòu)件上的力的情況。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種測力裝置，包括導(dǎo)套1、測試軸3、安裝板5、傳感器7、封蓋8和支架13，支架13兩端分別固定有導(dǎo)套1和封蓋8，傳感器7安裝在支架13內(nèi)部，其中：測試軸3下部套在導(dǎo)套1內(nèi)，測試軸3下端伸出導(dǎo)套1并與導(dǎo)套1軸向滑動密封配合，測試軸3下端設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)安裝有輪軸2，輪軸2上固定安裝有測試壓頭16；安裝板5連接在測試軸3上端，傳感器7通過安裝板5與測試軸3對接。

上述方案進(jìn)一步包括：

所述封蓋8上安裝有調(diào)整桿12，調(diào)整桿12穿過傳感器7，并與傳感器7構(gòu)成螺旋配合。

安裝板5和測試軸3外表面上分別安裝有導(dǎo)軌6，導(dǎo)軌6與支架13內(nèi)表面構(gòu)成滑動配合。

在測試軸3上部凸軸，凸軸外安裝彈性件4，彈性件底部與測試軸3相接觸，彈性件4頂部與安裝板5相接觸，安裝板5與凸軸構(gòu)成軸向滑動配合，凸軸頂部通過螺帽將安裝板5連接。

封蓋8與調(diào)整桿12接觸部分安裝有軸承10，測試軸3與導(dǎo)套1之間安裝有1個及以上的第一密封圈15。

所述測力裝置還包括中通的底座21和設(shè)置在底座上的加緊裝置20，加緊裝置20均布在底座21的外周，一個或數(shù)個測力裝置通過導(dǎo)套1與底座21連接，測試軸3伸出端內(nèi)的測試壓頭16與設(shè)定在底座21內(nèi)的被測物體構(gòu)成接觸配合。

所述底座21為筒狀結(jié)構(gòu)，加緊裝置20為軸套與旋軸組成，加緊裝置20旋軸徑向穿過底座21壁后與被測試物體鎖定配合。

在底座21內(nèi)筒壁的兩端口處還均布有數(shù)個墊塊22。

本發(fā)明所述的測力裝置具有的有益效果是：測力裝置測試軸安裝在導(dǎo)套里，導(dǎo)套與測試軸之間以及導(dǎo)套外表面安裝有密封圈，能夠阻止測試環(huán)境中的液體通過測試軸與導(dǎo)套滑動處流向力傳感器，損壞傳感器，確保測試裝置能夠在液體測試環(huán)境中正常工作。測力裝置測試軸上安裝有輪軸，測試壓頭固定安裝在輪軸上，在測量過程中測試壓頭隨著構(gòu)件的運(yùn)動滾動，使測力裝置與測量運(yùn)動構(gòu)件接觸面相對穩(wěn)定，進(jìn)一步提高測力裝置測量精度。測力裝置安裝在測試軸上的彈性材料能夠精確將運(yùn)動構(gòu)件測試過程中作用在運(yùn)動構(gòu)件上的力傳遞到傳感器上，使傳感器能夠準(zhǔn)確測量施加在構(gòu)件上力的變化情況。測試裝置安裝板，測試軸外表面上分別安裝有導(dǎo)軌，在測量運(yùn)動構(gòu)件受力情況時候能夠?qū)б惭b板、測試軸沿軸向運(yùn)動，減少由于運(yùn)動構(gòu)件的運(yùn)動而對測試裝置的沖擊，提高了測試裝置的壽命。該測力裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝，測量準(zhǔn)確度高，可靠實(shí)用，可以完成液體環(huán)境中作用在靜止或者運(yùn)動構(gòu)件上的力的測量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種測力裝置實(shí)施例剖面圖；

圖2是本發(fā)明的另一種測力裝置實(shí)施例的立體圖。

圖1中：1. 導(dǎo)套 ，2. 輪軸， 3. 測試軸 ，4. 彈性件， 5.安裝板， 6. 導(dǎo)軌，7.傳感器 ，8. 封蓋， 9. 螺栓 ，10. 軸承 ，11. 小蓋板， 12.調(diào)整桿 ，13.支架， 14.螺母 ，15.第一密封圈， 16.測試壓頭 ，17.第二密封圈 ， 18.銷釘；

圖2中 ：19.測力裝置 ，20.加緊裝置， 21. 底座， 22.墊塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

實(shí)施案例1

如附圖1所示，本測力裝置包括導(dǎo)套1、測試軸3、安裝板5、傳感器7、封蓋8和支架13。傳感器7通過安裝板5與測試軸3連接；測試軸3安裝在導(dǎo)套1里，導(dǎo)套1與支架13一端通過螺栓固定聯(lián)接；支架13另一端通過螺栓9固定安裝有封蓋8。封蓋8與調(diào)整桿12接觸部分安裝有軸承10，軸承10、調(diào)整桿12通過小蓋板11固定安裝在封蓋8上，調(diào)整桿12穿過傳感器7，并與傳感器7構(gòu)成螺旋配合，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整桿12可以推動傳感器7移動。測試軸3上安裝有輪軸2，測試壓頭16通過銷釘18固定安裝在輪軸2上。安裝板5和測試軸3外表面上分別固定安裝有導(dǎo)軌6，支架13內(nèi)表面也設(shè)有軌道槽，導(dǎo)軌6與支架13內(nèi)表面上的軌道槽構(gòu)成滑動配合。

測力裝置還包括彈性件4，彈性件4為彈簧或者碟簧，其安裝于測試軸3上，一端與測試軸3相接觸，另一端與安裝板5相接觸。螺母14將安裝板5、彈性件4和測試軸3固定安裝在一起。

測試裝置還包括第一密封圈 15和第二密封圈 17，測試軸3與導(dǎo)套1之間安裝有數(shù)量為一個或一個以上的第一密封圈 15，導(dǎo)套1外表面安裝有第二密封圈 17。

實(shí)施案例2

參照附圖2，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，整個測力裝置19固定安裝在底座21上。底座21上安裝有緊固裝置20和墊塊22。

實(shí)施案例1中，測力裝置19可選擇不同的安裝底座，設(shè)計(jì)過程中可以根據(jù)待測構(gòu)件的形狀設(shè)計(jì)適合的安裝底座，使其與運(yùn)動構(gòu)件匹配，保證測試過程準(zhǔn)確。運(yùn)動構(gòu)件的緊固方式可根據(jù)待測構(gòu)件的形狀及結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，優(yōu)選的緊固裝置可選擇為頂緊絲杠夾緊，其數(shù)量可以根據(jù)需要選擇1個及以上；同時也可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)墊塊，確保不規(guī)則形狀的構(gòu)件與底座良好接觸，消除測試過程中因?yàn)榻佑|不良產(chǎn)生的測量誤差。

實(shí)施案例1中，測力裝置安裝底座上可以設(shè)計(jì)安裝相應(yīng)的擋罩，該擋罩的形狀可以根據(jù)運(yùn)動構(gòu)件及安裝底座的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)。在測試有液體過流的運(yùn)動構(gòu)件受力情況時，擋罩可將過流液體導(dǎo)流到預(yù)定的裝置中，防止測試過程對環(huán)境造成污染，保持測試區(qū)域整潔。根據(jù)待測構(gòu)件運(yùn)動需測受力位置的數(shù)量可在底座上安裝1個或者更多的測力裝置。

實(shí)施案例1中，傳感器7測量結(jié)果實(shí)時采集可選擇不同的方式，測量運(yùn)動構(gòu)件受力情況時，優(yōu)選模擬信號無線發(fā)射接收的方式完成對測量信號實(shí)時采集。在傳感器的信號發(fā)射端可設(shè)置相應(yīng)的端蓋，防止測試過程中測試環(huán)境及人為因素對傳感器造成損壞。

本發(fā)明的工作過程如下：將待測構(gòu)件安裝到底座21的墊塊22內(nèi)，調(diào)節(jié)緊固裝置20，固定待測構(gòu)件，旋轉(zhuǎn)調(diào)整桿12，使測試壓頭16與待測構(gòu)件表面接觸。打開待測構(gòu)件受力數(shù)據(jù)采集軟件，按照測量要求調(diào)整待測件運(yùn)動狀態(tài)，采集構(gòu)件受力數(shù)據(jù)。在測量完成后，數(shù)據(jù)采集軟件會自動將采集到的數(shù)據(jù)備份。至此，待測構(gòu)件受力狀況的測量工作完成。