[發(fā)明專利]實(shí)時(shí)測(cè)量壓力機(jī)打擊力的裝置與方法及裝置的制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310026505.0
• 申請(qǐng)日: 2013-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103111492A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李名堯;石然然;張報(bào)建;王波;李曉霞;馬凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): B21C51/00
• 分類號(hào): B21C51/00;G01L5/00
• 代理公司: 上海君鐵泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31274
• 代理人: 潘建玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)量打擊力的裝置與方法，特別涉及一種實(shí)時(shí)測(cè)量壓力機(jī)打擊力的裝置與方法及裝置的制作方法。?

背景技術(shù)

壓力機(jī)是一種結(jié)構(gòu)精巧的通用性壓力機(jī)。具有用途廣泛，生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，壓力機(jī)可廣泛應(yīng)用于切斷、沖孔、落料、彎曲、鉚合和成形等工藝。通過(guò)對(duì)金屬坯件施加強(qiáng)大的壓力使金屬發(fā)生塑性變形和斷裂來(lái)加工成零件。?

對(duì)于小噸位的壓力機(jī)，常用的打擊力測(cè)量方法有沖量法、加速度法、測(cè)力傳感器電測(cè)法。測(cè)力傳感器電測(cè)法是將需要測(cè)量的非電量轉(zhuǎn)換成電量后，再進(jìn)行測(cè)量的一種方法，目前壓力機(jī)打擊力的測(cè)量一般都采用測(cè)力傳感器電測(cè)法。對(duì)于大噸位的壓力機(jī)，由于打擊力大、頻率高、溫度高，沒(méi)有現(xiàn)成的測(cè)力傳感器，大噸位壓力機(jī)測(cè)力困難。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有大噸位壓力機(jī)測(cè)力困難的缺陷，提供了一種實(shí)時(shí)測(cè)量壓力機(jī)打擊力的裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：?

實(shí)時(shí)測(cè)量壓力機(jī)打擊力的裝置，其特征在于，包括：?測(cè)力傳感器，所述測(cè)力傳感器由電阻式應(yīng)變片粘貼在壓力機(jī)立柱表面組成惠斯通電橋組成；

放大器，連接所述測(cè)力傳感器；

數(shù)據(jù)采集卡，連接所述放大器；

路由器，連接所述數(shù)據(jù)采集卡；

壓力機(jī)測(cè)力模塊，連接所述路由器。

上述的實(shí)時(shí)測(cè)量壓力機(jī)打擊力的裝置，其中，所述放大器和所述數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)螺栓固定在數(shù)據(jù)采集盒里。?

上述的實(shí)時(shí)測(cè)量壓力機(jī)打擊力的裝置，其中，所述電阻式應(yīng)變片為4片，惠斯通電橋之間互不相鄰的兩對(duì)電阻式應(yīng)變片分別平行和垂直于立柱軸向。?

實(shí)時(shí)測(cè)量壓力機(jī)打擊力的裝置的制作方法，其特征在于，包含以下步驟：?

用砂紙、丙酮、脫脂棉、鑷子清理壓力機(jī)立柱表面測(cè)點(diǎn)處的氧化層、油污、灰塵、銹斑；

用膠水把4個(gè)電阻式應(yīng)變片反面粘貼在壓力機(jī)立柱表面，互不相鄰的兩對(duì)電阻式應(yīng)變片分別平行和垂直于立柱軸向；??

對(duì)所述電阻式應(yīng)變片進(jìn)行干燥處理；?????

連接所述4個(gè)電阻式應(yīng)變片的接線端，4個(gè)電阻式應(yīng)變片組成惠斯通電橋；

用萬(wàn)用表進(jìn)行所述電阻式應(yīng)變片粘貼質(zhì)量的檢查；

對(duì)所述測(cè)力傳感器進(jìn)行防潮保護(hù)。

實(shí)時(shí)測(cè)量壓力機(jī)打擊力的方法，其特征在于，包含以下步驟：?

（1）用有限元軟件模擬不同摩擦系數(shù)下圓環(huán)鐓粗過(guò)程中載荷的變化，并提取圓環(huán)高度、內(nèi)外徑尺寸變化值，做出不同摩擦系數(shù)下壓下量與圓環(huán)內(nèi)徑曲線圖及不同摩擦系數(shù)下圓環(huán)變形后內(nèi)徑與打擊力的關(guān)系表；?

（2）用圓環(huán)試樣進(jìn)行圓環(huán)鐓粗實(shí)驗(yàn)，測(cè)量鐓粗變形后的該圓環(huán)試樣的高度和內(nèi)徑，此時(shí)壓力機(jī)測(cè)量模塊顯示初始打擊力P0，實(shí)驗(yàn)前壓力機(jī)測(cè)量模塊自身初始設(shè)定打擊系數(shù)K的初始值為K0，根據(jù)測(cè)量鐓粗變形后的該圓環(huán)試樣的高度和內(nèi)徑，查所述不同摩擦系數(shù)下壓下量與圓環(huán)內(nèi)徑曲線圖確定打擊過(guò)程中的摩擦系數(shù)，根據(jù)該摩擦系數(shù)和所述鐓粗變形后的圓環(huán)試樣的高度，查所述不同摩擦系數(shù)下圓環(huán)變形后高度與打擊力的關(guān)系表得到的打擊力P為實(shí)際的打擊力值，打擊系數(shù)、打擊力、輸出電壓的關(guān)系為P=K·U，其中P為打擊力，K為打擊系數(shù)，U為所述數(shù)據(jù)采集卡的電壓數(shù)字信號(hào)，因?yàn)镻=K·U，P與K為線性關(guān)系，得到P0?/K0?=P/K,所以K=(P·K0?)/?P0，計(jì)算得到打擊系數(shù)K的標(biāo)定值，并把該標(biāo)定值替換掉初始值K0，完成打擊系數(shù)K的標(biāo)定。

上述的實(shí)時(shí)測(cè)量壓力機(jī)打擊力的方法，其中，還包含：完成所述打擊系數(shù)K的標(biāo)定后，在壓力機(jī)的打擊過(guò)程中，放大器放大測(cè)力傳感器的模擬電壓信號(hào)，數(shù)據(jù)采集卡把所述模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓數(shù)字信號(hào)U，根據(jù)?P=K·U，獲得實(shí)時(shí)壓力機(jī)打擊力。?

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以用來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量打擊力的大小來(lái)指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)，控制生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。?

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明：?

圖1為實(shí)時(shí)測(cè)量壓力機(jī)打擊力的裝置系統(tǒng)框圖；

圖2為電阻式應(yīng)變片連接成惠斯通電橋電路圖；

圖3?為不同摩擦系數(shù)下壓下量與圓環(huán)內(nèi)徑曲線圖；

圖4為不同摩擦系數(shù)下圓環(huán)變形后高度與打擊力的關(guān)系表。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。?

如圖1、圖2所示，測(cè)力傳感器1由電阻式應(yīng)變片10、電阻式應(yīng)變片11、電阻式應(yīng)變片12、電阻式應(yīng)變片13組成，測(cè)力傳感器1的具體制作步驟為：?