弹簧补偿装置

2024-05-03

弹簧补偿装置（精选四篇）

弹簧补偿装置篇1

1弹簧补偿装置张力失效 (变小) 可能引发的接触网设备参数变化

高铁侧线、联络线采用弹簧补偿装置对接触网张力进行补偿。

1.1 承力索弹簧补偿装置张力变化可能引起的接触网设备参数变化

当承力索一端补偿张力变小、导线张力补偿正常时, 大部分定位器偏斜、大部分吊弦偏斜, 导线中锚绳松弛 (非常小, 可以忽略, 因为导线中心中心锚结绳距离中锚很近) , 侧线有线岔的, 线岔中心会发生偏移、线岔导高发生变化。

1.2 接触线弹簧补偿装置张力变化引起的设备变化

当接触线一端补偿张力变小、承力索张力补偿正常时, 大部分定位器偏斜、大部分吊弦偏斜, 导线中心锚结绳一边松、一边紧 (非常严重, 导线中心锚结绳低于导线) , 有线岔时, 线岔交叉点、线岔的导高参数都会发生变化, 尤其是靠近补偿下锚处的线岔。

2参数变化引起的设备故障

不管是承力索还是接触线的弹簧补偿装置发生张力变化, 都会导致如下参数变化:

2.1 定位器发生偏移; (偏移过大会导致导线和定位器蹩劲, 可能造成定位器断裂、打弓)

2.2 吊弦发生偏斜; (导线高度变化, 吊弦接触线线夹上的载流环低于导线, 打弓)

2.3 导线中心锚结绳一边松弛一边紧; (紧的一边会导致导高变化大中锚绳边上的吊弦不受力, 松的一边导线中心锚结绳低于导线, 打弓)

2.4 导线高度发生变化; (尤其是线岔区段, 造成钻弓)

2.5 线岔交叉点发生变化; (可能造成线岔卡滞, 拉坏线岔打弓)

3处理方案比较

方案1:将弹簧补偿装置更换为滑轮补偿装置, 增加坠砣及限制架, 重新打拉线。

优点:一次性彻底解决

缺点:工作量大、需要时间长、工具材料多

方案2:将弹补张力小的一边临时做成硬锚, 保证线索不再窜动将中心锚结绳重新做, 吊弦、定位敲正。

优点:工作量较小、需要时间较长

缺点:不能从根本上解决问题

方案3:将弹簧补偿装置张力减小的一端, 使用葫芦将弹簧补偿装置张力减小的一端收紧, 保证与连接本锚段线索的中锚绳正常受力, 线岔参数符合要求, 将弹簧补偿装置在这个位置用制动销钉锁死。

优点:工作量小、需要时间最少

缺点:不能一次性解决问题

4方案分析、优化

首先, 我们是在运营区段进行抢修, 必须保证行车安全, 这3个方案都满足。其次, 运营线抢修需要最少的时间恢复供电行车, 我们就只能采用方案3。

综合以上方案, 要想彻底解决设备存在的隐患, 我们需要将有问题的弹簧补偿装置更换掉。所以我们采用的方案是方案3与方案1的结合。

弹簧机构用试验模拟装置设计篇2

弹簧机构具有储能高,运动速度高,冲击大等特点,不能不带负载,进行空分、空合操作,否则对弹簧机构零部件造成严重损伤,机构不能满足寿命操作要求,报废。因此,要设计满足要求的试验模拟装置,配合机构完成操作试验。

弹簧机构装配完成后,要进行出厂试验,对弹簧机构进行调节,使弹簧机构的特性符合组合电器产品要求。弹簧机构出厂试验时,需要配模拟装置进行试验。性能稳定、安全性高、噪音小的试验模拟装置,是保证弹簧机构特性准确的必备条件。

文章对液压缓冲器结构试验模拟装置及缓冲器的原理进行了介绍,在此基础上设计一种弹簧机构用试验模拟装置,用于弹簧机构出厂操作试验。

1 试验模拟装置原理及结构设计

由于液压油有可压缩性小,液压缓冲器具有振动小、噪音小等优点,相较气压负载、配重块负载振动大,噪音大的特点,采用液压缓冲器为负载的试验模拟装置具有稳定性好、安全性高、噪音小的优点。

如图1所示,试验模拟装置以液压缓冲器为负载,弹簧机构固定在机架上后,通过拉杆、拐臂、轴、拐臂和缓冲器连接,弹簧机构带动缓冲器动作,完成出厂操作试验。

机构角度测量指针固定在轴上,刻度固定在机架上,用以测量弹簧机构输出角度。弹簧机构和拉杆、拐臂组成平行四连杆机构传动,与弹簧机构的工作方式保持一致,能更好地模拟弹簧机构实际工作状态。

如图2所示,弹簧机构的输出角度,通过拐臂、拉杆,转化为缓冲器的运动行程。由平行四连杆机构运动原理得知,缓冲器端拐臂的转动角度等于机构的输出角度。选取缓冲器的摆动角度为20°,作图得缓冲器安装轴到拐臂安装轴的距离L。当机构转动角度a后,作图得拐臂与活塞杆连接点到缓冲器安装轴的距离L1。

缓冲器的行程c计算:已知弹簧机构的输出角度a,拐臂长度b,缓冲器安装轴到拐臂安装轴的距离L,计算如下:

根据缓冲器的行程c、缓冲器受力情况,进行缓冲器的结构设计。缓存器结构设计完成后,根据平行四连杆机构传动原理、弹簧机构整体尺寸、安装方式,完成试验模拟装置的整体设计。

2 缓冲器的原理及结构设计及缓冲强度的调节

缓冲器由外缸体、内缸体、活塞杆、上端盖、下端盖等零件组成,内部加注液压油,外缸体、内缸体、上端盖、下端盖组成内、外油腔。活塞在内缸体内移动时,液压油通过内缸体上的孔、外油腔,在内油腔的活塞两端流动。液压油流动时,在缓冲孔处形成的阻力,最终作用到活塞杆上,形成阻力负载。活塞杆上的阻力作为试验模拟装置的负载,用于模拟弹簧机构负载,配合弹簧机构完成出厂试验。

根据机构负载,预选取缓冲器的最高工作压力为2 Mpa,取安全系数为2,进行受力分析,完成内缸体、外缸体、连接螺栓等零部件的尺寸设计。

缓冲器动作时形成的阻力负载与各零部件的结构、尺寸,活塞杆的运动速度,液压油的特性有关,要准确计算缓冲器的阻力负载较为困难,因此缓冲器缓冲强度调节,是必不可少的一步。

常用缓冲结构有圆环面结构,孔结构缓冲,由于圆环面缓冲结构加工精度高,可调节性差,孔缓冲结构加工精度低,可调节性好的特点,一般缓冲器多采用小孔结构缓冲。根据机构的速度曲线,可经验性地在内缸体上设计缓冲孔。

内缸体上缓冲孔的尺寸、数量,是决定缓冲器缓冲强度的关键因素。当缓冲强度大时,可通过增加缓冲孔数量或增大缓冲孔尺寸,降低缓冲强度;当缓冲强度小时,可通过减少缓冲孔数量或减小缓冲孔尺寸,增强缓冲强度。

缓冲器缓冲强度大,试验模拟装置的负载就大;缓冲器缓冲强度小,试验模拟装置的负载就小。

弹簧机构出厂试验时,需要测量机构的速度曲线,分、合闸时间,输出角度。

当弹簧机构的转动力矩一定时,试验模拟装置的负载偏大时,就会降低弹簧机构输出速度,增加动作时间;相反,试验模拟装置的负载偏小时,就会提高弹簧机构输出速度,降低动作时间。

选择一台特性合格的弹簧机构带动试验模拟装置进行出厂操作试验,根据机构速度曲线及分、合闸时间,调节缓冲器缓冲强度,使试验模拟装置符合试验要求。试验模拟装置调试完毕后,即可配合生产机构进行出厂试验。

3 试验模拟装置的点检、维修

每台弹簧机构需要配试验模拟装置完成50次出厂操作试验,每月试验模拟装置需要进行1万次操作试验左右。每天需要对试验模拟装置的螺栓紧固、销轴连接、密封等部位进行检查,确保试验模拟装置工作状态正常,每月对弹簧机构配组合电器本体异常参数进行统计,由于试验模拟装置问题导致的弹簧机构参数异常,要及时对试验模拟装置进行维修,更换损坏的零部件。

4 结语

在对试验模拟装置及缓冲器原理介绍的基础上,对缓冲器的结构设计及缓冲强度的调节进行了说明。依据弹簧机构技术要求及安装尺寸,设计试验模拟装置,调节缓冲器缓冲强度,使试验模拟装置满足试验要求。根据上述内容设计的试验模拟装置,很好的满足弹簧机构产品出厂试验要求。

参考文献

[1]闻邦椿.机械设计手册[M].4版.机械工业出版社,2010.

弹簧补偿装置篇3

2005年, 德国肯莎维 (Kenswick) 医疗设备集团率先在医疗手术床头板翻转动作中使用了一种自锁式气弹簧。之后, 我国国产手术床生产厂也陆续在手术床的制造中使用自锁式气弹簧, 开始也只是将自锁式气弹簧用于手术床的头板翻转动作, 所承担的力较小。但后来又用于背板翻转及床体的左、右倾斜, 使自锁式气弹簧所承受的力越来越大, 因此出现的问题也越来越多, 尤其是自锁式气弹簧的安全性、可靠性倍受质疑, 并急待解决。

2 自锁式气弹簧在手术床应用中存在的问题

如图1所示, 自锁式气弹簧在造价低、易于装配和使用灵活方面, 确实具有独特优势, 但在性能可靠性方面却一直存在着不稳定性, 其高发的故障率, 让很多手术床制造厂和用户非常苦恼。有的厂家甚至采用价格昂贵的德国进口自锁式气弹簧, 但也仅仅是故障率相对于国内产品较低而已。

在自锁式气弹簧手术床中, 气弹簧内部是高压气体, 其高压可达数千帕斯卡, 这就对腔体的密封提出了很高的要求。若密封元件质量稍有瑕疵, 就会出现腔体漏气失压现象。失压后, 自锁式气弹簧的自锁装置也随之失灵, 此时自锁式气弹簧便无法提供支撑力, 使手术床体部件下落, 尤其是应用于左、右倾斜、背板翻转部位时, 其承担的压力较大, 更易出现失压现象。此时, 床体会瞬间倾倒, 严重时会发生使术中的患者从手术床上掉下来的恶性事故。

3 设置两个自锁式气弹簧

自锁式气弹簧在应用中稳定、可靠、省力, 这是其在手术床中广泛使用的前提。为此, 我们在实际工作中不断寻求解决方案。

有一种解决方案, 即在手术床的动作部件上, 设置两个自锁式气弹簧, 以保证当一根气弹簧出现故障时, 另一根备用气弹簧仍然可以继续工作。这种解决方法经过在手术床上应用, 确实能够避免床体瞬间倾倒的严重事故, 但存在的一个最大问题就是一旦一根气弹簧出现故障, 就必然由另一根气弹簧来承担全部床体动作的压力, 仍会出现力量不足及手术床缓慢倾斜的现象。同时, 由于这一根的自锁式气弹簧的负荷超过了它的自身额定负荷, 其密封元件极易受损, 大大缩短了自身的寿命, 在实际应用中, 这一根自锁式气弹簧也会很快失压作废, 极易发生医疗事故。

当然, 为解决这一问题, 可以采用两个都是大压力值的自锁式气弹簧, 但使用者需要用特别大的力才能使自锁式气弹簧复位, 其力甚至可以达到100～150kg, 作为用户很难接受, 而且在手术床动作时, 由于压力太大, 手术床的动作过快过猛, 也不安全。所以, 这种解决方案在实际应用中有很大的局限性。

4 气弹簧辅助锁定装置

笔者发明了一种气弹簧辅助锁定装置, 其原理是在气弹簧外部另外增加一套齿状机械锁定装置, 当自锁式气弹簧动作时, 气弹簧辅助锁定装置自锁部分打开, 气弹簧可以自如动作。当自锁式气弹簧自锁时, 气弹簧辅助锁定装置也自行锁闭。该辅助锁定装置由于采取了机械自锁的柱状齿牙结构, 可以承受较大压力, 使得自锁式气弹簧在失压后, 其承担的压力可以由此辅助锁定装置的柱状齿牙承担, 完全避免了因自锁式气弹簧失压后, 气弹簧的自锁装置随即失灵, 手术床体因失去支撑而发生倾倒事故。气弹簧辅助锁定装置可以作为失压气弹簧的替代装置, 参与手术床的动作。该辅助锁定装置的缺点是动作时操作者需要比较用力, 但这在保证手术床正常使用的情况下, 为维修人员更换自锁式气弹簧争取了时间。

5 气弹簧辅助锁定装置在实际应用中的效果

笔者公司从2009年开始使用气弹簧辅助锁定装置, 现已在500台手术床上使用, 产品销往全国各地。经过两年多的使用, 效果非常理想, 没有一例事故出现, 其中曾有16台手术床出现了自锁式气弹簧失压的现象, 但都由于使用了笔者研制的气弹簧辅助锁定装置, 及时避免了事故的发生, 使得在不影响手术, 不影响手术床正常操作的情况下, 售后人员及时对自锁式气弹簧进行了更换。

弹簧补偿装置篇4

铁路货车车辆闸瓦间隙自动调整器是基础制动装置中的关键部件, 其检修质量将直接危及铁路行车安全。

《铁路货车制动装置检修规则》明确规定在设定压缩次数、极限高情况下极限载荷不得超出范围内, 且第4, 5次不得有永久变形;在设定装配高情况下, 装配载荷不得超出范围内;每次测试后自由高不得超出规定的误差范围内。

目前, 弹簧检测方面普遍采取试验机, 试验机分为两种模式:1) 计算机制式:将机电一体化与计算机控制技术有机地结合起来, 具备记录、存储、打印、查询功能。2) 单片机制式 (本单位采用该制式) , 简单显示力值、压缩高。上述两种方式均无安全防护功能及实时图像监测功能, 存在重大安全隐患———在检测过程中因弹簧自身材质、使用等因素造成弹簧存在一定缺陷, 施加测试力值时, 个别弹簧会出现断裂, 飞溅的碎块极易伤人。为确保检测过程中的人身安全, 实现大修铁路货车车辆闸瓦间隙自动调整器的弹簧故障溯源, 研制了新型铁路货车闸瓦间隙自动调整装置弹簧检测系统 (以下简称检测系统) 。

2 工作原理

检测系统采用成熟的计算机技术、自动控制技术、传感技术、气动技术及图像监测技术, 将测试的每条弹簧的压力———压缩高变化曲线模拟信号转化成数字信号, 通过相应的管理软件记录、存储, 根据需要随时查询、打印。

检测系统由主机、传动、驱动、气动、测量控制、多重保护、视频监控、信息管理软件8部分组成。准备过程:进行系统登录, (初次使用时) 进行试验方案设置、保存;测试过程:点起启动按钮气缸提升安全防护门、芯轴自动保护套, 工作者放入待测弹簧, 启动关闭按钮, 气缸放下芯轴保护套、安全门;点击开始按钮, 系统检测到安全关闭信号后, 调用预设定的试验方案, 依据流程驱动机构进行位移、压力变化的模拟信号采集, 数据采集部分将采集的模拟信号转化成数字信号;信息管理软件将数字信号存储。

在试验过程中, 工作者可以通过图像监测系统在屏幕实时观测、记录弹簧测试状态及变化。

分析过程:工作者根据需要进行相应的试验数据、图像查询、分析、打印等。

3 技术参数

最大试验力:5000N

试验机精度等级:1级;试验力有效测量范围:满量程的1%~100%

试验力最小分辨率:每档满量程的0.05%;试验力示值误差:≤±1%

位移最小分辨率:0.01mm;加载速度:0.05mm/min~500mm/min

试验机有效试验空间:约1000mm;压盘直径:Ф200mm

位移精度:≤± (50+0.15λ) μm注:λ为测定的任意位置压盘间距离 (mm)

室温10℃~35℃、相对湿度不大于80%;

电压:220VAC±10%50Hz

4 技术创新点

4.1 检测数据追溯

被检测弹簧的检测数据及图像的形式被全程存储留档, 今后若装用该弹簧的闸调器发生故障 (事故) , 可以在存档期内随时调阅、分析、定责, 满足了总公司关于铁路货车故障溯源的整体工作要求。

4.2 扩展空间大, 节省时间、资金

该检测系统采用柔性单元设计, 通过输入相应的试验参数, 可以完成所需要的试验;当弹簧技术检测规程发生变化时, (在被检测件规格尺寸不发生变化的基础上) , 可以灵活修订参数即可完成试验方案的修改, 而不需要进行软件及硬件的修改, 节省了大量的时间、资金。

4.3 多重保护功能

具备自动停机功能以及双重安全防护装置:自动停机功能可以在检测系统过载超负荷 (超额定载荷10%过载保护、横梁极限位置保护、过电流、过电压、超速保护等) 运转情况下自动停机, 有效地保护系统;双重安全防护装置采用气动的防护门 (5mm钢板, 中间钻孔进行透光) 及气动芯轴防护套相结合的双重保护设计, 避免测试过程中弹簧断裂时碎块飞溅对人体产生的危害。

4.4 控制方式多样化

1) 设定试验力P, 检测弹簧的变形量F。2) 设定变形量F, 检测弹簧的试验力P。3) 设定试验力P, 检测弹簧的剩余高度H。4) 设定弹簧的剩余高度H, 检测弹簧的试验力P。

4.5 图像实时监视

采用高清图像监视装置对检测过程进行全过程、全方位、实时监测, 工作者通过屏幕可以实现远距离观察测试过程。

4.6 智能控制

1) 实现了试验力和变形的数字调零、自动标定、自动复位, 即便于操作, 又提高了系统的可靠性。2) 测试过程中实现高速逼近, 低速采集, 保证了数据采集的高效性和准确性。3) 具备手动微动进给装置, 在各种负载情况下, 均能实现微动进给, 方便进行标定与位移微调。

5 年度检测能力

5.1 闸调器单个弹簧检测所需时间

ST1-600主弹簧, 耗时720 (秒) ;ST2-250主弹簧600秒;弹簧盒25;弹簧盒25, 压紧弹簧25, 小弹簧300。

5.2 单条闸调器全部弹簧检测所需时间

ST1-600型闸调器弹簧时间为950秒, 约为15.8分钟

ST2-250型闸调器弹簧时间为1070秒, 约为17.8分钟