[发明专利]一种高精度金属零长弹簧反向旋转装置

说明书

一种高精度金属零长弹簧反向旋转装置，所述高精度金属零长弹簧反向旋转装置包括待反向金属零长弹簧、反向旋转阶梯轴、导向轮、锁紧装置、平衡连接连杆、高强耐磨滚珠轴承、压缩弹簧支撑筒、压力传感器与压力显示器；所述反向旋转阶梯轴包括细轴与粗轴，细轴的右端通过轴承与粗轴的左端转动连接，细端的左侧活动连接于转动盘上；所述待反向金属零长弹簧的内圈环绕设置于细轴与粗轴连接处的外圈上。本设计采用了新颖的复合阶梯芯轴的设计方法，解决了悬臂弹簧压紧导致芯轴轴向弯曲、弹簧反向精度较低，以及弹簧轴向反向导向不精确的问题，提高了金属零长弹簧反向旋转的精度、预应力的精确施加、弹簧螺旋精度高、反向过程自动高效。

技术领域

本发明涉及一种零长弹簧反向旋转技术的改进，属于地球物理实验与仪器领域，尤其涉及一种高精度金属零长弹簧反向旋转装置。

背景技术

高精度金属零长弹簧是重力仪及精密隔振系统的核心器件与关键技术。主要特点是抗横向扰动能力强、相对尺寸小、灵敏度高，对精密仪器小型化至关重要。高精度金属零长弹簧的分辨力为1（微米），为满足全球测量，弹簧变形量达600 （微米）。因此，弹簧测量范围与分辨力之比是：，弹簧需在这样大的测量范围内保持严格的线性关系，极其准确地实现力与变形的线性关系。

研制这种高精度金属零长弹簧，则需要独特的工艺加以保证，而反向旋转装置则是复杂制造工艺中极为重要的一环，是金属零长弹簧获得高预应力的重要保证，可解决高精度金属零长弹簧受力不均、尺寸不精确、精度不高、生产效率低等技术问题；如果对所绕制的弹簧材料本身没有什么严格要求，在绕制之后不需要进行热处理。则在绕制时，弹簧丝材一边放料一边绕其本身轴线旋转就可以获得具有内应力的螺旋弹簧。

但是由于对弹簧丝材性能要求很严格，丝材都属于精密恒弹性合金。为了获得所要求的无磁或弱磁、高弹性、恒模量等指标，都要求在冷加工后进行热处理，以发挥其最优的合金性能。这样即使在绕制时使之获得了内应力。但在经一定温度的热处理后，其内应力都要被释放大部分以至全部。另外从工艺衔接角度出发，要严格控制弹簧的外径。这样弹簧经很高温度处理，也不可能允许预先获得内应力。

综上所述，要给弹簧施加内应力，只能在热处理和定型处理完之后进行。因此，金属弹簧的反向旋转是必不可少的一道关键工艺，反向旋转后，弹簧就成为具有高内应力的金属零长弹簧。

金属弹簧反向旋转，实质上就是把左（右）旋弹簧变成右（左）弹簧的一种特殊工艺，在这个过程中弹簧每一圈都被旋转了一个角度，依靠丝材的弹性变形获得了高的内应力；经过多次实践，可以知道特定参数的金属弹簧所需内应力的反向旋转压力多少，做到一次反向旋转就可以获得设计所需求的数据。

传统反向旋转基本采用悬臂弹簧压紧的方法，缺点：一是与弹簧丝材间还存在滑动摩擦，容易损伤表面，二是不能直接读反向旋转应力的大小，使用极其不方便，三是无轴向导向装置，弹簧精度难以保证。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在弹簧精度难以保证的问题，提供了弹簧精度可以保证的一种高精度金属零长弹簧反向旋转装置。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种高精度金属零长弹簧反向旋转装置，所述高精度金属零长弹簧反向旋转装置包括待反向金属零长弹簧、反向旋转阶梯轴、导向轮、锁紧装置、平衡连接连杆、高强耐磨滚珠轴承、压缩弹簧支撑筒、压力传感器与压力显示器；

所述反向旋转阶梯轴包括细轴与粗轴，细轴的右端通过轴承与粗轴的左端转动连接，细端的左侧活动连接于转动盘上，粗端的右端固定连接在固定座上；

所述待反向金属零长弹簧的内圈环绕设置于细轴与粗轴连接处的外圈上；

所述粗轴的底部设置有轴向运动滑块，细轴的底部设置有导向轮；