CN101718612A - 工作状态下的弹性联轴器动静扭转刚度同步测量方法 - Google Patents

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本发明提供的是一种工作状态下的弹性联轴器动静扭转刚度同步测量方法。在由功率接收机和原动机以及连接在功率接收机和原动机之间的弹性联轴器组成的动力装置的两端分别安装一个角标仪，动力装置启动后由数据采集仪采集两个角标仪发出的脉冲信号，分别将两个角标仪的脉冲信号换算成扭转角度，然后将两角标仪的对应时刻的角度相减得到反应弹性联轴器承受的扭矩的转角差值，进而得到弹性联轴器的扭转刚度。本发明的测量方法可以在实际装置上进行，不需要设计专门的实验台架；本发明测量得到的是弹性联轴器实际工作状态的扭转刚度，可以在动力装置运行时在线测量。

Description

工作状态下的弹性联轴器动静扭转刚度同步测量方法
技术领域
本发明涉及的是一种弹性联轴器扭转刚度测量方法，具体地说是一种工作状态下弹性联轴器动静刚度同步测量方法。
背景技术
弹性联轴器的动静态扭转刚度是联轴器的主要性能参数，也是影响动力装置轴系振动的关键参数。由于负载的特性不同，弹性联轴器扭转刚度表现不同，动力装置运行过程中，弹性联轴器的扭转刚度可能发生非线性的变动，从而使动力装置的振动特性发生改变，甚至进而导致破坏的发生。
吴芳基、廖与禾、屈梁生等人发明了一种轴系动平衡实验台(2008年12月17日，授权公开号：CN201166597Y)，这种实验台可以更换不同形式的联轴器，用于模拟挠性转子不平衡振动。陆传荣、姜荣浩、林中柏等人利用液压式静扭转试验台测量了弹性联轴器的静扭转刚度，在动力系统试验台架上利用扭角传感器及发射接收装置测量了弹性联轴器的动态扭转刚度，(《柴油机》，2002年第5期，大转矩弹性联轴器的试验研究)。张磊、何琳、束立红将弹性联轴器一端固定，另一端加载动态扭矩，利用应变仪测量应变，利用编码器测量扭角，通过变换载荷测得弹性联轴器的动态扭转刚度特性，(《海军工程大学学报》，2000年第4期，弹性联轴器动刚度测试系统研究)。龚宪生、唐一科、张会福、杨雪华等采用激振器激励杠杆来产生动扭矩，将动扭矩施加在联轴器上进而测量其动态性能，(《煤炭学报》，2001年第4期，一种全新矿用高弹性联轴器动态性能的研究)。这些方法一方面反映了联轴器动态扭转刚度测量的重要性，另一方面也反映了这种测量需要在特制的实验条件下进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够测量弹性联轴器实际工作状态的扭转刚度，可以在动力装置运行时在线测量的工作状态下弹性联轴器动静扭转刚度同步测量方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的工作状态下弹性联轴器动静扭转刚度同步测量方法为：在由功率接收机和原动机以及连接在功率接收机和原动机之间的弹性联轴器组成的动力装置的两端分别安装一个角标仪，动力装置启动后由数据采集仪采集两个角标仪发出的脉冲信号，分别将两个角标仪的脉冲信号换算成扭转角度，然后将两角标仪的对应时刻的角度相减得到反应弹性联轴器承受的扭矩的转角差值，进而得到弹性联轴器的扭转刚度。
本发明通过由两个角标仪、功率接收机、原动机、数据采集仪和数据处理组成的结构来实现。将两个角标仪分别安装在动力装置的两端，启动动力装置，角标仪发出脉冲；利用数据采集器记录脉冲信号；根据记录的脉冲信号换算成扭转角度；然后进行弹性联轴器承受的扭矩测量进而得到弹性联轴器的扭转刚度。
与现有技术相比，本发明的突出优点在于：
首先，测量可以在实际装置上进行，不需要设计专门的实验台架；
其次，本发明测量得到的是弹性联轴器实际工作状态的扭转刚度，可以在动力装置运行时在线测量。
附图说明
图1是本发明的结构原理图；图2是试验台架原理图；图3是扭矩-扭角特性图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1，本发明的方法通过由两个角标仪、功率接收机、原动机、数据采集仪和数据处理组成的结构来实现。将两个角标仪分别安装在动力装置的两端，启动动力装置，两个角标仪同时发出脉冲信号；利用数据采集仪记录脉冲信号，记录下两个角标仪的脉冲信号以及相应脉冲激发时间分别保存在二维数组1和二维数组2中，此二维数组第一列为脉冲序号即这是第几个脉冲，第二列为对应脉冲被激发的时刻。根据角标仪特性：每两个脉冲之间，角标仪转过一个确定的角度θ。首先对角标仪1的信号数组进行处理，得到新的二维数组3，数组3第一列为对应脉冲的时间，数组3第二列为脉冲序号*单位脉冲转过角度θ的值；对角标仪2的信号数组进行处理，得到一个新的二维数组4，数组4第一列为对应脉冲的时间，数组4第二列为脉冲序号*单位脉冲转过角度θ的值；然后对数组1进行进一步处理，
Figure G2009100733745D00031
得到一个新的二维数组5，数组5以时间为第一列，以转速为第二列；功率为已知，
Figure G2009100733745D00032
Figure G2009100733745D00033
进而
Figure G2009100733745D00034
Figure G2009100733745D00035
下面结合图2具体说明将本发明应用在柴油发电机组进行测试。
弹性联轴器的损坏和作用在联轴器上的扭矩有直接关系。所以测量出运行过程中联轴器两端所承受的扭矩就至关重要。由于该机组结构十分紧凑，无法直接安装扭矩传感器。柴油机曲轴以及发电机轴的扭转刚度相对弹性联轴器的刚度大很多，可以用发电机组前后两端(也就是柴油机前端和发电机尾端)的相对扭角代表弹性联轴器两端的相对扭角。这样就可以监测弹性联轴器的扭转刚度或扭矩。将两个角标仪分别安装在柴油机和发电机的自由端，启动整套装置，两个角标仪同时发出脉冲；利用记录仪记录脉冲信号，记录下两个角标仪的脉冲信号以及相应脉冲激发时间分别保存在二维数组1和二维数组2中，此二维数组第一列为脉冲序号即这是第几个脉冲，第二列为对应脉冲被激发的时刻。根据角标仪特性：每两个脉冲之间，角标仪转过一个确定的角度θ。首先对角标仪1的信号数组进行处理，得到新的二维数组3，数组3第一列为对应脉冲的时间，数组3第二列为脉冲序号*单位脉冲转过角度θ的值；对角标仪2的信号数组进行处理，得到一个新的二维数组4，数组4第一列为对应脉冲的时间，数组4第二列为脉冲序号*单位脉冲转过角度θ的值；然后对数组1进行进一步处理，
Figure G2009100733745D00036
Figure G2009100733745D00037
得到一个新的二维数组5，数组5以时间为第一列，以转速为第二列；功率为已知，
Figure G2009100733745D00039
进而
Figure G2009100733745D000310
通过测试分析得到的扭转刚度，即扭矩-扭角特性图如图3所示。

Claims (3)

1.一种工作状态下的弹性联轴器动静扭转刚度同步测量方法，其特征是：在由功率接收机和原动机以及连接在功率接收机和原动机之间的弹性联轴器组成的动力装置的两端分别安装一个角标仪，动力装置启动后由数据采集仪采集两个角标仪发出的脉冲信号，分别将两个角标仪的脉冲信号换算成扭转角度，然后将两角标仪的对应时刻的角度相减得到反应弹性联轴器承受的扭矩的转角差值，进而得到弹性联轴器的扭转刚度。
2.根据权利要求1所述的工作状态下的弹性联轴器动静扭转刚度同步测量方法，其特征是：在将与功率接收机相连的角标仪的脉冲信号换算成扭转角度的同时，根据角标仪发出的脉冲信号计算功率接收机的转速。
3.根据权利要求1或2所述的工作状态下的弹性联轴器动静扭转刚度同步测量方法，其特征是：所述原动机是柴油机、所述功率接收机是发电机，所述角标仪分别安装在柴油机前端和发电机尾端。
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