CN101900631B - 全自动弹性传扭元部件扭转冲击试验台及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动弹性传扭元部件扭转冲击试验台及其测试方法，该试验台包括主动机构、从动机构、基座及控制装置。主动机构包括动力驱动装置、离合器、传动轴、摆锤、角度传感器、传动组件以及用于连接被测弹性传扭元部件一端的输入盘。动力驱动装置可带动第一半离合器转动；第二半离合器与传动轴的一端连接，传动轴另一端与摆锤相连；传动组件将传动轴的转矩传递给输入盘；从动机构包括用于连接被测弹性传扭元部件另一端的输出盘组件；输出盘组件上设有一对连杆，每一连杆与一压力传感器相连。控制装置的输入端与角度传感器和压力传感器相连，输出端与动力驱动装置连接。该试验台可对弹性传扭元部件进行规定次数的扭转冲击负载试验，提高了测试效率。

Description

全自动弹性传扭元部件扭转冲击试验台及其测试方法

技术领域

本发明涉及用于测试弹性传扭元部件的冲击性能的试验装置及其测试方法。

背景技术

弹性传扭元部件是重要的工业基础元部件，在船舶、矿山、冶金、铁路、化工等领域得到广泛的应用。弹性传扭元部件在工作状态下常常承受很大的冲击转矩，导致元部件的破坏。由于试验手段缺乏，目前我国对弹性传扭元部件的冲击特性了解甚少，因此亟需一种测试其耐冲击性能的试验装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于测试弹性传扭元部件的冲击转矩的试验台及其测试方法。

本发明所采用的技术方案是：一种全自动弹性传扭元部件扭转冲击试验台，包括主动机构、从动机构、基座以及控制装置；其中：主动机构包括动力驱动装置、离合器、传动轴、摆锤、用于测试传动轴的转动角度的角度传感器、传动组件以及用于连接被测的弹性传扭元部件的一端的输入盘；离合器包括第一半离合器和第二半离合器；动力驱动装置可带动第一半离合器转动；第二半离合器与传动轴的一端连接，该传动轴的另一端与摆锤相连；传动组件将传动轴的转矩传递给输入盘；从动机构包括用于连接被测的弹性传扭元部件的另一端的输出盘组件；输出盘组件上设有一对连杆，每一连杆的一端与输出盘组件相连，另一端与一压力传感器相连；基座，用于支承主动机构和从动机构；控制装置，该控制装置的输入端与角度传感器和压力传感器的输出端相连，输出端与动力驱动装置的输入端连接。

上述的全自动弹性传扭元部件扭转冲击试验台，其中，该试验台包括一推举法兰；动力驱动装置的输出端与该推举法兰连接，用于带动该推举法兰转动；该推举法兰与第一半离合器连接。

上述的全自动弹性传扭元部件扭转冲击试验台，其中，传动组件包括联接法兰和联接轴；联接法兰的一端穿过推举法兰，与传动轴连接，联接法兰的另一端与联接轴的一端连接；在联接轴的另一端套设有轴套，该轴套与输入盘连接。

上述的全自动弹性传扭元部件扭转冲击试验台，其中，输出盘组件包括输出盘和扭力法兰；扭力法兰的一端与输出盘连接，一对连杆设置在该扭力法兰上，每一连杆的一端与该扭力法兰连接。

本发明还公开了一种上述的试验台测试弹性传扭元部件的冲击扭矩的方法，包括以下步骤：

使离合器处于接合状态；

利用动力驱动装置带动第一半离合器转动，待摆锤旋转到水平位置时，动力驱动装置停止工作；

将被测的弹性传扭元部件的一端与试验台的输入盘相连，另一端与试验台的输出盘组件相连；

利用动力驱动装置带动第一半离合器转动，待摆锤旋转至与水平面成一预定的角度时，使离合器处于分离状态；

控制器根据两个压力传感器所采集到的压力值以及两个连杆的力臂值计算被测的弹性传扭元部件所承受的冲击扭矩。

本发明的试验台能够对弹性传扭元部件进行规定次数的扭转冲击负载试验，且自动化程度高，提高了测试效率。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步描述。

本发明的试验台包括主动机构、从动机构、基座以及控制装置。

如图1所示，主动机构包括动力驱动装置11、推举法兰12、离合器、传动轴14、摆锤、用于测试传动轴14的转动角度的角度传感器16、传动组件以及用于连接被测的弹性传扭元部件6的一端的输入盘18。其中，离合器进一步包括第一半离合器131和第二半离合器132，摆锤进一步包括摆杆151和设于该摆杆151下端的砝码152。动力驱动装置11例如可以是一电动缸，该电动缸的活塞与推举法兰12连接，从而可以带动推举法兰12转动。推举法兰12与第一半离合器131连接。第二半离合器132与传动轴14的一端键连接，传动轴14的另一端与摆杆15的上端相连。传动组件用于将传动轴14的转矩传递给输入盘18，该传动组件包括联接法兰191和联接轴192。联接法兰191的一端穿过推举法兰12，与传动轴14键连接；联接法兰191的另一端与联接轴192的一端连接。在联接轴192的另一端套设有轴套193，联接轴192与轴套193采用花键连接的形式相互连接。轴套193与输入盘18连接。

从动机构包括用于连接被测的弹性传扭元部件6的另一端的输出盘21、扭力法兰22和尾轴23。扭力法兰22的一端与输出盘21连接，另一端与尾轴23相连。在扭力法兰22上设有一对连杆24，该一对连杆24分别位于扭力法兰的圆心两侧，并位于同一直径上，每一连杆24的一端与扭力法兰22相连，另一端与一压力传感器25相连。

基座包括用于支承主动构件的固定支座31和用于支承从动构件并可以带动该从动构件移动的移动支座32。固定支座31包括底座311、第一轴承座312、第二轴承座313和角度传感器支架314。第一轴承座312、第二轴承座313、动力驱动装置11和角度传感器支架314均设置在底座311上。传动轴14上套设有第一轴承，联接轴192上套设有第二轴承，该第一轴承和第二轴承分别支承在第一轴承座312和第二轴承座313上。移动支座32包括导轨321、底座322、第三轴承座323和第四轴承座324。第三轴承座323和第四轴承座324均固定在该底座322上，底座322可沿着导轨321移动。尾轴23上套设有第三轴承和第四轴承，第三轴承和第四轴承分别支承在第三轴承座323和第四轴承座324上。为了便于制造和装配，底座311可以由支承第一轴承座312和角度传感器支架314的第一部分、支承动力驱动装置11的第二部分以及支承第二轴承座313的第三部分构成，该第一部分、第二部分和第三部分分别制造，然后装配在一起。

控制装置的输入端与上述的角度传感器16和压力传感器25的输出端相连，输出端与动力驱动装置11的输入端连接。控制装置可根据角度传感器16的输入信号对动力驱动装置11进行控制。该控制装置例如可以是一台工业计算机。

在图1所示的实施方式中，输入盘18与轴套193之间、联接轴192与联接法兰191之间、动力驱动装置11与推举法兰12之间、推举法兰12与第一半离合器131之间、传动轴14与摆杆151之间、尾轴23与扭力法兰22之间、扭力法兰22与两个连杆24之间、扭力法兰22与输出盘21之间、第一轴承座312与底座311之间、第二轴承座313与底座311之间、动力驱动装置11与底座311之间、角度传感器16与角度传感器支架314之间、第三轴承座323与底座322之间、第四轴承座324与底座322之间、压力传感器25与底座322之间、底座322与移动导轨321之间均采用螺栓连接。传动轴14与角度传感器16之间、连杆24与压力传感器25之间均采用螺纹连接。

利用本发明的试验台测试弹性传扭元部件的冲击扭矩的方法包括以下步骤：

第一半离合器131和第二半离合器132通电吸合，使离合器处于接合状态；

使动力驱动装置11的活塞伸长，带动推举法兰12以及第一半离合器131转动，通过推举法兰12、离合器、传动轴14的转矩传递，使摆锤举起；待摆杆151旋转到水平位置时，动力驱动装置11停止工作；此时，角度传感器16采集到的角度初始值置零；

将被测的弹性传扭元部件6的一端与试验台的输入盘18相连，另一端与试验台的输出盘21相连；

再次利用动力驱动装置11带动推举法兰12以及第一半离合器131转动，待动力驱动装置11驱动摆杆151旋转至与水平面成一预定的角度θ时，使离合器处于分离状态；在动力驱动装置11驱动摆杆151旋转至与水平面成一预定的角度θ的过程中，通过推举法兰12→离合器→传动轴14→联接法兰191→联接轴192→轴套193→输入盘18→被测的弹性传扭元部件6的传扭顺序下，被测的弹性传扭元部件6产生了扭转变形，其扭转角为θ；而在离合器断电脱开的瞬间，在被测的弹性传扭元部件6上就产生了由弹性力和摆锤重力叠加引起的冲击转矩；

控制器根据两个压力传感器25所采集到的压力值以及两个连杆24的力臂值计算被测的弹性传扭元部件6所承受的冲击扭矩，其可以由两个压力传感器25所采集到的压力值乘以力臂值转换成转矩值后叠加得到。

本发明的试验台还可以对试验件进行多次冲击试验，其可以根据预设在控制器中的程序自动实现，步骤如下：

A.动力驱动装置11的活塞伸长，带动摆锤旋转至与水平面成一预定的角度θ；

B.离合器断电，被测的弹性传扭元部件受冲击转矩；

C.被测的弹性传扭元部件冲击稳定后，动力驱动装置的活塞收缩到零位(零位可在动力驱动装置工作行程内任意位置进行设置，其具体位置由单次冲击试验情况决定)；

D.离合器吸合；

E.重复步骤A、B、C、D，达到规定的试验次数后停止试验。

上述被测的弹性传扭元部件6可以是弹性联轴器或其它联轴部件。

Claims (10)

1.一种全自动弹性传扭元部件扭转冲击试验台，其特征在于，包括主动机构、从动机构、基座以及控制装置；其中：

所述主动机构包括动力驱动装置、离合器、传动轴、摆锤、用于测试所述传动轴的转动角度的角度传感器、传动组件以及用于连接被测的弹性传扭元部件的一端的输入盘；所述离合器包括第一半离合器和第二半离合器；所述动力驱动装置可带动所述第一半离合器转动；所述第二半离合器与所述传动轴的一端连接，该传动轴的另一端与所述摆锤相连；所述传动组件将所述传动轴的转矩传递给所述输入盘；

所述从动机构包括用于连接被测的弹性传扭元部件的另一端的输出盘组件；所述输出盘组件上设有一对连杆，每一连杆的一端与输出盘组件相连，另一端与一压力传感器相连；所述输出盘组件包括输出盘和扭力法兰；所述扭力法兰的一端与所述输出盘连接，所述一对连杆设置在该扭力法兰上，每一连杆的一端与该扭力法兰连接；

基座，用于支承所述主动机构和所述从动机构；

控制装置，该控制装置的输入端与所述角度传感器和所述压力传感器的输出端相连，输出端与所述动力驱动装置的输入端连接。

2.如权利要求1所述的试验台，其特征在于，该试验台包括一推举法兰；所述动力驱动装置的输出端与该推举法兰连接，用于带动该推举法兰转动；该推举法兰与所述第一半离合器连接。

3.如权利要求2所述的试验台，其特征在于，所述传动组件包括联接法兰和联接轴；所述联接法兰的一端穿过所述推举法兰，与所述传动轴连接，所述联接法兰的另一端与所述联接轴的一端连接；在联接轴的另一端套设有轴套，该轴套与所述输入盘连接。

4.如权利要求1所述的试验台，其特征在于，所述摆锤包括摆杆和设于该摆杆下端的砝码，该传动轴的另一端与所述摆杆的上端相连。

5.如权利要求3所述的试验台，其特征在于，所述从动机构还包括一尾轴，该尾轴与所述扭力法兰的另一端连接。

6.如权利要求5所述的试验台，其特征在于，所述基座包括用于支承所述主动机构的固定支座和用于支承所述从动机构并可以带动该从动机构移动的移动支座。

7.如权利要求6所述的试验台，其特征在于，所述固定支座包括第一底座、第一轴承座、第二轴承座和角度传感器支架，所述第一轴承座、所述第二轴承座、所述动力驱动装置和所述角度传感器支架均设置在该第一底座上；所述传动轴上套设有第一轴承，所述联接轴上套设有第二轴承，所述第一轴承和第二轴承分别支承在第一轴承座和第二轴承座上；

所述移动支座包括导轨、第二底座、第三轴承座和第四轴承座，所述第三轴承座和所述第四轴承座均固定在该第二底座上，第二底座可沿着所述导轨移动；尾轴上套设有第三轴承和第四轴承，所述第三轴承和第四轴承分别支承在第三轴承座和第四轴承座上。

8.如权利要求1所述的试验台，其特征在于，所述动力驱动装置为一电动缸。

9.如权利要求1所述的试验台，其特征在于，所述从动机构还包括一尾轴，该尾轴与所述扭力法兰的另一端连接。

10.一种利用权利要求1至7任一项所述的试验台测试弹性传扭元部件的冲击扭矩的方法，其特征在于，包括以下步骤：

使离合器处于接合状态；

利用动力驱动装置带动第一半离合器转动，待摆锤旋转到水平位置时，动力驱动装置停止工作；

将被测的弹性传扭元部件的一端与试验台的输入盘相连，另一端与试验台的输出盘组件相连；

利用动力驱动装置带动第一半离合器转动，待摆锤旋转至与水平面成一预定的角度时，使离合器处于分离状态；

控制器根据两个压力传感器所采集到的压力值以及两个连杆的力臂值计算被测的弹性传扭元部件所承受的冲击扭矩。

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