CN102288403B - 张紧轮扭矩测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种张紧轮扭矩测试装置，属于机械技术领域。它解决了现有张紧轮扭矩不能测试等问题。本张紧轮扭矩测试装置包括测试台，测试台上设有用于将张紧轮中扭簧支撑套定位的定位件，且测试台固连有能驱动定位件转动的驱动结构，测试台上还设有位于定位件上方能垂直升降的传感器力臂，当传感器力臂下降后该传感器力臂用于抵挡张紧轮的固定架，传感器力臂连接有扭矩传感器，驱动结构和扭矩传感器均联接于电器控制箱。本发明能测试张紧轮扭矩，且测试精度高。

Description

张紧轮扭矩测试装置

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种张紧轮测试装置，特别涉及一种张紧轮扭矩测试装置。

背景技术

张紧轮是用于对传动带的张紧程度进行控制的一种部件，它是装配在动力机的机体上，其轮面抵靠在传动带的外表面上。张紧轮的结构包括固定架、扭簧和扭簧支撑套，扭簧支撑套套设与固定架中，扭簧位于扭簧支撑套和固定架之间，扭簧提供弹力使得扭簧支撑套在旋转后能复位，扭簧支撑套中心位置设有连接孔，张紧轮装配在机体上后，该连接孔套接在机体上所设的限位柱内，固定架的外端部设有固定孔，安装后以固定孔为中心转动扭簧支撑套以此调节张紧力的大小。

张紧轮各部件之间的相对装配位置是有严格要求的，否则会影响张紧轮的使用寿命和调节精度，因此人们设计了各种各样测试张紧轮的装置，有些还申请了专利，例如中国专利文献资料公开了一种张紧轮检测装置[申请号：200820303364.7；授权公告号：CN201331427Y]，其包括测试台，在测试台上设有用于和张紧轮上的腰形孔相配合的凸模，在测试台上设有用于和张紧轮上的固定孔相配合的立柱，立柱与凸模之间的相对位置和张紧轮上的固定孔与腰形孔之间的相对位置相对应，测试台上设有若干个圆柱形的量规，各个量规的外径相异，测试台上还设有支架，支架上设有指示表。

上述的张紧轮检测装置通过量规检测张紧轮的尺寸是否符合尺寸要求，指示表用于检测偏心轮总高、检测固定架的各项高度、检测偏心轮的连接孔深度尺寸等各项参数。但是这种张紧轮检测装置都只是检测张紧轮实际尺寸的参数，无法对张紧轮的扭矩进行测试，无法确定张紧轮在实际使用中的工作状态，因此目前张紧轮扭矩测试都是靠常规的扭矩测试仪来进行测试，常规的扭矩测试仪装夹时间长、测试速度慢、操作较为繁琐，且不能模拟张紧轮在发动机处的安装状态，还需要对张紧轮进行回复检测，不仅测试成本高，而且测试精度也较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种测试精度高、测试时间短的张紧轮扭矩测试装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种张紧轮扭矩测试装置，包括测试台，其特征在于，所述的测试台上设有用于将张紧轮中扭簧支撑套定位的定位件，且测试台固连有能驱动定位件转动的驱动结构，所述的测试台上还设有位于所述的定位件上方能垂直升降的传感器力臂，当传感器力臂下降后该传感器力臂用于抵挡张紧轮的固定架，所述的传感器力臂连接有扭矩传感器，所述的驱动结构和扭矩传感器均联接于电器控制箱。

本张紧轮扭矩测试装置工作时，将张紧轮放置在定位件上，定位件将张紧轮中的扭簧支撑套定位，之后传感器力臂下降，驱动结构带动定位件转动，张紧轮随定位件一起转动，当张紧轮的固定架转动至抵靠于传感器力臂时，定位件带动张紧轮的扭簧支撑套继续转动，此时传感器力臂受力、扭矩传感器开始采集角度值，到达设定的一些角度后，扭矩传感器采集输入扭矩数据，数据采集过程中驱动结构是持续运转的，当其达到设定的最大角度后，驱动结构带动定位件、扭簧支撑套反转，同理当到达设定的一些角度后，扭矩传感器采集输出扭矩数值，数据采集完成后，驱动结构继续运转，直至定位件复位。电器控制箱记录并计算扭矩传感器采集到的角度值、输入扭矩数值和输出扭矩数值，最后能从电器控制箱处得到各个阶段张紧轮的扭矩力值驱动曲线，方便测试员的分析。

在上述的张紧轮扭矩测试装置中，所述的驱动结构包括电机、减速器，所述的电机的电机轴与减速器的输入端相固连，所述的减速器的输出端与定位件相固连。

在上述的张紧轮扭矩测试装置中，所述的电机为步进电机，所述的减速器为行星齿轮减速器。步进电机的转速易于控制，行星齿轮减速器的结构为现有技术，在此不做赘述，行星齿轮减速器的工作稳定性好，使用寿命长。

在上述的张紧轮扭矩测试装置中，所述的定位件包括转盘，转盘中心处固连有定位杆一，转盘靠近边沿处固连有定位杆二。张紧轮中扭簧支撑套中心处具有连接孔，定位杆一穿入连接孔内，定位杆二穿设于扭簧支撑套上，这样便实现了对扭簧支撑套的定位，转盘的转动能带动扭簧支撑套的转动。

在上述的张紧轮扭矩测试装置中，所述的测试台上固连有定位座，所述的定位座与转盘之间设有定位套，所述的定位套与转盘固连且定位套与定位座之间设有若干个轴承，所述的减速器的输出端位于定位套内并与定位套固连。定位座和定位套自身的精度较高，通过设置定位座和定位套能提高测试的精度，而且轴承的设置弱化了摩擦力的影响，使得测试精度更高。

在上述的张紧轮扭矩测试装置中，所述的测试台上固连有位于定位件上方的液压缸，所述的液压缸的活塞杆垂直向下且与传感器力臂相固连。

在上述的张紧轮扭矩测试装置中，所述的液压缸的活塞杆端部固连有具有一根压杆的压杆组件，当活塞杆伸出带动传感器力臂下降时所述的压杆用于穿入张紧轮中扭簧支撑套的连接孔，所述的压杆固连有压力传感器。

压杆能对张紧轮中扭簧支撑套的连接孔的上部进行定位，这样使得张紧轮中扭簧支撑套的定位精准，压杆固连有压力传感器跟电器控制箱相联接，压力传感器检测压杆受到的压力值再通过电器控制箱换算出扭簧支撑套处的拧紧扭矩，控制液压缸的压力值，这样压杆穿设在扭簧支撑套的连接孔中就能模拟张紧轮通过螺钉安装在发动机上时的安装状态，实现了张紧轮在安装状态下的扭矩测试，使得测试精度高。

在上述的张紧轮扭矩测试装置中，所述的压杆组件包括压杆座、压杆套，所述的压杆座与活塞杆的端部固连，所述的压杆套套于压杆座内且压杆套的底部中心处固连有压杆，所述的压杆套和压杆座之间还固定有若干个轴承。压杆座和压杆套自身的精度较高，通过设置压杆座和压杆套能提高测试的精度，而且轴承的设置弱化了摩擦力的影响，使得测试精度更高。

在上述的张紧轮扭矩测试装置中，所述的传感器力臂包括横杆、竖杆，所述的横杆水平布置与活塞杆相固定且横杆上具有一列螺纹孔，所述的竖杆与横杆的其中一螺纹孔连接且竖杆与横杆的夹角为90度。针对不同款式的张紧轮，测试用的力臂距离不同，本装置通过竖杆与横杆上不同的螺纹孔连接能改变测试用的力臂距离，这样无需重新制造传感器力臂，节约了成本，且使得传感器力臂的适用范围广。

在上述的张紧轮扭矩测试装置中，所述的电器控制箱包括箱体、PLC控制器、A/D转换模块和显示屏，所述的PLC控制器、A/D转换模块显示屏均安装于箱体中。PLC控制器、A/D转换模块和显示屏在市场上能够购买，通过调试便能使用，具体结构在此不做详述，张紧轮的扭矩值和角度能被PLC控制器、A/D转换模块记录并计算出平均扭矩值，通过显示屏能直观地观察张紧轮在扭矩测试中的扭矩力值曲线图形，方便测试员的记录和观测。

与现有技术相比，本发明提供的一种张紧轮扭矩测试装置具有以下优点：

1、本张紧轮扭矩测试装置实现对张紧轮的扭矩进行测试，能真正检测到张紧轮本质的质量问题，保证了张紧轮出厂的合格率。

2、本张紧轮扭矩测试装置的自动化程度高，有效减少测试员的劳动强度，而且测试精度高和测试时间短。

3、本张紧轮扭矩测试装置中显示屏的设置，使得测试员能直观地观察张紧轮在扭矩测试中的扭矩力值曲线图形，记录和观测方便。

4、本张紧轮扭矩测试装置能模拟张紧轮的安装状态，张紧轮扭矩情况与张紧轮在实际使用中相同，因此本装置张紧轮扭矩的测试精度很高。

附图说明

图1是本张紧轮扭矩测试装置的结构主视示意图。

图2是本张紧轮扭矩测试装置中定位件的结构示意图。

图3是本张紧轮扭矩测试装置中传感器力臂的结构示意图。

图中，1、测试台；2、定位件；2a、转盘；2b、定位杆一；2c、定位杆二；3、传感器力臂；3a、横杆；3a1、螺纹孔；3b、竖杆；4、扭矩传感器；5、电器控制箱；6、电机；7、减速器；8、定位座；9、定位套；10、轴承；11、液压缸；12、压杆；13、压杆座；14、压杆套；15、箱体；16、PLC控制器；17、A/D转换模块；18、显示屏；19、压力传感器。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本张紧轮扭矩测试装置包括测试台1，测试台1上设有用于将张紧轮的扭簧支撑套定位的定位件2，如图2所示，定位件2包括转盘2a，转盘2a中心处固连有定位杆一2b，转盘2a靠近边沿处固连有定位杆二2c，为了提高测试的精度，测试台1上通过螺栓固连有定位座8，定位座8与转盘2a之间设有定位套9，定位套9与转盘2a通过螺栓固连且定位套9与定位座8之间设有若干个轴承10，本实施例中定位套9与定位座8设有两个深沟球轴承，一个深沟球轴承的外圈与定位套9的翻边抵靠，这样能减少定位套9在转动时翻边的摩擦力，另一个深沟球轴承的外圈与定位套9的套壁抵靠，这样能减少定位套9在转动时套壁与定位座8之间的摩擦力。

测试台1固连有能驱动定位件2转动的驱动结构，驱动结构包括电机6、减速器7，电机6的电机轴与减速器7的输入端相固连，减速器7的输出端位于定位套9内并与定位套9固连，本实施例中电机6为步进电机，减速器7为行星齿轮减速器。测试台1上固连有位于定位件2上方的液压缸11，液压缸11的活塞杆垂直向下且固连有传感器力臂3，传感器力臂3连接有扭矩传感器4，驱动结构和扭矩传感器4均联接于电器控制箱5。如图3所示，本实施例中传感器力臂3包括横杆3a、竖杆3b，横杆3a水平布置与活塞杆相固定且横杆3a上具有一列螺纹孔3a1，竖杆3b与横杆3a的其中一螺纹孔3a1连接且竖杆3b与横杆3a的夹角为90度。针对不同款式的张紧轮，测试用的力臂距离不同，本装置通过竖杆3b与横杆3a上不同的螺纹孔3a1连接能改变测试用的力臂距离，这样无需重新制造传感器力臂3，节约了成本，且使得传感器力臂3的适用范围广。

为了提高测试精度，液压缸11的活塞杆端部固连有具有一根压杆12的压杆组件，当活塞杆伸出带动传感器力臂3下降时压杆12用于穿入张紧轮中扭簧支撑套的连接孔，实际制造中，为了保证压杆12不会顶压扭簧支撑套，压杆12固连有压力传感器19。压杆组件包括压杆座13、压杆套14，压杆座13与活塞杆的端部固连，压杆套14套于压杆座13内且压杆套14的底部中心处固连有压杆12，压杆套14和压杆座13之间还固定有若干个轴承10，本实施例中压杆套14和压杆座13之间设有两个深沟球轴承，一个深沟球轴承的外圈与压杆套14的翻边抵靠，这样能减少压杆套14在转动时翻边的摩擦力，另一个深沟球轴承的外圈与压杆套14的套壁抵靠，这样能减少压杆套14在转动时套壁与压杆座13之间的摩擦力。

如图1所示，电器控制箱5包括箱体15、PLC控制器16、A/D转换模块17和显示屏18，所述的PLC控制器16、A/D转换模块17显示屏18均安装于箱体15中。PLC控制器16、A/D转换模块17和显示屏18在市场上能够购买，通过调试便能使用，具体结构在此不做详述，张紧轮的扭矩值和角度能被PLC控制器16、A/D转换模块17记录并计算出平均扭矩值，通过显示屏18能直观地观察张紧轮在扭矩测试中的扭矩力值曲线图形，方便测试员的记录和观测。

本张紧轮扭矩测试装置工作时，将张紧轮放置在转盘2a上，张紧轮中扭簧支撑套中心处具有连接孔，定位杆一2b穿入连接孔内，定位杆二2c穿设于扭簧支撑套上，这样便实现了对扭簧支撑套的定位。之后液压缸11的活塞杆伸出带动传感器力臂3下降，压杆12穿入张紧轮中扭簧支撑套的连接孔上部进行定位，压杆12固连有压力传感器19跟电器控制箱5相联接，压力传感器19检测压杆12受到的压力值再通过电器控制箱5中的PLC控制器16换算出扭簧支撑套处的拧紧扭矩，再控制液压缸11的压力值，这样压杆12穿设在扭簧支撑套的连接孔中就能模拟张紧轮通过螺钉安装在发动机上时的安装状态，实现了张紧轮在安装状态下的扭矩测试。之后电机6带动减速器7的输出端转动，减速器7的输出端带动定位套9和转盘2a一起转动，张紧轮随定位件2一起转动，当张紧轮的固定架转动至抵靠于传感器力臂3时，转盘2a会带动张紧轮的扭簧支撑套继续转动，此时传感器力臂3受力、扭矩传感器4开始采集角度值，到达设定的一些角度后，扭矩传感器4采集输入扭矩数据，数据采集过程中驱动结构是持续运转的，当其带动扭簧支撑套达到设定的最大角度后，驱动结构带动定位件2、扭簧支撑套反转，同理当到达设定的一些角度后，扭矩传感器4采集输出扭矩数值，数据采集过程驱动结构是持续运转的，最后驱动结构转动直至定位件2复位。张紧轮的扭矩值和角度能被PLC控制器16、A/D转换模块17记录并计算出平均扭矩值，通过显示屏18能直观地观察张紧轮在扭矩测试中的扭矩力值曲线图形，方便测试员的记录和观测。当然在实际制造中，电器控制箱5内还装设有警报器，通过PLC控制器16设定有张紧轮最大、最小的工作扭矩数值，当张紧轮在扭矩测试过程中其测试最大扭矩超过最大工作扭矩或测试最小扭矩小于最小工作扭矩时，警报器接收PLC控制器16的信号产生报警，说明此只正在测试的张紧轮质量不合格。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了测试台1、定位件2、转盘2a、定位杆一2b、定位杆二2c、传感器力臂3、横杆3a、螺纹孔3a1、竖杆3b、扭矩传感器4、电器控制箱5、电机6、减速器7、定位座8、定位套9、轴承10、液压缸11、压杆12、压杆座13、压杆套14、箱体15、PLC控制器16、A/D转换模块17、显示屏18、压力传感器19等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种张紧轮扭矩测试装置，包括测试台（1），其特征在于，所述的测试台（1）上设有用于将张紧轮中扭簧支撑套定位的定位件（2），且测试台（1）固连有能驱动定位件（2）转动的驱动结构，所述的测试台（1）上还设有位于所述的定位件（2）上方能垂直升降的传感器力臂（3），当传感器力臂（3）下降后该传感器力臂（3）用于抵挡张紧轮的固定架，所述的传感器力臂（3）连接有扭矩传感器（4），所述的驱动结构和扭矩传感器（4）均联接于电器控制箱（5）；所述的传感器力臂包括横杆、竖杆，所述的横杆水平布置与活塞杆相固定且横杆上具有一列螺纹孔，所述的竖杆（3b）与横杆（3a）的其中一螺纹孔（3a1）连接且竖杆（3b）与横杆（3a）的夹角为90度。

2.根据权利要求1所述的张紧轮扭矩测试装置，其特征在于，所述的驱动结构包括电机（6）、减速器（7），所述的电机（6）的电机轴与减速器（7）的输入端相固连，所述的减速器（7）的输出端与定位件（2）相固连。

3.根据权利要求2所述的张紧轮扭矩测试装置，其特征在于，所述的电机（6）为步进电机，所述的减速器（7）为行星齿轮减速器。

4.根据权利要求2或3所述的张紧轮扭矩测试装置，其特征在于，所述的定位件（2）包括转盘（2a），转盘（2a）中心处固连有定位杆一（2b），转盘（2a）靠近边沿处固连有定位杆二（2c）。

5.根据权利要求4所述的张紧轮扭矩测试装置，其特征在于，所述的测试台（1）上固连有定位座（8），所述的定位座（8）与转盘（2a）之间设有定位套（9），所述的定位套（9）与转盘（2a）固连且定位套（9）与定位座（8）之间设有若干个轴承（10），所述的减速器（7）的输出端位于定位套（9）内并与定位套（9）固连。

6.根据权利要求1或2或3所述的张紧轮扭矩测试装置，其特征在于，所述的测试台（1）上固连有位于定位件（2）上方的液压缸（11），所述的液压缸（11）的活塞杆垂直向下且与传感器力臂（3）相固连。

7.根据权利要求6所述的张紧轮扭矩测试装置，其特征在于，所述的液压缸（11）的活塞杆端部固连有具有一根压杆（12）的压杆组件，当活塞杆伸出带动传感器力臂（3）下降时所述的压杆（12）用于穿入张紧轮中扭簧支撑套的连接孔，所述的压杆（12）固连有压力传感器（19）。

8.根据权利要求7所述的张紧轮扭矩测试装置，其特征在于，所述的压杆组件包括压杆座（13）、压杆套（14），所述的压杆座（13）与活塞杆的端部固连，所述的压杆套（14）套于压杆座（13）内且压杆套（14）的底部中心处固连有压杆（12），所述的压杆套（14）和压杆座（13）之间还固定有若干个轴承（10）。

9.根据权利要求1或2或3所述的张紧轮扭矩测试装置，其特征在于，所述的电器控制箱（5）包括箱体（15）、PLC控制器（16）、A/D转换模块（17）和显示屏（18），所述的PLC控制器（16）、A/D转换模块（17）显示屏（18）均安装于箱体（15）中。