CN103925945A - 一种旋转式电磁执行器性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种旋转式电磁执行器性能测试装置，包括平台、主支架、辅支架、扭矩传感器、测量主轴、主轴外壳，主支架、辅支架以及被测的旋转式电磁执行器固定在平台上，扭矩传感器安装在辅支架上，主轴外壳安装在主支架上，主轴外壳内壁安装轴承，测量主轴穿过主轴外壳并与轴承相配合，测量主轴的一端与扭矩传感器相连，测量主轴的另一端安装有手柄，扭矩传感器通过输出法兰连接弹性联轴器，弹性联轴器通过连接法兰连接被测的旋转式电磁执行器，主轴外壳上设置控制孔，控制孔里设置按钮、顶杆、弹簧，按钮与顶杆相连，弹簧套在按钮和顶杆上，测量主轴的中部沿其周向开有朝向相同的楔形槽。本发明能绘出旋转式电磁执行器稳态特性曲线。

Description

一种旋转式电磁执行器性能测试装置

技术领域

本发明涉及的是一种测试装置，具体地说是电磁执行器的测试装置。

背景技术

采用电子调速技术是提高柴油机调速性能的主要途径，执行器是柴油机电子调速系统的关键部件，它将电控系统的电信号转换为机械能，驱动控制对象，从而实现控制目的。因此，电磁执行器的性能与特性成为能否准确实现调速系统控制策略的一个重要因素，直接影响了整个柴油机调速系统的性能。

旋转式电磁执行器的基本原理：在执行器的核心部分安装一个铠装的比例电磁铁，其衔铁的直线运动转换为轴的直线输出，轴的直线运动通过转换机构转换为输出轴的旋转运动，并利用角位移传感器将其旋转角度转变为电压信号，反馈给转速控制器，执行器输出轴的旋转角度由电磁铁的控制电流大小和复位弹簧压缩长度控制，当两者保持平衡关系时，执行器的输出轴保持在某一平衡位置。

旋转式电磁执行器稳态特性对柴油机电控策略的实施效果影响很大，通过测试得到其稳态特性是设计柴油机电控系统的一个关键。

关于电磁执行器性能测试装置的研究文献很少。

1994年发表在应用科技杂志第三卷上的“BDZ02型电磁执行器的静态和动态特性分析”论文提到了电磁执行器的性能试验。该方案提出了一个原理框图，没有对实验测试装置结构原理进行描述。

中国专利申请号201010101260.X提出了一种有限转角式电磁执行器测试装置，执行器摆臂通过拉杆与微型抗拉传感器相连，将摆臂的摆动转变为负载的水平位移，其中负载机构由齿轮和齿条组成，齿条带动齿轮旋转，齿轮主轴分别与阻尼器、摩擦盘片相连，盘片的摩擦力可以通过外部的螺母调节，齿条移动路径上有可调限位装置，控制执行器的转角，实现其静态测试目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转式电磁执行器性能测试装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种旋转式电磁执行器性能测试装置，其特征是：包括平台、主支架、辅支架、扭矩传感器、测量主轴、主轴外壳，主支架、辅支架以及被测的旋转式电磁执行器固定在平台上，扭矩传感器安装在辅支架上，主轴外壳安装在主支架上，主轴外壳内壁安装轴承，测量主轴穿过主轴外壳并与轴承相配合，测量主轴的一端与扭矩传感器相连，测量主轴的另一端安装有手柄，扭矩传感器通过输出法兰连接弹性联轴器，弹性联轴器通过连接法兰连接被测的旋转式电磁执行器，主轴外壳上设置控制孔，控制孔里设置按钮、顶杆、弹簧，按钮与顶杆相连，弹簧套在按钮和顶杆上，测量主轴的中部沿其周向开有朝向相同的楔形槽，按钮在弹簧的作用下带动顶杆压在楔形槽中或脱开楔形槽。

本发明还可以包括：

1、弹性联轴器上开有螺旋形槽。

2、连接法兰和输出法兰里分别安装防止连接法兰、弹性联轴器、输出法兰之间轴向移动的小卡簧，主轴外壳里安装实现轴承轴向定位的大卡簧。

本发明的优势在于：本发明结构紧凑，操作方便，通过扭矩传感器和角位移传感器测得电磁执行器输出的转矩及角位移，能绘出其稳态特性曲线。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明测量主轴楔形槽的示意图。

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1～2，本发明一种旋转式电磁执行器稳态特性测试装置包括平台1、连接法兰2、卡簧3、弹性联轴器4、输出法兰5、平键6、扭矩传感器7、测量主轴8、顶杆9、螺柱10、按钮11、弹簧12、手柄13、轴承14、大卡簧15、主支架16、辅支架17等组成。旋转式电磁执行器安装在平台1上，通过连接法兰2上的花键孔与旋转式电磁执行器的输出花键轴连接，实现转矩的传递。在连接法兰2与扭矩传感器7之间设计了一个弹性联轴器4，该联轴器4表面加工有螺旋形槽，可实现同轴度误差补偿，避免因执行器加工误差而影响测量。为了防止连接法兰2和弹性联轴器4的轴向移动，分别在连接法兰2和输出法兰5内设计有孔用卡簧3，实现轴向定位。

测量主轴8与扭矩传感器7间用平键6连接，测量主轴8采用双轴承14支撑，保证稳定性，双轴承14外侧用大卡簧15实现轴向定位。测量主轴8的中间轴段表面开有楔形的槽，它与顶杆9形成间歇机构，且只能单向转动。顶杆9在弹簧12作用下压在楔形槽中，在手柄13的作用下单向移动，测量不同角度位置下扭矩测量。当抬起按钮11时，按钮11连接顶杆9一起上移，抬起顶杆9脱离楔形槽，这时测量主轴8可以实现双向转动，回到测量起点。

旋转式电磁执行器稳态特性的扭矩用扭矩传感器7采集，角位移用旋转式电磁执行器上的角位置传感器测得。当旋转式电磁执行器输入不同电流时，转动手柄13，可以测量多个角度下电磁执行器输出的转矩，绘出其稳态特性曲线，得到旋转式电磁执行器的稳态特性。

旋转式电磁执行器安装在平台上，通过连接法兰上的花键孔与执行器的输出花键轴连接，实现转矩的传递。在连接法兰与扭矩传感器之间设计有螺旋槽型弹性联轴器，这种联轴器有一条连续的多圈的长切槽，具有非常优良的弹性和很小的轴承负载，适合用于纠正偏角和轴向偏差，可实现同轴度误差补偿，避免因执行器加工误差而影响测量。为了防止连接法兰和弹性联轴器的轴向移动，分别在连接法兰和输出法兰内设计有孔用卡簧，孔用卡簧采用标准件，如平湖市瑞丰厂生产的006系列孔用卡簧，实现轴向定位。

测量主轴与扭矩传感器间用平键连接，平键采用标准件，测量主轴采用双轴承支撑，保证稳定性，双轴承外侧用大卡簧实现轴向定位，轴承采用瑞典SKF圆柱滚子轴承，型号为NJ312ECM。

测量主轴的中间轴段表面开有楔形的槽，它与顶杆形成间歇机构，且只能单向转动。顶杆在弹簧作用下压在楔形槽中，在手柄的作用下单向移动，测量不同角度位置下扭矩测量。当抬起按钮时，按钮连接顶杆一起上移，抬起顶杆脱离楔形槽，这时测量主轴可以实现双向转动，回到测量起始点。

执行器稳态特性的扭矩用扭矩传感器采集，扭矩传感器可采用北京中科昆锐科技公司生产的KR-801系列扭矩传感器，其被广泛应用于试验机、电动执行器、阀门、液压等静止扭矩检测等测试系统中，具有出色的稳定性、较高的测量精度和极高的性价比。角位移用执行器上的角位移传感器测得，角位移传感器采用北京飞博尔电子公司生产的绝对式角位移传感器以其高精度、高可靠性、耐高低温、抗强电磁干扰等特点，广泛应用于要求可靠性高的各种场所，是测量角位移的理想产品。

当执行器输入不同电流时，转动手柄，可以测量多个角度下电磁执行器输出的转矩，绘出其稳态特性曲线，得到旋转式电磁执行器的稳态特性。

连接法兰2和输出法兰5内设计有防止连接法兰2和弹性联轴器4的轴向移动的孔用卡簧3。连接法兰2设计有与执行器输出轴相配合的花键槽，实现本测量装置与执行器的快速连接。测量主轴8采用双轴承14支撑以保证稳定性，且双轴承14外侧用大卡簧15进行轴向定位。测量主轴8的中间轴段表面开有与顶杆9形成间歇机构的楔形槽，且只能单向转动。本测量装置的连接法兰2与弹性联轴器4接连，可以防止因为本测量装置连接法兰2与执行器输出轴之间的不同轴性，而影响测量精度。

本测量装置的按钮11和顶杆9之间采用螺纹连接，在测量过程，顶杆9被弹簧12压紧在楔形槽，使测量主轴8只能单向转动，当提起按钮11后，顶杆9脱离开楔形槽，主轴8可以反向转动回到原位。

Claims (3)

1.一种旋转式电磁执行器性能测试装置，其特征是：包括平台、主支架、辅支架、扭矩传感器、测量主轴、主轴外壳，主支架、辅支架以及被测的旋转式电磁执行器固定在平台上，扭矩传感器安装在辅支架上，主轴外壳安装在主支架上，主轴外壳内壁安装轴承，测量主轴穿过主轴外壳并与轴承相配合，测量主轴的一端与扭矩传感器相连，测量主轴的另一端安装有手柄，扭矩传感器通过输出法兰连接弹性联轴器，弹性联轴器通过连接法兰连接被测的旋转式电磁执行器，主轴外壳上设置控制孔，控制孔里设置按钮、顶杆、弹簧，按钮与顶杆相连，弹簧套在按钮和顶杆上，测量主轴的中部沿其周向开有朝向相同的楔形槽，按钮在弹簧的作用下带动顶杆压在楔形槽中或脱开楔形槽。

2.根据权利要求1所述的一种旋转式电磁执行器性能测试装置，其特征是：弹性联轴器上开有螺旋形槽。

3.根据权利要求1或2所述的一种旋转式电磁执行器性能测试装置，其特征是：连接法兰和输出法兰里分别安装防止连接法兰、弹性联轴器、输出法兰之间轴向移动的小卡簧，主轴外壳里安装实现轴承轴向定位的大卡簧。