CN104296992A - 一种膜片联轴器动态角向偏角疲劳试验台 - Google Patents

一种膜片联轴器动态角向偏角疲劳试验台 Download PDF

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杨辰龙
陈越超
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Abstract

本发明公开了一种膜片联轴器动态角向偏角疲劳试验台。其变频主输入电机的主轴依次经第一联轴器、第一扭矩仪、第二联轴器与第一传动轴的一端连接，第一传动轴安装在第一支架上，第一传动轴的另一端与被试膜片联轴器的一端连接，被试膜片联轴器的另一端与第二传动轴的一端连接，第二传动轴安装在第二支架上，第二支架安装在力矩电机上，第二传动轴的另一端经第三联轴器与第二扭矩仪的一端连接，另一端依次经第四联轴器、万向传动轴和第五联轴器与变频加载电机的主轴连接。本发明先根据力矩电机加载值—膜片联轴器角向偏移曲线和调整后的角向偏移得到力矩电机的加载值，再调节力矩电机输出端的加载值，这样就能实现膜片联轴器角向偏移的实时微调整。

Description

一种膜片联轴器动态角向偏角疲劳试验台
技术领域
本发明涉及一种疲劳试验台，特别是涉及一种膜片联轴器动态角向偏角疲劳试验台。
背景技术
膜片联轴器是由几组膜片（不锈钢薄板）用螺栓交错地与两半联轴器联接的，每组膜片由数片叠集而成，膜片分为连杆式和不同形状的整片式。膜片联轴器靠膜片的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移，能补偿主动机与从动机之间由于制造误差、安装误差、承载变形以及温升变化的影响等所引起的轴向、径向和角向偏移。其中当角向偏移接近允许的极限范围时会导致膜片联轴器受力状态产生较大变化。目前，专门对膜片联轴器极限工况下的运转状态进行的研究还比较少，发明专利CN201310523726中提出了一种弹性联轴器工况试验台，但是针对的是静态下的膜片联轴器角向偏移试验，即在试验前调整角向偏移，在试验过程中则不能实时改变角向偏移大小，并且对极限角向偏移的调整较为繁琐，角向偏移精度也很难保证。但是在膜片联轴器实际使用过程中，角向偏移可能会随着设备运转而发生变化，因此有必要设计一种角向偏移调整方便、精度高的膜片联轴器动态角向偏角疲劳试验台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种膜片联轴器动态角向位移疲劳试验台，解决膜片联轴器实际使用过程中，角向偏移可能会随着设备运转而发生变化的影响。
本发明采用的技术方案是：
该试验台包括变频主输入电机、第一联轴器、第一扭矩仪、第一扭矩仪支架、第二联轴器、第一传动轴、第一滚动轴承支架、第二滚动轴承支架、第二传动轴、第三联轴器、第二扭矩仪、第二扭矩仪支架、第四联轴器、万向传动轴、第五联轴器、变频加载电机和力矩电机。变频主输入电机的主轴依次通过第一联轴器、安装在第一扭矩仪支架上的第一扭矩仪、第二联轴器与第一传动轴的一端连接，第一传动轴安装在第一滚动轴承支架上，第一传动轴的另一端与被试膜片联轴器的一端连接，被试膜片联轴器的另一端与第二传动轴的一端连接，第二传动轴安装在第二滚动轴承支架上，第二滚动轴承支架安装在力矩电机上，第二传动轴的另一端通过第三联轴器与安装在第二扭矩仪支架上的第二扭矩仪的一端连接，第二扭矩仪的另一端依次通过第四联轴器、万向传动轴、第五联轴器与变频加载电机的主轴连接；变频主输入电机、第一扭矩仪支架（4）、第一滚动轴承支架、力矩电机、第二扭矩仪支架和变频加载电机均安装在底座上。
本发明具有的有益效果是：
1、利用该试验台可以进行膜片联轴器动态角向偏移疲劳试验，需要先得到力矩电机加载力矩和膜片联轴器角向偏移值之间的关系，可以通过调整力矩电机加载值，并测出该加载值下的角向偏移，从而拟合出力矩电机加载值—膜片联轴器角向偏移的关系曲线。在试验中需要实时调整膜片联轴器角向偏移时，可以先根据力矩电机加载值—膜片联轴器角向偏移曲线和调整后的角向偏移得到力矩电机的加载值，再调节力矩电机输出端的加载值，这样就能实现膜片联轴器角向偏移的实时微调整。被试膜片联轴器两端传动轴连接的扭矩仪可实时采集转速和转矩，从而分析膜片联轴器两端的受力状态。
2、本发明特别适用于输入功率小于30Kw，加载扭矩小于100N.m的试验条件的被试膜片联轴器。
附图说明
图1是本发明的总体示意图。
图2是图1A中的膜片联轴器角向偏移未作调整时局部放大俯视图。
图3是图1A中的膜片联轴器角向偏移作出调整后局部放大俯视图。
图中：1、变频主输入电机，2、第一联轴器，3、第一扭矩仪，4、第一扭矩仪支架，5、第二联轴器，6、第一传动轴，7、第一滚动轴承支架，8、被试膜片联轴器，9、第二滚动轴承支架，10、第二传动轴，11、第三联轴器，12、第二扭矩仪，13、第二扭矩仪支架，14、第四联轴器，15、万向传动轴，16、第五联轴器，17、变频加载电机，18、力矩电机。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的描述。
如图1、图2和图3所示，本发明可以在膜片联轴器试验过程中实时改变角向偏移大小，从而实现膜片联轴器动态角向偏移疲劳试验。试验台包括变频主输入电机1、第一联轴器2、第一扭矩仪3、第一扭矩仪支架4、第二联轴器5、第一传动轴6、第一滚动轴承支架7、被试膜片联轴器8、第二滚动轴承支架9、第二传动轴10、第三联轴器11、第二扭矩仪12、第二扭矩仪支架13、第四联轴器14、万向传动轴15、第五联轴器16、变频加载电机17和力矩电机18。变频主输入电机1的主轴端通过第一联轴器2与安装在第一扭矩仪支架4上的第一扭矩仪3连接，第一扭矩仪3的另一端通过第二联轴器5与第一传动轴6的一端连接，第一传动轴6的主体通过滚动轴承安装在第一滚动轴承支架7上，第一传动轴6的另一端与被试膜片联轴器8的一端连接，被试膜片联轴器8的另一端与第二传动轴10的一端连接，第二传动轴10的主体通过滚动轴承安装在第二滚动轴承支架9上，第二滚动轴承支架9安装在力矩电机18上，第二传动轴10的另一端通过第三联轴器11与安装在第二扭矩仪支架13上的第二扭矩仪12连接，第二扭矩仪12的另一端通过第四联轴器14与万向传动轴15的一端连接，万向传动轴15的另一端通过第五联轴器16与变频加载电机17的主轴端连接。变频主输入电机1、第一扭矩仪支架4、第一滚动轴承支架7、力矩电机18、第二扭矩仪支架13和变频加载电机17均安装在底座上。
在以设定转速和转矩分别启动变频主输入电机1和变频加载电机17后，可以通过调整力矩电机18来实时改变被试膜片联轴器8的角向偏移大小（偏角为θ），从而实现膜片联轴器动态角向偏移疲劳试验。第一扭矩仪3和第二扭矩仪12采集的转速和转矩值则为分析被试膜片联轴器8两端受力状态提供了基础。
本发明的工作流程如下：
1、将被试膜片联轴器8安装到试验台上，先对力矩电机加载值—膜片联轴器角向偏移的关系曲线进行拟合。使用百分表对不同力矩电机加载值下的膜片联轴器角向偏移值进行测定，从而拟合得到力矩电机加载值—膜片联轴器角向偏移的关系曲线。
2、根据力矩电机加载值—膜片联轴器角向偏移的关系曲线和设定的角向偏移目标值得到力矩电机18的加载值，按该加载值启动力矩电机18来调整得到被试膜片联轴器8初始角向偏移。当膜片联轴器角向偏移微调整完毕后，分别以设定转速和转矩启动变频主输入电机1和变频加载电机17，同时被试膜片联轴器8两侧的扭矩仪开始实时采集转速和扭矩值。
3、在试验过程中，需要改变膜片联轴器角向偏移时，根据力矩电机加载值—膜片联轴器角向偏移的关系曲线和修正后的角向偏移目标值得到力矩电机18的修正加载值，设定力矩电机18的加载力矩值为该修正加载值，从而实时的按需求改变膜片联轴器角向偏移。
4、当试验运行到预定时间后，按顺序停止力矩电机18、变频加载电机17和变频主输入电机1，并卸下被试膜片联轴器8。对扭矩仪采集得到的转速和转矩值进行分析，得到被试膜片联轴器8两端的受力状态。

Claims (1)

1.一种膜片联轴器动态角向偏角疲劳试验台，其特征在于：该试验台包括变频主输入电机（1）、第一联轴器（2）、第一扭矩仪（3）、第一扭矩仪支架（4）、第二联轴器（5）、第一传动轴（6）、第一滚动轴承支架（7）、第二滚动轴承支架（9）、第二传动轴（10）、第三联轴器（11）、第二扭矩仪（12）、第二扭矩仪支架（13）、第四联轴器（14）、万向传动轴（15）、第五联轴器（16）、变频加载电机（17）和力矩电机（18）；变频主输入电机（1）的主轴依次通过第一联轴器（2）、安装在第一扭矩仪支架（4）上的第一扭矩仪（3）、第二联轴器（5）与第一传动轴（6）的一端连接，第一传动轴（6）安装在第一滚动轴承支架（7）上，第一传动轴（6）的另一端与被试膜片联轴器（8）的一端连接，被试膜片联轴器（8）的另一端与第二传动轴（10）的一端连接，第二传动轴（10）安装在第二滚动轴承支架（9）上，第二滚动轴承支架（9）安装在力矩电机（18）上，第二传动轴（10）的另一端通过第三联轴器（11）与安装在第二扭矩仪支架（13）上的第二扭矩仪（12）的一端连接，第二扭矩仪（12）的另一端依次通过第四联轴器（14）、万向传动轴（15）、第五联轴器（16）与变频加载电机（17）的主轴连接；变频主输入电机（1）、第一扭矩仪支架（4）、第一滚动轴承支架（7）、力矩电机（18）、第二扭矩仪支架（13）和变频加载电机（17）均安装在底座上。
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